Маркировка сплавов и сталей: Как расшифровать марку стали. Обозначения типов сталей и сплавов — Лазерная резка металла от "ТМК" Ярославль (Тутаев)

Содержание

Справочник металлурга — обозначение элементов в сталях и сплавах

Обозначение элементов в сталях и сплавах

Наличие широкого сортамента выпускаемых сталей и сплавов, изготавливаемых в различных странах, обусловило необходимость их идентификации, однако до настоящего времени не существует единой системы маркировки сталей и сплавов, что создает определенные трудности для определения сварочных свойств применяемых сталей. Так в России и в странах СНГ (Украина, Казахстан, Белоруссия и др.) принята разработанная раннее в СССР буквенно-цифровая система обозначения марок сталей и сплавов, где согласно ГОСТу, буквами условно обозначаются названия элементов и способов выплавки стали, а цифрами — содержание элементов. Европейская система обозначений стали регламентирована стандартом EN 10027. Первая часть этого стандарта определяет порядок наименования сталей, а вторая часть регламентирует присвоение сталям порядковых номеров. В Японии наименование марок стали, как правило, состоит из нескольких букв и цифр. Буквенное обозначение определяет группу, к которой относится данная сталь, а цифры — ее порядковый номер в группе и свойство. В США существует несколько систем обозначения металлов и их сплавов. Это объясняется наличием нескольких организаций по стандартизации, к ним относятся АMS, ASME, ASTM, AWS, SAE, ACJ, ANSI, AJS. Вполне понятно, что такая маркировка требует дополнительного разъяснения и знания при торговле металлом, оформлении заказов и т. п. До настоящего времени международные организации по стандартизации не выработали единую систему маркировки сталей. В связи с этим существуют разночтения, приводящие к ошибкам в заказах и как следствие нарушения качества изделий. Принципы маркировки сталей в России
В России принята буквенно-цифровая система маркировки легированных сталей. Каждая марка стали содержит определенное сочетание букв и цифр. Легирующие элементы обозначаются буквами русского алфавита: Х — хром, Н — никель, В — вольфрам, М — молибден, Ф — ванадий, Т — титан, Ю — алюминий, Д — медь, Г — марганец, С — кремний, К — кобальт, Ц — цирконий, Р — бор, Ц —ниобий. Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце марки — то, что сталь высококачественная. Для конструкционных марок стали первые две цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента. Если содержание легирующего элемента больше 1%, то после буквы указывается его среднее значение в целых процентах. Если содержание легирующего элемента около 1% или меньше, то после соответствующей буквы цифра не ставится. В качестве основных легирующих элементов в конструкционных сталях применяют хром до 2 %, никель 1–4 %, марганец до 2 %, кремний 0,6–1,2 %. Такие легирующие элементы, как Мо, W, V, Ti, обычно вводят в сталь в сочетании с Cr, Ni с целью дополнительного улучшения тех или иных физико-механических свойств. В конструкционных сталях эти элементы обычно содержатся в следующих количествах, %: Мо 0,2–0,4; W 0,5–1,2; V 0,l–0,3; Ti 0,1–0,2.

Дополнения к марочным обозначениям высоко- и особовысококачественных сталей

Дополнение к марочному обозначению стали	Первичная обработка	Последующий переплав
ВД	Вакуумно-дуговой переплав	—
ВИ	Вакуумно-индукционная выплавка	—
ИД	Вакуумно-индукционная выплавка	Вакуумно-дуговой
ИП	Вакуумно-индукционная выплавка	Плазменно-дуговой
ИШ	Вакуумно-индукционная выплавка	Электрошлаковый
ИЛ	Вакуумно-индукционная выплавка	Электронно-лучевой
ГР	Газокислородное рафинирование	—
П	Плазменно-дуговой переплав	—
ПТ	Плазменная выплавка	—
ПД	Плазменная выплавка	Вакуумно-дуговой
ПЛ	Плазменная выплавка	Электронно-лучевой
ПП	Плазменная выплавка	Плазменно-дуговой
ПШ	Плазменная выплавка	Электрошлаковый
СШ	Обработка синтетическим шлаком	—
Ш	Электрошлаковый переплав	—
ШД	Электрошлаковый переплав	Вакуумно-дуговой
ШЛ	Электрошлаковый переплав	Электронно-лучевой
ШП	Электрошлаковый переплав	Плазменно-дуговой
ЭЛ	Электронно-лучевой переплав	—

