Производство и обозначение сталей

Зарубежные стандарты

Производители РФ и постсоветских государств используют маркированные методы, благодаря которым можно хотя бы примерно понять состав, предназначение и технические свойства без использования специальной литературы. Американское и европейское производство, напротив, не использует такую практику. Это связано с множеством компаний, которые квалифицируются на стандартизации металлической продукции.

Чаще всего, страны Европы и Америка не наносят на наружную поверхность химический состав, а стальные разновидности характеризуются буквами и цифрами. Однако для расшифровки этой аббревиатуры потребуется привлечение справочников или другой литературы.

Для коррозионностойких сталей в Европе и Америке часто используют систему маркировки AISI. Она предусматривает наличие трех цифр, одной или нескольких букв. Первая цифра в маркировке металла обозначает класс стали. Следующие две цифры соответствуют порядковому номеру сплава в группе. Значение букв, используемых в маркировке стальных сплавов:

содержание углерода менее 0,03%;
содержание Св пределах 0,03-0,08%;
сплав содержит азот;
малоуглеродистые стали, содержащие азот;
высокая концентрация серы и фосфора;
содержится селен, B – кремний, Cu – медь.

В США могут применяться и другие системы маркировки. В Европе существует система, во многом похожая на российскую систему маркировки. Содержание углерода указывается в сотых процента. Отличия заключаются в том, что сначала идет перечисление легирующих элементов, а затем в том же порядке следует их процентное содержание, лигатуры указываются в соответствии с таблицей Менделеева. Если какой-то элемент присутствует в количестве более 5%, то перед маркировкой ставится буква X. Например: X5CrNi18-10. В этой стали содержится 0,05% углерода, 18% хрома и 10% никеля.

Таблица обозначений легированных сталей в разных системах маркировки

Стандарт США ASTM A240	Европейские стандарты EN10088-2 и EN 10095	Российский стандарт ГОСТ 5632-2014	Химический состав, %
C max	Cr	Ni	Mo	Ti
Аустенитный класс
Коррозионностойкие
AISI304	1.4301	12Х18Н9	0,07	17-19	8-10
AISI 304DDQ	1.4301	08Х18Н10	0,07	17-19	9-10
AISI 304L	1.4307	04Х18Н10	0,03	18-19	8-10
AISI 316	1.4401	03Х17Н14М2	0,03	16,5-18,5	10-13	2-2,5
AISI 316L	1.4432	03Х17Н14М3	0,03	16,5-18,5	10,5-13	2,5-3
AISI 316Ti	1.4571	08Х17Н13М2Т	0,08	16,5-18,5	10,5-13,5	2-2,5	5*C-0,7
AISI 321	1.4541	12Х18Н10Т	0,08	17-19	9-12		5*C-0,7
Жаростойкие и жаропрочные
AISI 309S	1.4833	20Х23Н13	0,15	22-24	12-14
AISI 310 S	1.4845	20Х23Н18	0,10	24-26	19-22
Ферритный класс
Коррозионностойкие стальные сплавы
AISI 410S	1.4000	08Х13	0,08	12-14
AISI 430	1.4016	12Х18	0,12	16-18
AISI 430Ti	1.4510	08Х17Т	0,08	16-18			До 0,8
AISI 409	1.4512	08Х13	0,08	0,5-11,75
Мартенситный класс
Коррозионностойкие стальные сплавы
AISI 410	1.4006	12Х13	0,08-0,15	11,5-13,5
AISI 420L	1.4021	20Х13	0,16-0,25	12-14
AISI 420	1.4028	30Х13	0,26-0,35	12-14
AISI 420	1.4031	40Х13	0,36-0,42	12,5-14,5
AISI 420	1.4034	45х13	0,43-0,5	12,5-14,5

Классификация сталей по физическим, химическим и технологическим признакам

По физическим свойствам в классификации (стандарт EN 10027) выделяют группы сталей:

— с особыми физическими свойствами (электропроводностью, коэффициентом линейного расширения и др.);
— с особыми магнитными свойствами (магнитной проницаемостью).

