Классификация и маркировка сталей

МАРКИРОВКА И КЛАССИФИКАЦИЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ

к практическим занятиям по дисциплине

«Материаловедение и технология конструкционных материалов»

для студентов по специальности:

090600 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»; 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство»; 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»; 130602 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» очной и заочной форм обучения

 

 

 

 

Сургут 2010г.

Утверждено научно-методическим советом

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

Сургутского института нефти и газа (филиала)

Тюменского государственного нефтегазового университета.

 

Составители: доцент, к.т.н. Головина Н.Я.

                    ассистент Астахова А.В.

 

 

© Сургутский институт нефти и газа (филиал) Тюменского нефтегазового университета, 2010

 

Цель работы: ознакомиться с основными принципами классификации и маркировки сталей, чугунов и цветных сплавов; научится расшифровывать различные марки материалов.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА СТАЛЕЙ

Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14 % углерода. Кроме того, в их состав обычно входят марганец, кремний, сера и фосфор; некоторые элементы могут быть введены для улучшения физико-химических свойств, специально (легирующие элементы). Стали классифицируют по самым различным признакам. Мы рассмотрим следующие:

 

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

В зависимости от химического состава различают: стали углеродистые (ГОСТ 380-88, ГОСТ 1050-88) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79). В свою очередь, углеродистые стали могут быть:

а) малоуглеродистыми, т.е. содержащими углерода менее 0,25 %;

б) среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25-0,60 %;

в) высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60 %.

Легированные стали подразделяются на:

а) низколегированные - содержащие до 2,5 % легирующих элементов;

б) среднелегированные - от 2,5 % до 10,0 % легирующих элементов;

в) высоколегированные - свыше 10,0 % легирующих элементов.

 

НАЗНАЧЕНИЕ

По назначению стали бывают:

а) конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий;

б) инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочий инструмент; эти стали содержат более 0,65 % углерода;

в) с особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар;

г) с особыми химическими свойствами, например нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали.

 

КАЧЕСТВО

В зависимости от содержания вредных примесей: (серы и фосфора) стали подразделяют на:

а) стали обыкновенного качества, до 0,05 % серы и до 0,04 % фосфора;

б) качественные - до 0,035 % серы и фосфора каждого отдельно;

в) высококачественные - до 0,025 % серы и фосфора;

г) особовысококачественные - до 0,025 % фосфора и до 0,015 % серы.

СТЕПЕНЬ РАСКИСЛЕНИЯ

По степени удаления кислорода из стали, т.е. по степени ее раскисления, существуют:

а) спокойные стали, т.е. полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами "сп" в конце марки (иногда буквы "сп" опускаются);

б) кипящие стали - слабо раскисленные; маркируются буквами "кп";

в) полуспокойные стали - занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами "пс".

ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ И

ОСОБОВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫЕ СТАЛИ

Маркируют так же, как и качественные, но в конце марки высококачественной стали ставят букву "А" (буква "А" в середине марочного обозначения указывает на наличие азота, специально введенного в сталь), а после марки особовысококачественной - через тире букву "Ш".

У8А - углеродистая инструментальная высококачественная сталь, 0,8 % углерода;

30ХГС-Ш - особовысококачественная среднелегированная сталь, содержащая 0,30 % углерода и от 0,8 до 1,5 % хрома, марганца и кремния каждого.

КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ

 

МЕДЬ И ЕЕ СПЛАВЫ

Технически чистая медь обладает высокими пластичностью, коррозионной стойкостью, малым удельным электросопротивлением и высокой теплопроводностью. По чистоте медь подразделяют на марки (ГОСТ 859-78):

 

Марка	МВЧк	М00	М0	М1	М2	М3
Содержание Сu+Ag не менее, %	99,993	99,99	99,95	99,9	99,7	99,5

 

После обозначения марки указывают способ изготовления меди:

к - катодная, б - бескислородная, р - раскисленная. Медь огневого рафинирования не обозначается.