В инструментальных сталях в начале обозначения марки стали ставится цифра, показывающая содержание углерода в десятых долях процента. Начальную цифру опускают, если содержание углерода около 1% или более. В обозначении марки подшипниковой стали входят: буква «Ш» и буквы, обозначающие легирующие элементы. За буквой «Х» (легированная хромом) приводят цифры, соответствующие массовой доле хрома в десятых долях процента (например, ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ). Буква «А» в конце марки любой стали указывает, что сталь относится к категории высококачественной (30ХГСА, У7А), в середине обозначения марки — что сталь легирована азотом (16Г2АФ), в начале марки — что сталь автоматная повышенной обрабатываемости резанием (А35Г). Буквы АС в начале марки указывают, что сталь автоматная со свинцом (АС35Г2). Особовысококачественную сталь обозначают добавлением через тире в конце марки буквы «Ш» или других букв (табл. 5.6). Это означает, что стал подвергалась электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов. В конце марки конструкционной стали могут быть дополнительные буквенные обозначения: ПП — сталь пониженной прокаливаемости, Л — литейная, К — сталь для котлов и др. Строительную сталь обозначают буквой «С» (строительная) и цифрами, условно соответствующими пределу текучести проката. Буква «К» в конце марки — вариант химического состава стали с повышенной коррозионной стойкостью в атмосфере, а буква «Т» — термоупрочненный прокат (например, С245, С345Т, С390К). При маркировке электротехнических сталей (1211, 1313, 2211 и т. д.) первая цифра обозначает класс по структурному состоянию и виду прокатки, вторая — содержание кремния, третья — потери на гистерезис, четвертая — группу по основной нормируемой характеристике. Вместе три первые цифры означают тип стали, а четвертая — порядковый номер этого типа стали. Для изготовления рельсов широкой колеи типов Р75, Р65, Р50 применяют стали марок М76, М74, где буква «М» указывает мартеновский способ выплавки, а цифры — среднее содержание углерода в сотых долях процента. В обозначение марки быстрорежущей стали входят: буква «Р», цифра, указывающая среднюю массовую долю вольфрама в процентах. Во всех быстрорежущих сталях массовая доля хрома составляет около 4 %, поэтому в обозначении марки букву «Х» не указывают. Ванадий, массовая доля которого в различных марках колеблется от 1 до 5 %, обозначается буквой «Ф» в марке, если его средняя массовая доля составляет более 2,5 %. Массовая доля углерода в марочном обозначении быстрорежущей стали не указывается, так как она пропорциональна массовой доле ванадия. Если быстрорежущая сталь легирована молибденом или кобальтом, их массовая доля указывается в марке. Например, быстрорежущую сталь, содержащую, %: 1,0–1,1 С ; 3,0–3,6 Cr; 8,5–9,6 W; 2,1–2,5 V; 7,5–8,5 Co; 3,8–4,3 Mo, обозначают Р9М4К8. Нестандартные легированные стали, выпускаемые заводом «Электросталь», обозначают сочетанием букв ЭИ (электросталь исследовательская) или ЭП (электросталь пробная). Легированную сталь, выпускаемую Златоустовским металлургическим заводом маркируют буквами ЗИ, заводом «Днепроспецсталь» — ДИ. Во всех случаях после сочетания букв идет порядковый номер стали, например ЭИ 417, ЭП 767, ЗИ 8, ДИ 8 и т. д. После освоения марки металлургическими и машиностроительными заводами условные обозначения заменяет общепринятая маркировка, отражающая химический состав стали. Литейные стали маркируются той же буквенно-цифровой системой, как и деформируемые, но в конце марки дополнительно ставится буква Л, что означает литейную сталь. Жесть в зависимости от назначения, качества поверхности и свойств делится на марки ЧЖК, ЧЖР, ГЖГ, ГЖР, ЭЖК, ЭЖК-Д, ЭЖР и ЭЖР-Д. Буквы в обозначении марок означают ЖК — жесть консервная, ЖР — жесть разного назначения, кроме тары для пищевых продуктов, Ч — черная, Г — горячего лужения, Э — электротехнического лужения, Д — жесть с дифференциальным покрытием.