Классификация сталей по механическим свойствам:

— прочности (например, Rm 500 H/мм2, 500 ≤ Rm 700 H/мм2, Rm ≥ 700 H/мм2);
— пределу текучести (например, Rе = 235, 275…или Rе 360, Rе 380 H/мм2);
— относительному удлинению (например, δ≥15, 25 или 35 %);
— ударной вязкости (например, работа удара 27, 40 или 60 Дж при +20, 0, -20, -40, -60°С);
— другим характеристикам.

По химическим признакам стали классифицируют на:

— стойкие против химической коррозии (при нормальной температуре – нержавеющие стали; при высокой температуре – жаростойкие стали);
— стойкие против электрохимической коррозии (стали для работы при нормальной, повышенной или высокой температуре, стойкие против МКК).

Технологические классификационные признаки:

— способ получения стали (кипящие, полуспокойные, спокойные стали);
— термическая и термомеханическая обработка (прокаливаемость, отжиг, нормализация, закалка с отпуском, наклеп, холодная прокатка, горячая обработка давлением и др.);
— способность сталей к обработке давлением (например, штампуемость), резанием, литью и др.;
— свариваемость (по критерию Сэкв , содержанию ферритной фазы в аустенитных сталях и др.).

Классификация сталей по назначению:

При классификации сталей по назначению в одной группе могут оказаться стали различной системы легирования и различных классов качества.

Нелегированные стали классифицируют по назначению на следующие группы:

— конструкционные общего назначения;
— строительные общего назначения;
— для сосудов, работающих под давлением;
— трубные;
— машиностроительные;
— судостроительные;
— автоматные (с повышенным содержанием P и S);
— арматурные;
— рельсовые;
— холодно- и горячекатаные для холодной обработки;
— инструментальные;
— электротехнические.

Легированные стали по назначению классифицируют на:

— строительные;
— машиностроительные;
— судостроительные;
— для сосудов, работающих под давлением;
— для трубопроводов;
— для атомных реакторов;
— для криогенной техники;
— для подшипников;
— нержавеющие стали;
— жаростойкие стали;
— жаропрочные;
— теплостойкие;
— инструментальные;
— быстрорежущие;
— с особыми физическими свойствами.

МАРКИРОВКА СТАЛЕЙ ПО ЕВРОПЕЙСКИМ НОРМАМ И СТАНДАРТАМ

Система обозначения сталей производится по следующим евростандартам:

EN 10027. Системы обозначения для сталей:

часть 1. Краткие обозначения, основные символы;
часть 2. Система нумераций;

DIN V 17006. ч100. Системы обозначения для сталей; дополнительные символы для кратких наименований (идентичен сообщению ECI SS IC 10:1991);

EN 10079 Определение понятий для изделий из сталей.

В соответствии с этими стандартами приняты две системы условного обозначения сталей:

— буквенно-цифровая;
— цифровая.

В соответствии с EN 10027, ч.1, основные символы и цифры, используемые для условного обозначения сталей, показывают:

— физические характеристики;
— химический состав.

Дополнительные символы и цифры отражают качество, технологические свойства и назначение сталей.

В начале марки приводится символ Fe, далее – цифры, отражающие минимально гарантированный предел прочности σв (Rm) или далее буква E и цифры, отражающие минимально гарантированный предел текучести σт (Re), а затем, при необходимости, химический символ легирующего элемента и дополнительная информация.

Для наглядности в таблице ниже приведены условные обозначения некоторых марок сталей 1-ой группы и их расшифровка.

Условное обозначение	>σв, МПа	>σт, МПа	Склонность к свариваемости	Показатель качества	Легиро-вание	Другие показатели
Fe420N	420	—	—	—	Р<0,04% S	—
Fe420DEU	420	—	D	—	—	По евронормам
Fe500B-2	500	—	В	2	—	—
FeE320-2	—	320	—	2	—	—
Fe420Pb	420	—	—	—	РЬ	—
FeE320Mn	—	320	—	—	Мn	—
FeE320CrEU	—	320	—	—	Сг	По евронормам
FеМ36	—	—	—	—		Тонкий лист М с максимальны-ми ваттными потерями 0,36 вт/кг (50 Гц, магнитная индукция 1тл)
FeP-3BC	—	—	—	3		Лист для глубокой вытяжки Р с показателем качества поверхности В в состоянии после обработки С.