М00к - технически чистая медь, не менее 99,99 % меди и примеси серебра;

М3 - технически чистая медь огневого рафинирования, содержит не менее 99,5 % меди и примеси серебра.

Медные сплавы разделяют на бронзы и латуни.

Бронзы - это сплавы меди с оловом (4-33 % Sn, хотя бывают безоловянные бронзы), свинцом (до 30 % Pb), алюминием (5-11 % Al), кремнием (4-5 % Si), сурьмой и фосфором (ГОСТ 493-79, ГОСТ 613-79, ГОСТ 5017-74, ГОСТ 18175-78).

Латуни - сплавы меди с цинком (до 50 % Zn) и небольшими добавками алюминия, кремния, свинца, никеля, марганца (ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-93).

Медные сплавы, предназначенные для изготовления деталей методами литья, называют литейными. Сплавы, предназначенные для изготовления деталей пластическим деформированием, - сплавами, обрабатываемыми давлением.

Медные сплавы обозначают начальными буквами их названия (Бр или Л), после чего следуют первые буквы названий основных элементов, образующих сплав, и цифры, указывающие количество элементов в процентах. Приняты следующие обозначения компонентов сплавов:

А - алюминий              Мг - магний             Ср - серебро

Б - бериллий       Мш - мышьяк          Су - сурьма

Ж - железо          Н - никель                Т - титан

К - кремний        О - олово                  Ф - фосфор

Кд - кадмий        С - свинец                 Х - хром

Мц - марганец             Ц - цинк

БрА9Мц2Л - бронза, содержащая 9 % Al, 2 % М n, остальное - С u (“Л” указывает, что сплав литейный);

ЛЦ40Мц3Ж - латунь, содержащая 40 % Zn, 3 % М n, ~1 % Fe, остальное - Cu;

БрОФ8,0-0,3 - бронза, наряду с медью содержащая 8,0 % олова и 0,3 % фосфора;

ЛАМш77-2-0,05 - латунь, содержащая 77 % меди, 2 % алюминия, 0,05 % мышьяка, остальное цинк (в обозначении латуни, предназначенной для обработки давлением, первое число указывает содержание меди).

В несложных по составу латунях указывают только содержание в сплаве меди:

Л96 - латунь, содержащая 96 % меди и ~ 4 % цинка (томпак),

Л63 - латунь, содержащая 63 % меди и ~ 37 % цинка.

АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ

Алюминий - легкий металл, обладающий высокими тепло,- электропроводностью, стойкий к коррозии.

В зависимости от степени чистоты первичный алюминий согласно ГОСТ 11069-74 бывает особой (А999): высокой (А995, А95) и технической чистоты (А85, А7Е, А0 и др.). Алюминий маркируется буквой А и цифрами, обозначающими доли процента свыше 99,0 % Al. Буква “Е” обозначает повышенное содержание железа и пониженное кремния.

А999 - алюминий особой чистоты, в котором содержится не менее 99,999 % Al;

А5 - алюминий технической чистоты, в котором 99,5 % Al.

Алюминиевые сплавы разделяют на деформируемые и литейные. Те и другие могут быть не упрочняемые и упрочняемые термической обработкой.

Деформируемые алюминиевые сплавы хорошо обрабатываются прокаткой, ковкой, штамповкой. Их марки приведены в ГОСТ 4784-74. К деформируемым алюминиевым сплавам, не упрочняемым термообработкой, относятся сплавы системы Al-Mn и Al-Mg: АМц, АМцС, АМг1, АМг4, АМг5, АМг6. Аббревиатура включает в себя начальные буквы входящих в состав сплава компонентов и цифры, указывающие содержание легирующего элемента в %.

К деформируемым алюминиевым сплавам, упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы системы Al-Cu-Mg с добавками некоторых элементов (дуралюмины, ковочные сплавы), а также высокопрочные и жаропрочные сплавы сложного химсостава. Дуралюмины маркируются буквой “Д” и порядковым номером, а ковочные сплавы - “АК” и порядковым номером, например: Д1, Д12, Д18, АК4, АК8.

