Класифікація та маркування легованих сталей

Леговані сталі можуть бути класифіковані за чотирма ознаками: за рівноважною структурою, за структурою після охолодження на повітрі (у нормалізованому стані), за хімічним складом і за призначенням.

За рівноважною структурою леговані сталі поділяють на такі групи:

- доевтектоїдні сталі, структура яких - ферит і перліт;

- евтектоїдні сталі, які мають перлітну структуру;

- заевтектоїдні сталі, структура яких - перліт і вторинні карбіди;

- ледебуритні сталі, у структурі яких є первинні карбіди, що виділилися із рідкої фази; а у литому стані надлишкові карбіди сумісно з аустенітом утворюють евтектику - ледебурит.

- аустенітні сталі, структура яких складається тільки з аустеніту (при високому вмісті легуючих елементів першої групи за впливом на поліморфізм заліза);

- феритні сталі, структура яких складається тільки з фериту (при високому вмісті легуючих елементів другої групи за впливом на поліморфізм заліза).

За структурою після охолодження на повітрі леговані сталі поділяють на три основні класи: перлітний, мартенситний і аустенітний.

Перлітні сталі мають невисокий вміст легуючих елементів (до 5…6%). При охолодженні таких сталей на повітрі крива охолодження перетинає С-криві в області перлітного розпаду. Тому в результаті розпаду аустеніту утворюються феритно-цементитні суміші різної ступені дисперсності: перліт, сорбіт, троостит (рис.9.3, а).

Рис. 9.3.Діаграми ізотермічного перетворення аустеніту для сталей перлітного (а), мартенситного (б) і аустенітного (в) класів з накладеними кривими охолодження на повітрі (1, 2, 3)

Мартенситні сталі містять 6...13 % легуючих елементів. При такому вмісті легуючих елементів С-криві зміщені вправо настільки, що при охолодженні на повітрі аустеніт переохолоджується до точки Мп і перетворюється в мартенсит (рис.9.3, б).

Аустенітні сталі містять понад 13 % легуючих елементів. При такому високому вмісті легуючих елементів у сталі, крім підвищення стійкості переохолодженого аустеніту, точка Мп знижується нижче 0 ^оС, тому сталь, охолоджена на повітрі при звичайних умовах (температура вище 0 ^оС), зберігає аустенітний стан (рис.9.3, в).

За хімічним складом леговані сталі поділяють:

- в залежності від легуючих елементів - на хромисті, хромонікелеві, хромонікельмолібденові, кремнисті тощо;

- в залежності від загального вмісту легуючих елементів - на низьколеговані (до 2,5 %), леговані (2,5...10 %) та високолеговані (понад 10 %);

- в залежності від якості - на якісні (до 0,04 % S і 0,035 % Р), високоякісні (до 0,025 % Р і S) та особливо високоякісні (до 0,015 % S і 0,025 % Р).

За призначенням леговані сталі поділяють на конструкційні, інструментальні та сталі з особливими властивостями.

Для позначення марок легованих сталей в Україні прийнята літерно-цифрова система, згідно з якою кожна марка сталі складається з певного поєднання літер і цифр, які показують приблизний хімічний склад сталі. Марка сталі звичайно починається з одно -, дво - або тризначного числа, яке показує вміст (середній чи граничний) вуглецю в сталі: однозначне - в десятих (інструментальна сталь), дво - або тризначне - в сотих частках відсотка (конструкційна сталь або сталь з особливими властивостями). Числа на початку марки відсутні, якщо інструментальна сталь містить 1 % і більше вуглецю.

Легуючі елементи позначають такими літерами: А - азот, Б - ніобій, В - вольфрам, Г - марганець, Д - мідь, Е - селен, К - кобальт, Н - нікель, М - молібден, П - фосфор, Р - бор, С - кремній, Т - титан, Ф - ванадій, Х - хром, Ц - цирконій, Ч - рідкоземельні метали (РЗМ), Ю - алюміній.

Числа, що стоять за літерами, вказують приблизний (середній) вміст легуючого елемента, вказаного цими літерами в цілих відсотках. Якщо вміст легуючого елемента близько 1 % або менше, то цифра відсутня. Літера А вказує: на наявність в сталі азоту, якщо вона стоїть всередині марки; якщо на початку (А12) - автоматна, в кінці марки - високоякісна. Наприклад, сталь 20ХНЗА - конструкційна, легована, високоякісна (А) сталь, яка містить ~0,2 % С, ~1 % Сr, 3 % Ni; сталь 15Х17АГ14 - нержавіюча сталь, що містить £0,15 % С, ~17 % Сr, <1 % N, ~14 % Mn; сталь 4ХВ2С - інструментальна сталь, якісна, що містить ~0,4 % С, ~ 1 % Сr, 2 % W, ~1 % Si; сталь Х6ВФ - інструментальна сталь, якісна, що містить ³1 % С, ~6 % Cr, ~1 % W, <1 % V.

Для деяких груп сталей застосовують додаткові позначення. Марки кулькопідшипникових сталей починаються з літери Ш, швидкорізальних - з літери Р (від слова „рапід” - швидкий), магнітнотвердих - з літери Е, електротехнічних - з літери Э. Вміст вуглецю у цих марках не вказується. Наприклад, сталь ШХ15СГ - це кулькопідшипникова сталь, що містить ~1,5 % Cr, ~1 % Si, ~1 % Mn, тобто число, що стоїть за літерою Х вказує середній вміст хрому в десятих частках відсотка; сталь Р6М5 - це швидкорізальна сталь, що містить ~6 % W і ~5 % Мо, тобто число, яке стоїть за літерою Р вказує середній вміст вольфраму в цілих відсотках.