Дополнительная информация может отражать следующие
особенности:

1) склонность к свариваемости (А; В; С; D);
2) дополнительные показатели качества (1; 2; 3…);
3) буква, характеризующая ограничение по S и Р;
4) обозначение EU (евронормы).

Обозначение высоколегированных сталей

Маркировка начинается с буквы Х, обозначающей
высоколегированную сталь, которая должна содержать хотя бы один легирующий
элемент в количестве более 5% (≥ 5%).- Затем указывается стократное содержание
углерода, химические символы легирующих элементов и их фактическое содержание в
процентах (без коэффициентов).

Примеры расшифровки высоколегированных сталей:

Х30Cr13 – X-высоколегированная сталь, 30/100=0,3%С,
12-14%Cr.

Отличительные характеристики и основные категории

К углеродистым сталям, основу которых составляют железо и углерод, относят сплавы, содержащие минимум дополнительных примесей. Количественное содержание углерода является основанием для следующей классификации сталей:

низкоуглеродистые (содержание углерода в пределах 0,2%);
среднеуглеродистые (0,2–0,6%);
высокоуглеродистые (до 2%).

Нормы содержания химических элементов в углеродистой стали

К наиболее значимым достоинствам углеродистых сталей различных марок можно отнести:

высокую пластичность;
хорошую обрабатываемость (вне зависимости от температуры нагрева металла);
отличную свариваемость;
сохранение высокой прочности даже при значительном нагреве (до 400°);
хорошую переносимость динамических нагрузок.

Есть у углеродистых сталей и недостатки, среди которых стоит выделить:

снижение пластичности сплава при увеличении в его составе содержания углерода;
ухудшение режущей способности и снижение твердости при нагреве до температур, превышающих 200°;
высокую склонность к образованию и развитию коррозионных процессов, что налагает дополнительные требования к изделиям из такой стали, на которые должно быть нанесено защитное покрытие;
слабые электротехнические характеристики;
склонность к тепловому расширению.

Отдельного внимания заслуживает классификация углеродистых сплавов по структуре. Основное влияние на превращения в них оказывает количественное содержание углерода. Так, стали, относящиеся к категории доэвтектоидных, имеют структуру, основу которой составляют зерна феррита и перлита. Содержание углерода в таких сплавах не превышает 0,8%. С увеличением количества углерода уменьшается количество феррита, а объем перлита, соответственно, увеличивается. Стали, в составе которых содержится 0,8% углерода, по данной классификации относят к эвтектоидным, основу их структуры преимущественно составляет перлит. При дальнейшем увеличении количества углерода начинает формироваться вторичный цементит. Стали с такой структурой относятся к заэвтектоидной группе.

Микроструктура сталей формируется в процессе кристаллизации и зависит от содержания в сплаве углерода

Увеличение в составе стали количества углерода до 1% приводит к тому, что такие свойства металла, как прочность и твердость, значительно улучшаются, а предел текучести и пластичность, напротив, ухудшаются. Если количество углерода в стали будет превышать 1%, это может привести к тому, что в ее структуре будет формироваться грубая сетка из вторичного мартенсита, что самым негативным образом сказывается на прочности материала. Именно поэтому в сталях, относящихся к категории высокоуглеродистых, количество углерода, как правило, не превышает 1,3%.

На свойства углеродистых сталей серьезное влияние оказывают и примеси, содержащиеся в их составе. Элементами, которые положительно воздействуют на характеристики сплава (улучшают раскисление металла), являются кремний и марганец, а фосфор и сера – это примеси, ухудшающие его свойства. Фосфор при повышенном содержании в составе углеродистой стали приводит к тому, что изделия из нее покрываются трещинами и даже ломаются при воздействии низких температур. Такое явление носит название хладноломкости. Что характерно, стали с повышенным содержанием фосфора, если они находятся в нагретом состоянии, хорошо поддаются сварке и обработке при помощи ковки, штамповки и др.