Чистый деформируемый алюминий обозначается буквами ''АД'' и условным обозначением степени его чистоты: АДоч (99,98 % Al), АД000 (99,80 % А l), АД0 (99,5 % Al), АД1 (99,30 % Al), АД (98,80 % Al).

Литейные алюминиевые сплавы (ГОСТ 2685-75) обладают хорошей жидкотекучестью, имеют сравнительно небольшую усадку и предназначены в основном для фасонного литья. Эти сплавы маркируются буквами “АЛ” с последующим порядковым номером: АЛ2, АЛ9, АЛ13, АЛ22, АЛ30.

Иногда маркируют по составу: АК7М2; АК21М2; АК4МЦ6. В этом случае "М" обозначает медь, "К" - кремний, "Ц" - цинк, "Н" - никель, цифра - среднее процентное содержание элемента.

Из алюминиевых антифрикционных сплавов (ГОСТ 14113-78) изготовляют подшипники и вкладыши как литьем, так и обработкой давлением. Такие сплавы маркируют буквой “А”и начальными буквами входящих в них элементов: А09-2, А06-1, АН-2,5, АСМТ. В первых двух сплавах присутствуют указанное количество олова и меди (первая цифра - олово, вторая - медь в %), в третьем - 2,7-3,3 % Ni и в четвертом - медь, сурьма, теллур.

ТИТАН И ЕГО СПЛАВЫ

Титан - тугоплавкий металл с невысокой плотностью. Удельная прочность титана выше, чем у многих легированных конструкционных сталей, поэтому при замене сталей титановыми сплавами можно при равной прочности уменьшить массу детали на 40 %.Титан хорошо обрабатывается давлением, сваривается, из него можно изготовить сложные отливки, но обработка резанием затруднительна. Для получения сплавов с улучшенными свойствами его легируют алюминием, хромом, молибденом. Титан и его сплавы маркируют буквами "ВТ" и порядковым номером:

ВТ1-00, ВТ3-1, ВТ4, ВТ8, ВТ14.

Пять титановых сплавов обозначены иначе:

ОТ4, ОТ4-0, ОТ4-1, ПТ-7М, ПТ-3В.

Магний и его сплавы

Среди промышленных металлов магний обладает наименьшей плотностью (1700 кг/м³). Магний и его сплавы неустойчивы против коррозии, при повышении температуры магний интенсивно окисляется и даже самовоспламеняется. Он обладает малой прочностью и пластичностью, поэтому как конструкционный материал чистый магний не используется. Для повышения химико-механических свойств в магниевые сплавы вводят алюминий, цинк, марганец и другие легирующие добавки.

Магниевые сплавы подразделяют на деформируемые (ГОСТ 14957-76) и литейные (ГОСТ 2856-79). Первые маркируются буквами "МА", вторые -"МЛ". После букв указывается порядковый номер сплава в соответствующем ГОСТе. Например:

МА1 - деформируемый магниевый сплав № 1;

МЛ19 - литейный магниевый сплав № 19.

ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

 

