Маркировка сталей и сплавов: как расшифровать
Как читать марки углеродистых и легированных сталей, обозначения легирующих элементов, маркировка чугуна, алюминиевых и медных сплавов с примерами расшифровки.
Марка стали — это сжатая запись химического состава и назначения материала. Научившись её читать, вы обоснуете выбор материала в курсовой одной фразой вместо ссылки на справочник.
Углеродистые конструкционные стали
| Группа | Пример | Как читать |
|---|---|---|
| Обыкновенного качества | Ст3сп | Ст — сталь, 3 — номер марки (растёт с содержанием углерода), сп — спокойная |
| Качественная | Сталь 45 | 45 — сотые доли процента углерода, то есть 0,45 % C |
| Инструментальная | У8А | У — углеродистая инструментальная, 8 — 0,8 % C, А — высококачественная |
| Литейная | 35Л | 35 — 0,35 % C, Л — литейная |
- Степень раскисления: сп — спокойная, пс — полуспокойная, кп — кипящая. Спокойная плотнее и надёжнее, кипящая дешевле.
- Чем больше углерода, тем выше твёрдость и прочность, но ниже пластичность и хуже свариваемость.
- Стали с содержанием углерода выше 0,25 % варить без подогрева уже нельзя — это частый вопрос на защите.
Легированные стали
Формула чтения: первые две цифры — сотые доли процента углерода, далее буква легирующего элемента и цифра — его содержание в целых процентах. Цифры нет — значит элемента около 1 %.
40Х13 40 — 0,40 % углерода Х — хром 13 — 13 % хрома 18ХГТ: 0,18 % C, хрома ~1 %, марганца ~1 %, титана ~1 %
| Буква | Элемент | Что даёт |
|---|---|---|
| Х | Хром | Твёрдость, коррозионная стойкость, прокаливаемость |
| Н | Никель | Вязкость, пластичность, коррозионная стойкость |
| М | Молибден | Теплостойкость, снижает отпускную хрупкость |
| В | Вольфрам | Красностойкость режущего инструмента |
| Г | Марганец | Прочность и износостойкость, дешёвая замена никеля |
| С | Кремний | Упругость — рессорно-пружинные стали |
| Т | Титан | Связывает углерод, предотвращает межкристаллитную коррозию |
| Ф | Ванадий | Измельчает зерно, повышает прочность |
| А (в середине) | Азот | Не путать с А в конце — там это знак высокого качества |
Нержавеющие и жаропрочные
- 12Х18Н10Т — самая массовая нержавейка: 0,12 % C, 18 % Cr, 10 % Ni, титан для стабилизации. Аустенитная, немагнитная, хорошо варится.
- 40Х13 — мартенситная, для режущего инструмента и медицинских изделий, закаливается на высокую твёрдость.
- 08Х18Н10 — низкоуглеродистый вариант для сварных конструкций.
Чугуны
| Марка | Тип | Расшифровка |
|---|---|---|
| СЧ20 | Серый | Предел прочности при растяжении 200 МПа |
| ВЧ50 | Высокопрочный | σв = 500 МПа, графит шаровидный |
| КЧ35-10 | Ковкий | σв = 350 МПа, относительное удлинение 10 % |
| АЧС-1 | Антифрикционный | Для подшипников скольжения |
Цветные сплавы
- Д16 — дуралюмин, основной авиационный алюминиевый сплав; АМг6 — алюминий с 6 % магния, сварной и коррозионностойкий.
- АК7ч — литейный алюминиевый сплав (силумин) с 7 % кремния.
- Л63 — латунь с 63 % меди, остальное цинк. ЛС59-1 — та же латунь плюс 1 % свинца для обработки резанием.
- БрО5Ц5С5 — бронза: по 5 % олова, цинка и свинца, остальное медь.
Как обосновать выбор материала в курсовой
- Сформулируйте условия работы детали: нагрузка (статическая, ударная, циклическая), температура, среда, требуемая точность.
- Определите главное свойство: прочность, износостойкость, коррозионная стойкость, свариваемость.
- Подберите группу сталей, затем конкретную марку по справочнику или ГОСТ 4543 (легированные), ГОСТ 1050 (качественные углеродистые).
- Назначьте термообработку и приведите итоговые механические свойства: σв, σт, δ, HB.
- Проверьте технологичность: обрабатывается ли резанием, варится ли, не потребует ли дефицитного оборудования.
Типовая связка для вала: сталь 45 с улучшением (закалка + высокий отпуск) — дёшево и достаточно; для нагруженного зубчатого колеса — 18ХГТ с цементацией и закалкой, твёрдая поверхность при вязкой сердцевине.
Частые вопросы
Чем отличается сталь 45 от 45Х?
Добавкой хрома около 1 %. Хром повышает прокаливаемость, поэтому 45Х закаливается насквозь в деталях большего сечения, тогда как у стали 45 сердцевина крупной детали останется мягкой.
Что такое улучшение стали?
Закалка с последующим высоким отпуском (500-650 °C). Даёт лучшее сочетание прочности и вязкости, применяется для валов, шатунов, зубчатых колёс средней нагруженности.
Почему 12Х18Н10Т не магнитится?
Из-за аустенитной структуры, которую стабилизирует никель. После сильной холодной деформации часть аустенита переходит в мартенсит, и сталь может начать слабо магнититься.