Содержание химических элементов в углеродистой стали различных марок

В изделиях из тех углеродистых сталей, в составе которых в значительном количестве содержится сера, может возникать такое явление, как красноломкость. Суть этого феномена заключается в том, что металл при воздействии высокой температуры начинает плохо поддаваться обработке. Структура углеродистых сталей, в составе которых содержится значительное количество серы, представляет собой зерна с легкоплавкими образованиями на границах. Такие образования при повышении температуры начинают плавиться, что приводит к нарушению связи между зернами и, как следствие, к образованию многочисленных трещин в структуре металла. Между тем параметры сернистых углеродистых сплавов можно улучшить, если выполнить их микролегирование при помощи циркония, титана и бора.

Коррозионно-стойкие (нержавеющие), жаростойкие (окалиностойкие) и жаропрочные стали.

Коррозией называется разрушение металлов и сплавов под действием окружающей среды. В результате механические свойства сталей резко ухудшаются. Различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая развивается при воздействии газов (газовая коррозия) и не электролитов (нефть и ее производные). Электрохимическая вызывается действием электролитов (кислот, щелочей и солей, атмосферная и почвенная коррозия).

Сталь, устойчивую к газовой коррозии при высоких температурах (выше 5500С) , называют окалиностойкой или жаростойкой.

Коррозионностойкие (нержавеющие) стали – это стали, устойчивые к электрохимической, химической (атмосферной, почвенной, щелочной , кислотной, солевой) коррозии. Повышенная стойкость к коррозии достигается введением в сталь элементов, образующих на поверхности защитные пленки, прочно связанные с поверхностью и повышающие электрохимический потенциал стали в разных агрессивных средах.

Жаростойкость (окалиностойкость) сталей повышают путем легирования хромом, алюминием или кремнием, т.е. элементов, находящихся в твердом растворе и образующих в процессе нагрева защитные пленки окислов (Cr,Fe)2O3, (Al,Fe)2O3. Окалиностойкость зависит от химического состава, а не от структуры.

Жаростойкие ферритные стали: 12Х17, 15Х25Т Х15Ю5.

Жаростойкие аустенитные: 20Х23Н13, 12Х25Н16Г7АР и др.

Нержавеющие стали получают легированием хромом или хромом и никелем в зависимости от среды эксплуатации. Два основных класса: хромистые (ферритные, мартенситно-ферритные, в которых феррита не более 10 % и мартенситные) и хромоникелевые (аустенитные, аустенитно-мартенситные или аустенитно-ферритные).

Марки 12Х13, 20Х13 –используют для предметов домашнего обихода, клапанов гидравлических прессов.30Х13 и 40Х13 используют для хирургических инструментов. Марки: 12Х18Н9 и 17Х18Н9 – для изготовления труб, деталей, свариваемых точечной сваркой, 04Х18Н10 –для изготовления химической аппаратуры.

Вакцины на основе матричной РНК

РНК-вакцина — одна из самых передовых разработок в медицине за последние 20 лет. Сейчас есть две вакцины, созданные по этой технологии: Pfizer и Moderna. Обе — против коронавируса.

Обычные — векторные — вакцины содержат ослабленный или неактивный возбудитель вируса. Вакцины на основе мРНК побуждают организм вырабатывать фрагмент белка, содержащийся в возбудителе COVID-19, который тут же атакует иммунная система. В результате возникает сильный иммунитет к вирусу, организм становится устойчивым к заражению.

Матричные (информационные) РНК хороши тем, что их легко модифицировать под любой новый штамм вируса. Их также можно использовать для борьбы с инфекциями (например, малярией), раком, серповидноклеточной анемией, ВИЧ и другими тяжелыми заболеваниями.