Онлайн марочник сталей и сплавов

Ст0		Для второстепенных элементов конструкций и неответственных деталей: настилов, арматуры, подкладки, шайб, перил, кожухов, обшивки и др.
ВСт2кп		Неответственные детали повышенной пластичности, малонагруженные элементы сварных конструкций, работающие при постоянных нагрузках и положительных температурах.
ВСт2пс	ВСт2сп	Неответственные детали, требующие повышенной пластичности или глубокой вытяжки, малонагруженные элементы сварных конструкций,работающие при постоянных нагрузках и положительных температурах.
ВСт2сп	ВСт2пс	Неответственные детали, требующие повышенной пластичности или глубокой вытяжки, малонагруженные элементы сварных конструкций,работающие при постоянных нагрузках и положительных температурах.
ВСт3кп	ВСт3пс	Для второстепенных и малонагруженных элементов сварных и несварных конструкций, работающих в интервале температур от -10 до 400°С.
ВСт3пс	ВСт3сп	Несущие и ненесущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах.Фасонный и листовой прокат (5-й категории)толщиной до 10 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от -40 до +425°С. Прокат от 10 до 25 мм — для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от -40 до +425°С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.
ВСт3сп	ВСт3пс	Несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах.Фасонный и листовой прокат (5-й категории) — для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках:при толщине проката до 25 мм в интервале температур от -40 до +425°С; при толщине проката свыше 25 мм в интервале от -40 до +425°С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.
ВСт3Гпс	ВСт3пс, 18Гпс	Фасонный и листовой прокат толщиной от 10 до 36 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках при температуре от -40 до +425°С; и для ненесущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках при температуре от -40 до +425°С при гарантируемой свариваемости.
ВСт4кп		Сварные, клепаные и болтовые конструкции повышенной прочности в виде сортового, фасонного и листового проката, а также для малонагруженных деталей.
ВСт4пс	ВСт4сп	Сварные, клепаные и болтовые конструкции повышенной прочности в виде сортового, фасонного и листового проката, а также для малонагруженных деталей типа валов, осей, втулок и др.
ВСт5пс		Детали клепаных конструкций, болты, гайки, ручки, тяги, втулки, ходовые валики, клинья, цапфы, рычаги, упоры, штыри, пальцы, стержни, звездочки, трубчатые решетки, фланцы и другие детали, работающие в интервале температур от 0 до +425°С; поковки сечением до 800 мм.
ВСт5сп	Ст6сп, ВСт4сп	Детали клепаных конструкций, болты, гайки, ручки, тяги, втулки, ходовые валики, клинья, цапфы, рычаги, упоры, штыри, пальцы, стержни, звездочки, трубчатые решетки, фланцы и другие детали, работающие в интервале температур от 0 до +425°С; поковки сечением до 800 мм.
ВСт6пс		Для деталей повышенной прочности: осей, валов, пальцев поршней и т. д.
ВСт6сп	ВСт5сп	Для деталей повышенной прочности: осей, валов, пальцев поршней и других деталей в термообработанном состоянии, а также для стержневой арматуры периодического профиля.
Ст05кп		Неответственные детали, изготавливаемые методом холодной штамповки и высадки.
Ст08	Ст 10	Детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности: шайбы, патрубки, прокладки и другие неответственные детали, работающие в интервале температур от -40 до 450°С.
Ст10	Ст08,15,08кп	Детали,работающие в интервале температур от -40 до 450°С, к которым предъявляются требования высокой пластичности. После ХТО — детали с высокой поверхностной твердостью при невысокой прочности сердцевины.
Ст08(кп,пс)	Ст 08	Для прокладок, шайб, вилок, труб, а также деталей, подвергаемых химико-термической обработке, -втулок, проушин, тяг.
Ст10(кп,пс)	Ст08кп,15кп,10	Детали,работающие в интервале температур до 450°С, к которым предъявляются требования высокой пластичности, а также втулки, ушки, шайбы, винты и другие детали после ХТО, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины.
Ст15	Ст10,20	Болты, винты, крюки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой пластичности и работающие в интервале температур от -40 до 450°С; после ХТО — рычаги, кулачки, гайки и другие детали,к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и невысокой прочности сердцевины.
Ст15(кп,пс)	Ст10кп,20кп	Элементы трубных соединений, штуцера, вилки и другие детали котлотурбостроения, работающие при температуре от -40 до 425°С. После цементации и цианирования — детали, от которых требуется высокая твердость поверхности и невысокая прочность сердцевины (крепежные детали, оси, рычаги и другие детали).
Ст18кп		Для сварных строительных конструкций в виде листов различной толщины и фасонных профилей.
Ст20(20А)	Ст10кп,20кп	Элементы трубных соединений, штуцера, вилки и другие детали котлотурбостроения, работающие при температуре от -40 до 425°С. После цементации и цианирования — детали, от которых требуется высокая твердость поверхности и невысокая прочность сердцевины (крепежные детали, оси, рычаги и другие детали).
Ст20(кп,пс)	Ст15кп	После нормализации или без термообработки — патрубки, штуцера, вилки, болты, фланцы, корпуса аппаратов и другие детали из кипящей стали, работающие от -20 до 425°С;после цементации и цианирования — детали, от которых требуется высокая твердость поверхности и невысокая прочность сердцевины (крепежные детали, оси, пальцы, звездочки и другие).
Ст25	Ст20, 30	Оси, валы, соединительные муфты, собачки, рычаги, вилки, шайбы, валики, болты, фланцы, тройники, крепежные детали и другие неответственные детали;после ХТО — винты, втулки, собачки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины.
Ст30	Ст25, 35	Тяги, серьги, траверсы, рычаги, валы, звездочки, шпиндели, цилиндры прессов, соединительные муфты и другие детали невысокой прочности.
Ст30	Ст25, 35	Тяги, серьги, траверсы, рычаги, валы, звездочки, шпиндели, цилиндры прессов, соединительные муфты и другие детали невысокой прочности.
Ст30	Ст25, 35	Тяги, серьги, траверсы, рычаги, валы, звездочки, шпиндели, цилиндры прессов, соединительные муфты и другие детали невысокой прочности.
Ст30	Ст25, 35	Тяги, серьги, траверсы, рычаги, валы, звездочки, шпиндели, цилиндры прессов, соединительные муфты и другие детали невысокой прочности.
Ст35	Ст30,40,35Г	Детали невысокой прочности, испытывающие небольшие напряжения:оси, цилиндры, коленчатые валы, шатуны, шпиндели, звездочки, тяги, ободы, траверсы, валы, бандажи, диски и другие детали.
Ст40	Ст35, 45, 40Г	После улучшения — коленчатые валы, шатуны, зубчатые венцы, маховики, зубчатые колеса, болты, оси и др. детали;после поверхностного упрочнения с нагревом ТВЧ — детали средних размеров, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и износостойкости при малой деформации (длинные валы, ходовые валики, зубчатые колеса).
Ст45	Ст40Х, 50, 50Г2	Вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.
