Как определить марку стали: проверка вида и состава металла

Как определяется марка стали

Во время производственного цикла все просто и понятно – металлические заготовки закупаются в прутках, брусках, листах или полосах. С одного из краев на них нанесена маркировка (гравировка из цифр и букв) и специальный окрас – цвет также является сигнализатором для металлургов. На производстве сперва используется основная масса металла, а этот маркированный кончик – в самом конце. Но в домашних условиях умельцы зачастую покупают стальные листы с рук или в такой форме, что нельзя распознать маркировку. Поэтому ниже мы дадим несколько элементарных способов определения материала. Для этого вам понадобится:

• сама заготовка (желательно поместить ее в тиски для уменьшения риска травматизации);
• молоток и зубило;
• точильный круг;
• напильник;
• печь.

Также заблаговременно создайте оптимальные условия для теста, а именно – хорошее освещение, экипировку (наденьте защитные очки, обезопасьте открытые участки тела), материалы для сравнения, если они нужны, доступ в интернет.

Теперь перечислим возможные варианты проверки.

Методы определения марки стали

1. Прикрепляем режущую кромку инструмента к поверхности. Наша задача – срезать верхний тонкий слой средней длины. Теперь анализируем стружку. Если она быстро ломается, совсем не получается ее получить, только короткие обломки, то, скорее всего, в ваших руках высокоуглеродистая. Именно из-за содержания углерода теряется пластичность, появляется твердость, а прочность страдает. Низкоуглеродистый состав, напротив, даст длинные завитки однородной структуры. А сам процесс сбивания верхнего слоя будет проще.
2. Более энергозатратный способ. Подходит для тех, кто имеет печь – подойдет самая обыкновенная дровяная. Но для чистоты эксперимента, чем больше поддерживаемая внутри температура (до закаливания), тем лучше. Берем металлический пруток и напильник. Делаем надрез, запоминаем, какие усилия были при этом приложены. Теперь подвергаем образец закалке и проводим повторный распил. Если после нагрева сохраняется простота манипуляции, значит вы имеете дело с малоуглеродистой. Большое количество углерода в составе делает металл труднообрабатываемым после закаливания.
3. Для третьего способа нам понадобится точильный круг. Сперва подготовьте рабочее место – хорошее освещение, сзади поставьте темный однородный фон, чтобы было лучше видно искры. Именно по ним будет проходить проверка стали. Если они крупные, брызгают в большом объеме, яркие, то вы имеете дело с высокой твердостью материала. В обратном случае при небольшом снопе и малых частицах искр – металлоконструкция не твердая. Чтобы верно интерпретировать результат, возьмите для сравнения другую заготовку, марку которой вы знаете. Обязательно надавливайте на оба образца с одинаковым усилием и под равным углом.
4. Используя точильный круг, можно определять материал и по другим признакам, например, цвет искр. Конечно, ряд показателей достаточно субъективный, намного лучше тестировать в сравнении с другими образцами. Если у вас сыпется в разные стороны, широко много звездочек небольшого размера, но при этом они долетают недалеко, оттенок при этом у них красный, то вы имеете дело с высокоуглеродистым образцом. Сноп посветлее и с меньшим количеством искр будет свидетельствовать о среднем содержании углерода, в то время как вовсе малая его часть в составе даст длинные соломенного цвета полосы без звездочек на концах – так обтачивается железо.

Если вы имеете дело со сталью, которую легировали, то по некоторым ее характеристикам можно предположить, какие легирующие элементы добавляли. Например:

• Наличие фосфора в большом количестве (это вредная примесь) приведет к повышенной хладноломкости, то есть при отрицательных температурах металлический лист или прут будет просто переломить, на нем образуются трещины.
• Хром делает заготовку очень устойчивой к образованию коррозии, поэтому, если вы взяли чистый, без ржавчины образец, который долго пролежал на улице, скорее всего, это хромистая.
• Тот же хром, как и никель, если их добавлено большое количество, убирают магнитные свойства образца.

Некоторые другие характеристики и особые свойства проверить в домашних условиях не просто. Но если вы можете определить особенности металлообработки, закалки, жаропрочности, то получится и выяснить наличие других добавок.

Общие понятия о марках

Будем рассматривать маркировку, которая была разработана еще в СССР и сейчас активно применяется на территории России и во всех странах ближнего зарубежья. Она универсальна тем, что включает все классы, которых очень много. Основные моменты:

• Номер присваивается всей партии, проставляется клеймо (краской, путем гравирования) на каждое отдельное изделие. Он состоит из цифр и букв, символов нет.
• Иногда в самом начале указывается сокращение «Ст», то есть «сталь», но это совсем не обязательно.
• Обычно начальные цифры указывают на сотые доли углерода, при этом литера, обозначающая это вещество, не ставится, поскольку углеродистость – одна из основополагающих характеристик сплавов. Например, если указано 20, то содержание 0,2%.