Классификация по назначению

Выше уже были приведена классификация видов сталей по назначению. Маркировка конструкционных сталей включает в себя такие обозначения:

Строительная – обозначается буквой С и цифрами, характеризующими предел текучести.
Подшипниковая – обозначается буквой Ш. Далее идет обозначение и содержание легирующих добавок, в основном, хрома.
Инструментальная нелегированная – обозначается буквой У и содержанием углерода в десятых долях процента.
Быстрорежущая – обозначается буквой Р и символами легирующих компонентов.
Нелегированная конструкционная сталь имеет в обозначении символы Сп и число, показывающее содержание углерода в десятых или сотых долях процента.

Классификация стали по назначению

Остальные разновидности, в том числе и инструментальные марки из легированных сталей, не имеют специальных обозначений, кроме химического состава, поэтому расшифровку и назначение отдельных видов можно определить только по справочной литературе.

Это интересно: Нержавеющая бытовая сталь 40х13 — характеристика и применение

Самолёт Можайского

Над решением сложнейших задач по разработке самолета работали многие умы по всему миру. Многочисленные чертежи, теории и даже тестовые конструкции не давали практического результата – самолет не поднимал в воздух человека. Талантливый русский изобретатель Александр Федорович Можайский первым в мире создал самолет в натуральную величину. Изучив труды своих предшественников, он развил и дополнил их, используя свои теоретические познания и практический опыт. Его результаты в полной мере разрешали вопросы своего времени и, несмотря на очень неблагоприятную обстановку, а именно отсутствие фактических возможностей в материальном и техническом плане, Можайский смог найти в себе силы для завершения постройки первого в мире самолета. Это был творческий подвиг, навеки прославивший нашу Родину. Но сохранившиеся документальные материалы, к сожалению, не позволяют в необходимых подробностях дать описание самолета А. Ф. Можайского и его испытаний.

Защита данных по модели Data Trusts

По данным Accenture, за время пандемии количество кибератак заметно выросло. Только первой половине 2020 года было взломано 36 млрд учетных записей и аккаунтов. Мы стали хранить гораздо больше данных в Сети, работать онлайн и пользоваться корпоративными сервисами с личных устройств. В итоге многие компании пострадали от утечек и вынуждены были усилить кибербезопасность.

Но причина утечек может быть не только в слабой защите данных, но и в том, что сама модель их сбора и хранения устарела. Data Trusts — «доверительное хранение данных» — новый подход, который может все изменить. В этом случае создается особый доверительный фонд, который хранит и управляет данными людей по их поручению и от их имени.

По словам представителей Mozilla, принцип доверительного управления данных подразумевает, что вы передаете свои данные тому, кто распоряжается ими в ваших же интересах. При этом все данные хранятся в одном месте, а сервисы, которыми вы пользуетесь, получают к ним доступ на ваших условиях. Доверительный фонд несет полную юридическую ответственность за соблюдение ваших интересов и приватности.

Искусственное сердце

Имя Владимира Петровича Демихова связано не с одной операцией, которая совершалась впервые. Удивительно, но Демихов не был врачом – он был биологом. В 1937 году, будучи третьекурсником биологического факультета Московского государственного университета, он создал механическое сердце и поставил его собаке вместо настоящего. Собака жила с протезом около трех часов. После войны Демихов устроился в Институт хирургии Академии медицинских наук СССР и создал там небольшую экспериментальную лабораторию, в которой начал заниматься исследованиями по пересадке органов. Уже в 1946 году он первым в мире осуществил пересадку сердца от одной собаки другой. В том же году он тоже впервые провел пересадку собаке сердца и легкого одновременно. И что самое главное – собаки Демихова жили с пересаженными сердцами по несколько суток. Это был настоящий прорыв в сердечно-сосудистой хирургии.

Парашют

Глеб Евгеньевич Котельников был актером труппы Народного дома на Петербургской стороне. Тогда же, под впечатлением от гибели летчика, Котельников занялся разработкой парашюта. До Котельникова лётчики спасались с помощью длинных сложенных «зонтов», закреплённых на самолёте. Их конструкция была очень ненадёжна, к тому же они сильно увеличивали вес самолёта. Поэтому использовали их крайне редко. Свой законченный проект ранцевого парашюта Глеб Евгеньевич предложил в 1911 году. Но, несмотря на успешные испытания, патент в России изобретатель не получил. Вторая попытка была более удачной, и в 1912 году во Франции его открытие получило юридическую силу. Но и этот факт не помог парашюту начать широкое производство в России из-за опасений начальника российских воздушных сил, великого князя Александра Михайловича, что при малейшей неисправности авиаторы будут покидать аэроплан. И только в 1924 году он наконец-то получает отечественный патент, а позже передает все права на использование своего изобретения правительству.