Ст50	Ст45, 50Г, 50Г2, 55	После нормализации с отпуском и закалки с отпуском — зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев гусениц, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали, работающие на трение.
Ст55	Ст50, 60, 50Г	После нормализации с отпуском и закалки с отпуском — зубчатые колеса, прокатные валки, штоки, тяжелонагруженные валы, оси, бандажи, малонагруженные пружины и рессоры, лемехи, пальцы звеньев гусениц, муфты сцепления коробок передач, корпуса форсунок и другие детали, работающие на трение.
Ст60	Ст55, 65Г	Цельнокатаные колеса вагонов, валки рабочие листовых станов для горячей прокатки металлов, шпиндели, бандажи, диски сцепления, пружинные кольца амортизаторов, замочные шайбы, регулировочные шайбы, регулировочные прокладки и другие детали,к которым предъявляются требования высокой прочности и износостойкости.
А12	А20	Оси, втулки, зубчатые колеса, шестерни, пальцы, винты, болты и другие малонагруженные мелкие детали сложной формы, обрабатываемые на станках-автоматах, к которым предъявляются повышенные требования по качеству поверхности и точности размеров.
А20	А12	Оси, втулки, зубчатые колеса, шестерни, пальцы, винты, болты и другие малонагруженные мелкие детали сложной формы, обрабатываемые на станках-автоматах, к которым предъявляются повышенные требования по качеству поверхности и точности размеров.
А12	А20	Мелкие детали машин и приборов, малонагруженные детали сложной конфигурации, к которым предъявляются повышенные требования по качеству поверхности и точности размеров, после цементации и цианирования — малонагруженные детали,к которым предъявляются требования износостойкости и повышенного качества поверхности.
А30	А40, А40Г	Оси, втулки, зубчатые колеса, шестерни, пальцы, винты, болты и другие детали сложной формы, обрабатываемые на станках-автоматах, к которым предъявляются повышенные требования по качеству поверхности, работающие при повышенных напряжениях и давлениях.
А40Г	А20	Оси, втулки, зубчатые колеса, шестерни, пальцы, винты, болты и другие детали сложной формы, обрабатываемые на станках-автоматах, к которым предъявляются повышенные требования к чистоте поверхности, работающие при повышенных напряжениях и давлениях.
АС12ХН	АС14ХГН, АС19ХГН	Храповики коленчатого вала, фланцы масляного насоса, штифты, рычаги переключения передач, тяги, гайки, муфты, оси.
АС14ХГН	АС12ХН, АС19ХГН	Оси сателлитов, ступицы, скользящие муфты синхронизатора.
АС19ХГН	АС12ХН, АС14ХГН,АС20ХГНМ	Промежуточные шестерни заднего хода, венцы синхронизаторов, шестерни коробки передач.
АС35Г2	А40Г	Валики масляного насоса, шпильки, оси.
АС30ХМ	АС38ХГМ, АС40ХГНМ	Червяки рулевого управления, шестерни, валики, шпильки.
АС38ХГМ	АС30ХМ, АС40ХГНМ	Кольца запорного подшипника, полуоси, шестерни, шпильки, шпиндели.
АС40ХГНМ	АС38ХНМ	Ответственные детали в автомобилестроении, шестерни, валики и т.д.
09Г2	10Г2, 9Г2С, 09Г2Д, 09Г2Т	Стойки ферм, верхние обвязки вагонов, хребтовые балки, двутавры и другие детали вагоностроения, детали экскаваторов, элементы сварных металлоконструкций и другие детали, работающие при температуре от -40 до +450°С.
14Г2	15ХСНД	Для крупных листовых конструкций, работающих до температуры -70°С.
12ГС	12Г2А, 14Г2А, 15ГС	Детали, изготовляемые путем вытяжки, ковки, штамповки.
16ГС	17ГС, 15ГС, 20Г2С, 20ГС, 18Г2С	Фланцы, корпуса и другие детали, работающие при температуре от -40 до 475°С под давлением;элементы сварных металлоконструкций,работающих при температуре -70°С.
17ГС	16ГС	Корпуса аппаратов, днища, фланцы и другие сварные детали,работающие под давлением при температурах от -40 до +475°С.
17Г1С	17ГС	Сварные детали,работающие под давлением при температурах от -40 до +475°С.
09Г2С	09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С	Различные детали и элементы сварных металлоконструкций,работающих под давлением при температурах от -40 до +475°С.
10Г2С1	10Г2С1Д	Различные детали и элементы сварных металлоконструкций,работающих при температуре от -70°С;аппараты, сосуды и части паровых котлов,работающих под давлением при температурах от -40 до +475°С.
10Г2Б	0Г2Б	Для сварных металлических конструкций.
15Г2СФД		Для сварных металлических конструкций в строительстве и машиностроении.
14Г2АФ	16Г2АФ	Металлоконструкции для промышленных зданий, подкрановые фермы для мостовых кранов.
16Г2АФ	15Г2АФ, 14Г2АФ	Металлоконструкции, сварные фермы. Для изделий машиностроения.
18Г2АФпс	15Г2АФДпс, 16Г2АФ, 10ХСНД, 15ХСНД	Листовой прокат для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале температур до -60°С.
14ХГС	15ХСНД, 16ГС, 14ГН, 16ГН, 14СНД	Сварные конструкции, листовые, клапанные конструктивные детали.
15Г2АФДпс	18Г2АФпс, 16Г2АФ, 10ХСНД, 1БХСНД	Ответственные сварные конструкции, в том числе северного исполнения.
20ХГ2Ц		Для изготовления арматуры периодического профиля класса А-4 диаметром от 10 до 32 мм.
10ХСНД	16Г2АФ	Элементы сварных металлоконструкций и различные детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и коррозионной стойкости с ограничением массы и работающие при температуре от -70 до +450°С.
10ХНДП		В строительстве и машиностроении для сварных конструкций.
15ХСНД	16Г2АФ, 15ГФ, 14ХГС, 16ГС, 14СНД
35ГС	ВСт5сп, Ст6, Ст5пс	Для изготовления арматуры периодического профиля класса А-3 диаметром от 6 до 40 мм.
25Г2С		Для изготовления арматуры периодического профиля класса А-4 диаметром от 10 до 32 мм.
15Х	20Х	Втулки, пальцы, шестерни,валики, толкатели и другие цементуемые детали,к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины,детали,работающие в условиях износа при трении.
20Х	15Х,20Хн, 12ХН2, 18ХГТ	Втулки, обоймы, гильзы, диски и другие цементуемые детали,к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины,детали,работающие в условиях износа при трении.
30Х	30ХРА, 35Х, 35ХРА	Для осей, валиков, рычагов, болтов,гаек и других некрупных деталей.
35Х	40Х, 35ХР	Оси, валы, шестерни, кольцевые рельсы и другие улучшаемые детали.
38ХА	40Х, 35Х, 40ХН	Червяки, зубчатые колеса, шестерни, валы, оси, ответственные болты и другие улучшаемые детали.
40Х	45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР	Оси, валы, вал-шестерни, коленчатые и кулачковые валы, зубчатые венцы, шпиндели, оправки, рейки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.
45Х	40Х, 50Х, 45ХЦ, 40ХГТ, 40ХФ, 40Х2АФЕ	Валы, шестерни, оси, болты, шатуны и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности, твердости,износостойкости и работающие при незначительных ударных нагрузках.
50Х	40Х, 45Х, 50ХН, 50ХФА	Валы, шпиндели,установочные винты, крупные зубчатые колеса, редукторные валы, упорные кольца, валки горячей прокатки и другие улучшаемые детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности, твердости,износостойкости и работающие при незначительных ударных нагрузках.
15Г	20Г	После улучшения — заклепки ответственного назначения; после цементации или цианирования — поршневые пальцы, фрикционные диски, пальцы рессор, кулачковые валики, болты, гайки, винты, шестерни,червяки и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности, твердости,износостойкости;без термообработки — сварные подмоторные рамы, башмаки, косынки, штуцера, втулки.