№	Марки конструкционных материалов
1.	БСт3кп2; 08Х20Н14С2; Р9; СЧ25; М00б; АМг3; ВТ1-00; МЛ3
2.	11Х11Н2В2МФ; ШХ30; У11; ВЧ45; БрА9Мц2Л; АЛ19; ВТ1-0; МЛ4
3.	25ХГСА; Р6М5Ф2К8; 50; КЧ50-4; БрА7Мц15Ж3Н2Ц2; А6; ОТ4-0; МА1
4.	28Х10Н6МТ; ШХ17; АЧВ-4; БрСу6Н3С18Ф; А32; Д20; ВТ4; МЛ10
5.	45ХНЗМФА; ШХ9; 20пс; АЧС-4; БрО4Мц7С5; АД0Е; ОТ4-1; МА2
6.	10Х17Н13М2Т; А20; Ст6; АЧК-1; БрОФ4-0,25; АЛ33; ОТ-4; МЛ19
7.	Ст5Гпс3; 25Х13Н2; 15кп; АЧВ-1; ЛС63-2; АМц4; ВТ5; МЛ15
8.	18Х4МЮФА; ВСт3кп2; 40Г; АЧС-4; БрАЖН8-2-2; АК5М6; АЛ4; МЛ11
9.	16Х11Н2В2МФ; А40Г; ШХ15; СЧ10; JIA77-2; Д16; ВТ9; МА18
10.	45Х22Н4М3; У13; БСт2пс2; ВЧ100; М2р; АЛ25; ВТ14; МА15
11.	31Х19Н9МВБТ; Р9; 45; КЧ45-6; БрСу3Н3Ц3С20Ф; А8; ВТ16; МЛ5
12.	14Х2Н3С6; ШХ7ГС; А25; КЧ80; ЛЖМц64-3-6; А8Е; ВТ2-0; МЛ15
13.	12Х18Н9Т; ШХ15ГС; А20; АЧС-5; ЛЦ40Мц3А; АЛ21; ВТ20; МА17
14.	ВСт3пс; 20Х; Р12; АЧВ-2; ЛЖМц59-1-1; АК4М4; ВТ22; МЛ6
15.	15Х6СЮ; Р6М5; У13А; АЧК-2; ЛС59-1; Д12; ПТ-7М; МЛ10
16.	38Х2МЮА; ВСт4пс2; 50Г; АЧС-3; Л68; А5Е; ПТ-3В; МА12
17.	36Х18Н25С2; А30; ВСт2кп6; КЧ60-3; БрАЖН10-4-4; АЛ2; ВТ9; МА11
18.	40ХМФА; Р6М3Ф2; А25; ВЧ80; БрА7Мц15Ж3Н2Ц2; АК9; ВТ5; МЛ8
19.	Ст0; 30Х13; Р6М5Ф2К8; СЧ25; БрА9Ж4Н4Мц1; AМг6; ВТ1-0, МА21
20.	23ХН4М8Ф-Ш; ВСт2кп3; Р8М2Ф6; ЛЦ30А8Ж6Мц5А; Д10; А7; ВТ6; МЛ8
21.	09Х16Н4Б; БСт3Г; ШХ6; СЧ18; ЛЦ23А6Ж3Мц2; Д16; ВТ16; МЛ19
22.	45ХН3МФ-Ш; У11; А11; ВЧ70; ЛАМш77-2-0,05; АЛ23; ВТ5; МА18
23.	14Г2АФ; Р9М2Ф3; БСт5сп; СЧ24; БрОФ6,5-0,15; Д18; ВТ1-00; МА19
24.	15Х7Н2Т-Ш; Р6М5Ф2К8; ШХ9; КЧ60-3; ЛК80-3; АК4М4; ВТ22; МЛ8
25.	БСт1; 50ХГ; Р9М3Ф2; АЧС-6; БрКМц3-1; АК7; ВТ20; МЛ12
26.	08Х18Т1; У10А; 30пс; ВЧ40; БрО6Ц6С3; АЛ9; ПТ-3В; МА2
27.	Р12; 13Х14НВ2ФР; Ст5пс3; СЧ20; ЛЦ38Мц2С2; АМг2; ВТ14; МА20
28.	8Х15Н3В5МФ-Ш; У12; АЧК-5; БрОФ8-0,5; А18; ВТ10; А09-2; ПТ-7М
29.	У9; 07Х25Н13; ШХ15; КЧ35-10; БрАЖНМц9-4-4-1; АД0; ВТ14; МЛ4
30.	А11; 20Х12ВНМФ; 25сп; ВЧ80; ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5; А7; ВТ9; МЛ9
31.	БСт3кп2; ШХ30; 50; АЧС-4; БрОФ4-0,25; АМц2; ВТ9; МА15
32.	11Х11Н2В2МФ; Р6М5Ф2К8; 20пс; АЧК-1; ЛС63-2; Д16; ВТ14; МЛ5
33.	25ХГСА; ШХ9; Ст6; АЧВ-1; ЛА77-2; АЛ25; ВТ16; МА17
34.	45ХН3МФА; А20; 15кп; СЧ10; М2р; А8; ВТ20; МЛ6
35.	Ст2пс; 25Х13Н2; ШХ15; ВЧ100; БрСу3Н3Ц3С20Ф; АЛ21; ВТ22; МЛ10