Классификация стали по содержанию примесей

Кроме классификации по содержанию углерода и по степени раскисления, применяется классификация по качеству, определяемому методом производства и содержанием вредных примесей, прежде всего, серы и фосфора. Классификация сталей по качеству:

Группа	Сера, %	Фосфор, %
Обыкновенные (рядовые)	< 0,06	< 0,07
Качественные	< 0,04	< 0,035
Высококачественные	< 0,025	< 0,025
Особовысококачественные	< 0,015	< 0,025

В некоторых классификациях особовысококачественные включают в состав высококачественных.

Обыкновенного качества

Большую часть рядовых сталей составляют углеродистые сплавы (С < 0,6%) Их производят мартеновским способом или конвертерным с использованием кислорода. Эти виды стали предназначены для самых массовых применений, недороги в производстве, хорошо поддаются обработке, но и не обладают особой прочностью или износостойкостью.

Качественные

К качественным относятся как углеродистые, так и легированные. Также производятся мартеновским или конвертерным способом с кислородным дутьем, но к составу сырья предъявляются намного более строгие требования, чем в случае рядовых. Также строже требования к соблюдению параметров плавки и розлива. Такие группы сталей стоят дороже и применяются для более ответственных деталей, работающих в условиях серьезных нагрузок.

Классификация сталей по качеству

Высококачественные

Эта группа производится более совершенными с точки зрения технологии способами, такими, как выплавка в электропечах. Особенности технологии производства позволяют добиться особо низкого содержания вредных примесей неметаллов и газовых включений, что гарантирует высокие механические свойства. Такие стали используются в особо ответственных узлах, а стоимость их в несколько раз выше, чем обычных.

Высокопрочная сталь

У страховой компании отозвали лицензию и суд признал ее банкротом. С данной компанией у вас заключен договор ОСАГО. Что будет в этом случае?

Выберите один верный ответ

В связи с отзывом лицензии договоры ОСАГО прекращаются по истечении 45 календарных дней с даты вступления в силу решения органа страхового надзора об отзыве лицензии

Несмотря на отзыв лицензии и признание компании банкротом, договоры ОСАГО продолжают свое действие

Необходимо заключать новые договоры и обращаться в Агентство по страхованию вкладов (АСВ) с заявлением о возврате части страховой премии пропорционально не истекшему сроку действия договоров

Необходимо заключать новые договоры и обращаться во временную администрацию, которую Банк России назначил на этапе приостановки лицензии или сразу после отзыва лицензии

Общая финансовая грамотность — Какие знания, умения и навыки необходимы, чтобы принимать правильные финансовые решения 4 вопроса

Тетрис

Именно так выглядела первая версия «Тетриса».

Казалось бы, странно вносить в подобный список компьютерную игру. Формально, как и любой уникальный продукт интеллектуальной собственности, каждую игру в идеале можно назвать первой в своем роде и в некотором смысле изобретением.

Однако, для «Тетриса» можно сделать исключение. Разработанная в 1984 году советским программистом Алексеем Пажитновым игра стала настоящим культурным феноменом. Это не просто выпущенная один раз и вспоминаемая игра, это целая концепция, которую продолжают повторять в бесчисленном множестве конкретных игровых реализаций.

Счет хоть раз игравших в «Тетрис» людей идет на сотни миллионов. И это количество продолжает расти – что может быть лучшим подтверждением настоящей славы и популярности?

А вы знали, что все это придумали у нас? К сожалению, не все такие изобретения удостоились мгновенного признания и внедрения, но это уже совсем другая история.

iPhones.ru

Изобретения наших соотечественников, без которых немыслим современный мир