35Г		Тяги, оси, серьги,траверсы, рычаги, муфты, валы, звездочки, цилиндры, диски, шпиндели, соединительные муфты паровых турбин, болты, гайки, винты и другие детали, к которым предъявляются требования невысокой прочности.
20Г	Ст20, 30Г	После улучшения — заклепки ответственного назначения; после цементации или цианирования — поршневые пальцы, фрикционные диски, пальцы рессор, кулачковые валики, болты, гайки, винты, шестерни,червяки и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности, твердости,износостойкости;без термообработки — сварные подмоторные рамы, башмаки, косынки, штуцера, втулки.
30Г	Ст35, 40Г	Тяги, оси, серьги,траверсы, рычаги, муфты, валы, звездочки, цилиндры, диски, шпиндели, болты, гайки, винты и другие детали, к которым предъявляются требования невысокой прочности.
40Г	Ст45, 40Х	Оси, коленчатые валы, шестерни, штоки, бандажи, детали арматуры, шатуны, звездочки, распределительные валики, головки плунжеров и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности.
45Г	40Г, 50Г	Коленчатые валы, шатуны, оси, карданные валы, тормозные рычаги, диски трения, зубчатые колеса, шлицевые и шестеренные валы, анкерные болты.
50Г	40Г, 50	Диски трения, валы, шестерни, шлицевые валы, шатуны, распределительные валики, втулки подшипников, кривошипы, шпиндели, ободы маховиков, коленчатые валы дизелей и газавых двигателей и другие детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности и износостойкости.
10Г2	09Г2	Крепежные и другие детали, работающие при температуре от -70°С под давлением.
35Г2	0Х	Валы, полуоси, цапфы, роычаги сцепления, вилки, фланцы, коленчатые валы, шатуны, болты, кольца, кожухи, шестерни и другие детали, применяемые в различных отраслях машиностроения, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости.
40Г2	45Г2, 60Г	Оси, коленчатые валы, поршневые штоки, рычаги, распределительные валики, карданные валы, полуоси и другие детали.
45Г2	50Г2	Валы-шестерни, коленчатые и карданные валы, полуоси, червяки, крышки шатунов, шатуны, звенья конвейерных цепей и другие крупногабаритные средненагруженные детали.
50Г2	5Г2, 60Г	Шестерни, диски трения, шестеренные валы и другие детали, работающие на истирание.
47ГТ	40ХГРТ	Полуоси автомобилей.
18ХГ	20Х, 18ХГТ, 20ХГР, 15Х, 20ХН	Улучшаемые и цементуемые детали.
18ХГТ	30ХГТ, 25ХГТ, 12ХН3А, 12Х2Н4А, 20ХН2М, 14ХГСН2МА, 20ХГР	Улучшаемые или цементуемые детали ответственного назначения, от которых требуется повышенная прочность и вязкость сердцевины, а также высокая поверхностная твердость, работающие под действием ударных нагрузок.
25ГС	17Г1С, 17ГС, 25Г2С	Крупные детали, изготавливаемые с применением ЭШС, цилиндры гидропрессов, валы гидротурбин и т.д.
20ХГР	20ХН3А, 20ХН2М, 12ХН3А, 18ХГТ, 12ХН2	Зубчатые колеса, вал-шестерни, червяки, кулачковые муфты, валики, пальцы, втулки и другие улучшаемые или цементуемые детали, работающие под действием ударных нагрузок.
30ХГТ	18ХГТ, 20ХН2М, 25ХГТ, 12Х2Н4А	Улучшаемые и цементуемые детали, от которых требуется высокая прочность, вязкая сердцевина и высокая поверхностная твердость, работающие при больших скоростях и повышенных удельных давлениях под действием ударных нагрузок.
15ХФ	20ХФ	Для некрупных деталей, подвергаемых цементации и закалке с низким отпуском (зубчатые колеса, поршневые пальцы, распределительные валики, плунжеры, копиры).
40ХФА	40Х, 65Г, 50ХФА, 30Х3МФ	В улучшенном состоянии шлицевые валы, штоки, установочные винты, траверсы, валы экскаваторов и другие детали, работающие при температуре до 400 °С; после закалки и низкого отпуска — червячные валы и другие детали повышенной износостойкости.
40ХМФА		Замки насосно-компрессорных труб, шлицевые валы, штоки, шатуны, крепежные детали трубопроводов, работающие при температуре до 400 °С.
33ХС		Улучшаемые детали пружинного типа сравнительно небольших сечений, от которых требуется высокая прочность, износостойкость и упругость.
25ХГТ	18ХГТ, 30ХГТ, 25ХГМ	Нагруженные зубчатые колеса и другие детали, твердость которых более HRC 59.
38ХС	40ХС	Валы, шестерни, муфты, пальцы и другие улучшаемые детали небольших размеров, от которых требуется высокая прочность, износостойкость и упругость.
40ХС	38ХС, 35ХГТ	Валы, шестерни, муфты, пальцы и другие улучшаемые детали небольших размеров, от которых требуется высокая прочность, износостойкость и упругость.
20ХГСА	30ХГСА	Ходовые винты, оси, валы, червяки и другие детали, работающие в условиях износа и при знакопеременных нагрузках при температурах до 200°С.
25ХГСА	20ХГСА	Ответственные сварные и штампованные детали, применяемые в улучшенном состоянии:ходовые винты, оси, валы, червяки, шатуны, коленчатые валы, штоки и другие детали.
30ХГС	40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 35ХГСА	азличные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, тормозные ленты моторов, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали.
30ХГСА	40ХФА, 35ХМ, 40ХН, 25ХГСА,35ХГСА	Различные улучшаемые детали: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин,работающие при температуре до 400 °С; рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.
35ХГСА	30ХГС, 30ХГСА, 30ХГТ, 35М	Фланцы, кулачки, пальцы, валики, рычаги, оси, детали сварных конструкций и другие улучшаемые детали сложной конфигурации, работающие в условиях знакопеременных нагрузок.
30ХМ(30ХМА)	35ХМ, 35ХРА	Шестерни, валы, цапфы, шпильки, гайки и различные другие детали, работающие при температуре до 450-500 °С.
35ХМ	40Х, 40ХН, 30ХМ, 35ХГСА	Валы, шестерни, шпиндели, шпильки, фланцы,диски, покрышки, штоки и другие ответственные детали, работающие в условиях больших нагрузок и скоростей при температуре до 450-500 °С.
38ХМА		Ответственные детали общего назначения в машиностроении.
14Х2ГМР	14ХНМДФР	Тяжелонагруженные сварные детали и узлы.
20ХН	15ХР, 20ХНР, 18ХГТ	Шестерни, втулки, пальцы, детали крепежа и другие детали, от которых требуется повышенная вязкость и умеренная прокаливаемость.
40ХН	45ХН, 50ХН, 38ХГН, 40Х, 35ХГФ, 40ХНР, 40ХНМ, 30ХГВТ	Оси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла.
45ХН	40ХН	Коленчатые валы, шатуны, шестерни, шпиндели, муфты, болты и другие ответственные детали.
50ХН	40ХН, 60ХГ	Валки для горячей прокатки, валы-шестерни, зубчатые колеса, бандажи, коленчатые валы, шатуны, болты, выпускные клапаны и другие крупные ответственные детали.
20ХНР	20ХН	Зубчатые колеса, вал-шестерни, червяки, кулачковые муфты, валики, пальцы, втулки и другие нагруженные крупные детали, работающие в условиях ударных нагрузок.
12ХН2 (12ХН2А)	20ХНР, 20ХГНР, 12ХН3А, 18ХГТ, 20ХГР	Шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.
12ХН3А	12ХН2, 20ХН3А, 25ХГТ, 12Х2Н4А, 20ХНР	Шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.
20Х2М	Ст30, 22Х3М	Круглые детали, изготавливаемые методом ЭШС, днища, обечайки, колонны гидропрессов, поковки для деталей, работающих под давлением.