Теперь более подробно на примере:

Мы имеем буквы (русские или латинские, как в образце), они обозначают легирующие элемент, который находится в составе. Если вам нужен метод определения марки металла без справочников, то нужно будет заполнить наиболее распространенные сокращения:

• А – азот.
• Н – никель.
• Х – хром.
• Т – титан.
• К – кобальт.
• В – вольфрам.
• Ц – цирконий.
• С – кремний.
• Д – медь.
• Б – ниобий.
• Г – марганец.
• Ю – алюминий.

Более полный перечень можно найти в нормативных документах. Кстати, интересно, что ГОСТы по изготовлению стальных сплавов, принятые еще в Советском Союзе, действуют до настоящего момента, как и правила маркировок. Всего номенклатура насчитывает более 1500 индивидуальных значений – именно столько разновидностей металлов данной категории изготавливается во всем мире. Не удивительно, что в таком многообразии очень сложно на глаз определить, какой именно материал находится в руках.

С буквами мы разобрались, теперь цифры. С ними все просто – первая по счету принадлежит углероду, а дальше читаем слева направо: литера, а за ней цифровое указание – какая доля (в процентном соотношении) вещества находится в составе.

Но, кроме обозначения химических элементов, можно встретить и другие, порой непонятные буквы. Они могут свидетельствовать о наличии особых свойств, а также о принадлежности к какой-либо категории. Рассмотрим, как проверить марку стали по этим обозначениям, ниже.

Качество материала

Помимо специально введенных в точной пропорции добавок, которые улучшают качество сплава, есть вредные примеси – они находятся в растворе при выплавке без намерений металлургов. Обычно это неметаллы, которые оказывают негативное влияние. Так, например, фосфор делает металл очень ломким при понижении температуры, а сера приводит к образованию трещин при нагреве. Поэтому от этих и других элементов (кислород, излишки азота) стараются избавиться, и чем их меньше в образце, тем выше его качество. Стать может называться:

• обыкновенной, тогда в самом начале проставляется «Ст», это значит, что примесей находится в количестве 0,06-0,07%;
• качественной – никаких особых пометок не ставится, содержание веществ – до 0,035%;
• высококачественной – в конце маркировки будет стоять «А» (не путать с азотом), это значит, что не более 0,025% вредных элементов;
• особо высококачественной – название заканчивается литерой «Ш», а процентное содержание не превышает 0,02%.

Кроме того, при работе с обыкновенным классом качества необходимо еще учитывать категории – от 0 до 6. Так получается уже «Ст» с цифровым индексом. Чем ниже цифра, тем качественнее, с точки зрения примесей, состав.

Еще одно важное понятие – это степень раскисления. Это показатель, который отображает поведение металла в расплавленном состоянии. Это зависит от того, как выводится кислород из раствора. Согласно этой классификации, сплавы могут быть:

• Спокойные (СП в маркировке), они застывают без газовыделения. В них есть содержание марганца, кремния или алюминия.
• Полуспокойные (ПС), которые раскисляются двумя этапами из-за одержащегося углерода.
• Кипящие (КП). В процессе их нагрева активно происходит выработка углекислого газа, который восходит к поверхности пузырьками и застывает таким образом.

А если вы имеете дело с легированной сталью, то можете наткнуться на специализированные обозначения, для примера приведем несколько сокращений:

• Ш – шарикоподшипниковое назначение.
• Р – быстрорежущая для изготовления инструментов.
• А – автоматная специализированная.
• Э – электротехническая, она же очищенная фактически от любых примесей, более 99% – сплошное железо.

Общая классификация сталей

Сталь — это сплав железа с углеродом (до 2% углерода). По химическому составу сталь разделяют на:

• углеродистую;
• легированную;

По качеству сталь разделяют на:

• сталь обыкновенного качества;
• качественную;
• повышенного качества;
• высококачественную.