 

МАРКИРОВКА И КЛАССИФИКАЦИЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ

к практическим занятиям по дисциплине

«Материаловедение и технология конструкционных материалов»

для студентов по специальности:

090600 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»; 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство»; 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»; 130602 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» очной и заочной форм обучения

 

 

 

 

Сургут 2010г.

Утверждено научно-методическим советом

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

Сургутского института нефти и газа (филиала)

Тюменского государственного нефтегазового университета.

 

Составители: доцент, к.т.н. Головина Н.Я.

                    ассистент Астахова А.В.

 

 

© Сургутский институт нефти и газа (филиал) Тюменского нефтегазового университета, 2010

 

Цель работы: ознакомиться с основными принципами классификации и маркировки сталей, чугунов и цветных сплавов; научится расшифровывать различные марки материалов.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА СТАЛЕЙ

Сталями принято называть сплавы железа с углеродом, содержащие до 2,14 % углерода. Кроме того, в их состав обычно входят марганец, кремний, сера и фосфор; некоторые элементы могут быть введены для улучшения физико-химических свойств, специально (легирующие элементы). Стали классифицируют по самым различным признакам. Мы рассмотрим следующие:

 

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

В зависимости от химического состава различают: стали углеродистые (ГОСТ 380-88, ГОСТ 1050-88) и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79). В свою очередь, углеродистые стали могут быть:

а) малоуглеродистыми, т.е. содержащими углерода менее 0,25 %;

б) среднеуглеродистыми, содержание углерода составляет 0,25-0,60 %;

в) высокоуглеродистыми, в которых концентрация углерода превышает 0,60 %.

Легированные стали подразделяются на:

а) низколегированные - содержащие до 2,5 % легирующих элементов;

б) среднелегированные - от 2,5 % до 10,0 % легирующих элементов;

в) высоколегированные - свыше 10,0 % легирующих элементов.

 

НАЗНАЧЕНИЕ

По назначению стали бывают:

а) конструкционные, предназначенные для изготовления строительных и машиностроительных изделий;

б) инструментальные, из которых изготовляют режущий, мерительный, штамповый и прочий инструмент; эти стали содержат более 0,65 % углерода;

в) с особыми физическими свойствами, например, с определенными магнитными характеристиками или малым коэффициентом линейного расширения: электротехническая сталь, суперинвар;

г) с особыми химическими свойствами, например нержавеющие, жаростойкие или жаропрочные стали.

 

КАЧЕСТВО

В зависимости от содержания вредных примесей: (серы и фосфора) стали подразделяют на:

а) стали обыкновенного качества, до 0,05 % серы и до 0,04 % фосфора;

б) качественные - до 0,035 % серы и фосфора каждого отдельно;

в) высококачественные - до 0,025 % серы и фосфора;

г) особовысококачественные - до 0,025 % фосфора и до 0,015 % серы.

СТЕПЕНЬ РАСКИСЛЕНИЯ

По степени удаления кислорода из стали, т.е. по степени ее раскисления, существуют:

а) спокойные стали, т.е. полностью раскисленные; такие стали обозначаются буквами "сп" в конце марки (иногда буквы "сп" опускаются);

б) кипящие стали - слабо раскисленные; маркируются буквами "кп";

в) полуспокойные стали - занимающие промежуточное положение между двумя предыдущими; обозначаются буквами "пс".