12Х2Н4А	0ХГРН, 12ХН2, 12ХН3А, 20Х2Н4А, 20ХГР	Зубчатые колеса, валы, ролики, поршневые пальцы и другие крупные особо ответственные цементуемые детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах.
25Х2Н4МА		Крупногабаритные шатуны и другие детали большой вязкости и прокаливаемости (для дизелестроения).
30ХН3А	30Х2ГН2, 25Х2ГНТА, 34ХН2М	Венцы ведомых колес тяговых зубчатых передач электропоездов, шестерни и другие улучшаемые детали. Может применяться при температуре -80 °С (толщина стенки не более 100 мм).
20ХН3А	20ХГНР, 20ХНГ, 38ХА, 15Х2ГН2ТА, 20ХГР	Шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементуемые детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах.
20Х2Н4А	20ХГНР, 15ХГН2ТА, 20ХГНТР	Шестерни, валы, пальцы и другие цементуемые особо ответственные высоконагруженные детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок или при отрицательных температурах.
38ХГН	38ХГНМ	Детали экскаваторов, крепеж, валы, оси, зубчатые колеса, серьги и другие ответственные детали, к которым предъявляются требования повышенной прочности.
20ХГНР	20ХН3А, 12ХН2, 12ХН3А	Зубчатые колеса, вал-шестерни, червяки, кулачковые муфты, валики, пальцы, втулки и другие ответственные детали, работающие в условиях ударных нагрузок.
30ХГСН2А		Шестерни, фланцы, кулачки, пальцы, валики, оси, шпильки и другие ответственные тяжелонагруженные детали.
20ХН2М (20ХНМ)	20ХГР, 15ХР, 20ХНР, 20ХГНР	Шестерни, полуоси, сателлиты, кулачки, шарниры и другие детали.
30ХН2МА		Коленчатые валы, шатуны, ответственные болты, шпильки, диски, звездочки и другие ответственные детали, работающие в сложных условиях нагружения при нормальных, пониженных и повышенных температурах.
30Х3МФ		Детали судовых дизелей, плунжеры топливных насосов высокого давления, направляющие, тонкостенные гильзы и другие детали (в том числе прецизионные), которые должны обладать износостойкостью при высоких давлениях.
38Х2Ю		Трущиеся детали приборов, детали вспомогательных агрегатов, валики водяных насосов, работающие в подшипниках скольжения, плунжеры, направляющие втулки кондукторов.
38Х2Н2МА		Валы, шатуны, болты, шпильки и другие крупные особо ответственные тяжелонагруженные детали сложной конфигурации, применяемые в улучшенном состоянии.
40ХН2МА	40ХГТ, 40ХГР, 30Х3МФ, 45ХН2МФА	Коленчатые валы, клапаны, шатуны, крышки шатунов, ответственные болты, шестерни, кулачковые муфты, диски и другие тяжелонагруженные детали. Валки для холодной прокатки металлов.
40Х2Н2МА	38Х2Н2МА	Крупные детали: валы, диски, редукторные шестерни, а также крепежные детали.
38ХН3МА	38ХН3ВА	Валы, оси, шестерни и другие особо ответственные детали.
18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА)	15Х2ГН2ТРА, 20Х2Н4А	В цементованном и улучшенном состоянии применяется для ответственных деталей, к которым предъявляются требования повышенной прочности, износостойкости и вязкости, а также для деталей, подвергающихся высоким вибрационным и динамическим нагрузкам. Сталь может применяться при температуре от -70 до 450 °С.
30ХН3М2ФА		Диски паровых турбин.
38ХН3МФА		Наиболее ответственные тяжелонагруженные детали, работающие при температурах до 400°С.
45ХН2МФА		Торсионные валы, коробки передач и другие нагруженные детали, работающие при скручивающих повторно-переменных нагрузках и испытывающие динамические нагрузки.
20ХН4ФА	18Х2Н4МА	Клапаны впуска, болты, шпильки и другие ответственные детали, работающие в коррозионной среде при повышенных температурах (300-400°С).
38Х2МЮА	38Х2ЮА, 38ХВФЮ, 20Х3МВФ, 38Х2Ю	Штоки клапанов паровых турбин, работающие при температуре до 450°С, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания, иглы форсунок, тарелки букс, распылители, пальцы, плунжеры, распределительные валики, шестерни, валы, втулки и другие детали.
35ХН1М2ФА		Диски паровых турбин, оси, валы и другие особо ответственные крупные детали с высокими требованиями к механическим свойствам.
38Х2Н3М		Ответственные детали контейнеров с высокими требованиями по механическим свойствам при повышенных температурах.
34ХН1М	38Х2НМ, 34ХН3М, 38Х2Н2МА, 40Х2Н2МА	Диски, валы, роторы турбин и компрессорных машин, валы экскаваторов, оси, муфты, шестерни, полумуфты, вал-шестерни, болты, силовые шпильки и другие особо ответственные высоконагруженные детали, к которым предъявляются высокие требования по механическим свойствам и работающие при температуре до 500°С.
30ХН2МФА	30ХН2ВФА	Валы, цельнокованные роторы, диски, детали редукторов, болты, шпильки и другие ответственные детали турбин и компрессорных машин, работающих при повышенных температурах.
36Х2Н2МФА	37ХН3МФА	Для крупных ответственных деталей-дисков, крепежных болтов и т.д.
34ХН3М	35ХНВ, 35ХГНМ, 38Х2НМ, 34ХН1М, 34ХН3МА, 34ХН3МФА	Крупные особо ответственные детали с высокими требованиями к механическим свойствам.
38Х2НМ	34ХН1М, 40ХН2МА	Ответственные детали тяжелого и транспортного машиностроения типа осей, валов и другие высоконагруженные детали, а также детали, используемые в условиях низких температур.
38Х2НМФ	4ХН1М, 40ХН2МА, 34ХН3М	Ответственные детали тяжелого и транспортного машиностроения типа осей, валов и другие высоконагруженные детали, а также детали, используемые в условиях низких температур.