Сталь углеродистую обыкновенного качества подразделяют на три группы:

• А — поставляемую по механическим свойствам и применяемую в основном тогда, когда изделия из нее подвергают горячей обработке (сварка, ковка и др.), которая может изменить регламентируемые механические свойства (Ст0, Ст1 и др.);
• Б — поставляемую по химическому составу и применяемую для деталей, подвергаемых такой обработке, при которой механические свойства меняются, а уровень их, кроме условий обработки, определяется химическим составом (БСт0, БСт1 и др.);
• В — поставляемую по механическим свойствам и химическому составу для деталей, подвергаемых сварке (ВСт1, ВСт2 и др.).

Сталь углеродистую обыкновенного качества изготовляют следующих марок: Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗГпс, СтЗГсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, Ст5пс, Ст5сп, Ст5Гпс, Стбпс, Стбсп.

Буквы Ст обозначают «Сталь», цифры — условный номер марки в зависимости от химического состава, буквы «кп», «пс», «сп» — степень раскисления «кп» — кипящая, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная).

Сталь углеродистая качественная конструкционная по видам обработки при поставке делится на:

• горячекатаную и кованую;
• калиброванную;
• круглую со специальной отделкой поверхности, серебрянку.

Легированную сталь по степени легирования разделяют:

• низколегированная (легирующих элементов до 2,5%);
• среднелегированная (от 2,5 до 10%);
• высоколегированная (от 10 до 50%).

В зависимости от основных легирующих элементов различают сталь 14 групп.

К высоколегированным относят:

• коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии; межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.;
• жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения в газовых средах при температуре выше 50 °C, работающие в ненагруженном и слабонагруженном состоянии;
• жаропрочные стали и сплавы, работающие в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.

Сталь легированную конструкционную в зависимости от химического состава и свойств делят:

• качественная;
• высококачественная А;
• особо высококачественную Ш (электрошлакового переплава).

По видам обработки при поставке различают сталь:

• горячекатаная;
• кованая;
• калиброванная;
• серебрянка.

По назначению изготовляют прокат:

• для горячей обработки давлением и холодного волочения (подкат);
• для холодной механической обработки.

Спектральный анализ металлов

Это современный метод, позволяющий узнать структуру практически любого полезного ископаемого или готового изделия на основании проанализированных физических свойств, в частности, отражения, испускания, люминесценции и пр. Дело в том, что атомы разных веществ испускают особенные, характерные только одному элементы волны. Они имеют свою длину, частоту и пр. Поэтому можно учитывать только волновую природу образца, чтобы с точностью установить, какие добавки находятся в его составе. И для этого используют спектральный определитель марки стали. Это прибор, который и производит этот анализ. Он есть практически на всех производствах, но может применяться и в быту, поскольку особых умений использования не требует.

Но есть нюансы. Например, важно учесть тот факт, что при прожиге (так терминологически называется процесс взятия пробы) определяется только верхний слой в несколько мм, поэтому очень важно, чтобы весь брусок (прут) был изготовлен из однородного материала. Также стоит знать о существовании четырех разновидностей спектрального анализа:

• Эмиссионный – регистрирует испускаемые веществом волны.
• Абсорбционный – учитывает то, сколько оно поглощает.
• Люминесцентный – определяет, могут ли добавки светиться, излучать свет.
• Комбинационный – концентрируется на рассеивании света и возбужденииколебаний молекул.

Данный метод очень широко применяется в лабораториях, а также на крупных производствах. Прибор имеет в качестве источника света высокотемпературную плазму искры или электродуги (более 10000 К), которая генерируется внешним накопителем. Только после такого возбуждения извне атомы начинают излучать собственные волны, а уже по их длине и особенностям можно делать выводы.

Марочник сталей и сплавов

Главная/Марочник сталей и сплавов

Марочник сталей и сплавов

«В последние годы для улучшения качества стали применяются новые методы её выплавки, которые находят

отражение в обозначениях марок стали:»

ВД — вакуумно — дуговой;

ВИ — вакуумно — индукционный;

Ш — шлаковый;

ПВ — прямого восстановления;

ЭШП — электронношлаковый переплав;

ШД — вакуумно — дуговой после шлакового переплава;

ЭЛП — электронно — лучевой переплав;

ПДП — плазменно — дуговой переплав;

ИШ — вакуумно — индукционный плюс электрошлаковый переплав;

ИП — вакуумно — индукционный плюс плазменно — дуговой переплав.

«Кроме перечисленных, на заводе изготовляются из опытных марок стали, имеющие следующие

обозначения:»

ЭП — электростальская (завод) поисковая;

ЭИ — электростальская исследовательская;

ЧС — челябинская сталь;

ЗИ — златоустовская исследовательская;

ВНС — ВИЭМовская нержавеющая сталь;

ДИ — днепроспецстальская (завод) исследовательская.