12К		Для изготовления деталей, частей котлов и сосудов, работающих под давлением при комнатной, повышенной и пониженной температурах.
15К	20К	Фланцы, днища, цельнокованые и сварные барабаны паровых котлов, корпуса аппаратов и другие детали котлостроения и сосудов, работающих под давлением при температуре до 450°С.
16К		Для изготовления деталей, частей котлов и сосудов, работающих под давлением при комнатной, повышенной и пониженной температурах.
18К		Для изготовления деталей, частей котлов и сосудов, работающих под давлением при комнатной, повышенной и пониженной температурах.
20К	15К	Фланцы, днища, цельнокованые и сварные барабаны паровых котлов, корпуса аппаратов и другие детали котлостроения и сосудов, работающих под давлением при температуре до 450°С.
22К	25К	Фланцы, днища, цельнокованые и сварные барабаны паровых котлов, полумуфты, патрубки и другие детали , работающие под давлением при температуре от -40 до 450°С.
12МХ		Различные детали, работающие при температуре до 530°С.
12Х1МФ		Различные детали, работающие при температуре 540 — 580°С.
25Х1МФ		Различные детали, работающие при температуре до 540°С. Крепежные детали, работающие при температуре от — 40 до 500°С.
25Х2М1Ф		Крепежные детали, работающие при температуре до 535°С, плоские пружины, болты, шпильки и другие детали.
20Х3МВФ		Крепеж и детали, работающие при температуре до 540 — 560°С.
15Х5М		Трубы, задвижки, крепеж и другие детали, от которых требуется сопротивляемость окислению при температуре до 600 — 650°С.
15ХМ		Различные детали, работающие при температуре от — 40 до 560°С под давлением.
ШХ15	ЩХ9, ШХ12, ШХ15СГ	Шарики диаметром до 150 мм, ролики диаметром до 23 мм, кольца подшипников с толщиной стенки до 14 мм, втулки плунжеров, плунжеры, нагнетательные клапаны, корпуса распылителей, ролики толкателей и другие детали, от которых требуется высокая твердость, износостойкость и контактная прочность.
ШХ15СГ	ХВГ, ШХ15, 9ХС, ХВСГ	Крупногабаритные кольца шарико- и роликоподшипников со стенками толщиной более 20 — 30 мм; шарики диаметром более 50 мм; ролики диаметром более 35 мм.
95Х18		Кольца, шарики и ролики подшипников, втулки, оси, стержни и другие детали,от которых требуются повышенная прочность и износостойкость и работающие при температуре до 500°С или подвергающиеся действию умеренных агрессивных сред(морской или речной воды, щелочных растворов, азотной и уксусной кислоты и др.).
ШХ4		Кольца железнодорожных подшипников.
Ст65	Ст60, 70	Рессоры, пружины и другие детали, от которых требуются повышенные прочностные и упругие свойства, износостойкость; детали, работающие в условиях трения при наличии высоких статических и вибрационных нагрузок.
Ст70	65Г	Рессоры, пружины и другие детали, от которых требуются повышенные прочностные и упругие свойства, а также износостойкость.
Ст75	Ст70, 80, 85	Круглые и плоские пружины различных размеров, пружины клапанов двигателя автомобиля, пружины амортизаторов, рессоры, замковые шайбы, диски сцепления, эксцентрики, шпиндели, регулировочные прокладки и другие детали, работающие в условиях трения и под действием статических и вибрационных нагрузок.
Ст85	Ст70, 75, 80	Пружины, фрикционные диски и другие детали, к которым предъявляются требования высоких прочностных и упругих свойств и износостойкости.
60Г	65Г	Плоские и круглые пружины, рессоры, пружинные кольца и другие детали пружинного типа, от которых требуются высокие упругие свойства и износостойкость; бандажи, тормозные барабаны и ленты, скобы, втулки и другие детали общего и тяжелого машиностроения.
65Г	Ст70, У8А, 70Г, 60С2А, 9ХС, 50ХФА, 60С2, 55С2	Пружины, рессоры, упорные шайбы, тормозные ленты, фрикционные диски, шестерни, фланцы, корпуса подшипников, зажимные и подающие цанги и другие детали, которым предъявляются требования повышенной износостойкости, и детали, работающие без ударных нагрузок.
55С2	0С2, 60С2, 35Х2АФ	Пружины и рессоры, применяемые в автомобилестроении, тракторостроении, железнодорожном транспорте и других отраслях машиностроения.
60С2	5С2, 50ХФА	Тяжелонагруженные пружины, торсионные валы, пружинные кольца, цанги, фрикционные диски, шайбы пружинные.
60С2А	60С2Н2А, 60С2Г, 50ХФА	Тяжелонагруженные пружины, торсионные валы, пружинные кольца, цанги, фрикционные диски, шайбы Гровера и др.
70С3А		Тяжелонагруженные пружины ответственного назначения.
55ХГР		Для изготовления рессорной полосовой стали толщиной 3 — 24 мм.
50ХФА	60С2А, 50ХГФА, 9ХС	Тяжелонагруженные ответственные детали, к которым предъявляются требования высокой усталостной прочности, пружины, работающие при температуре до 300°С и другие детали.
60С2Н2А	60С2А, 60С2ХА	Ответственные и тяжелонагруженные пружины и рессоры.
60С2Х2	60С2ХФА, 60С2Н2А	Для изготовления крупных высоконагруженных пружин и рессор ответственного назначения.
60С2ХФА	60С2А, 60С2ХА, 9ХС, 60С2ВА	Ответственные и тяжелонагруженные пружины и рессоры, изготовляемые из круглой калиброванной стали.
65С2ВА	60С2А, 60С2ХА	Ответственные и высоконагруженные пружины и рессоры

таблица, примеры. Расшифровка сталей по составу :: SYL.ru

Сталь – сплав железа и углерода, содержание которого не превышает 2,14%. Обладает высокой ковкостью и прокатываемостью, чем обусловлено его широкое применение в промышленности, машиностроении и в других отраслях.

В металлургическом производстве, где прокат отличается не только профилем, но и марками стали, маркировка каждой штуки прокатанных изделий давно стала непременным правилом. Расшифровка сталей дает возможность сразу сделать вывод о применимости данного металла для той или иной технологической операции или для конкретного изделия вообще.

Маркировка наносится на торец каждой единицы профилей методом «горячего клейма» в потоке производства так называемыми клеймовочными машинами. Маркировка содержит: марку стали, номер плавки, клеймо производителя. Кроме того, каждая заготовка маркируется несмываемой краской в комбинации цветов по группам сталей на остывших заготовках. По соглашению сторон, цветовая маркировка может наноситься на отдельные профили в пакете в количестве 1-3 штук на пакет. Пакет – связка профилей общим весом 6-10 тонн, упакованная обвязкой из катаной проволоки диаметром 6 мм в 6-8 ниток.

Стали легированные

Таблица расшифровки сталей по составу представлена ниже.

Обозначение	Хим. элемент	Наименование	Обозначение	Хим. элемент	Наименование
Х	Cr	Хром	А	N	Азот
С	Si	Кремний	Н	Ni	Никель
Т	Ti	Титан	К	Co	Кобальт
Д	Cu	Медь	М	Mo	Молибден
В	Wo	Вольфрам	Б	Nb	Ниобий
Г	Mn	Марганец	Е	Se	Селен
Ф	W	Ванадий	Ц	Zr	Цирконий
Р	B	Бор	Ю	Al	Алюминий

Если в названии имеется буква «Ч», значит в состав легирующих элементов входят редкоземельные элементы – ниобий, лантан, церий.

Церий (Ce) – оказывает влияние на прочностные характеристики и пластичность.

Лантан (La) и неодим (Ne) – снижают содержание серы и уменьшают пористость металла, приводят к уменьшению зернистости.

Расшифровка сталей: примеры

Для примера расшифровки рассмотрим распространенную марку стали 12Х18Н10Т.

Цифра «12» в начале названия марки – показатель содержания углерода в этой стали, он не превышает 0,12%. Далее идет обозначение «Х18» – следовательно, в стали имеется элемент хром в количестве 18%. Аббревиатура «Н10» говорит о присутствии никеля в объеме 10%. Буква «Т» свидетельствует наличие титана, отсутствие цифрового выражения означает, что его там менее 1,5%. Очевидно, что квалифицированная расшифровка сталей по составу сразу дает понятие о ее качественных характеристиках.

Если сравнивать обозначения легированных и углеродистых сталей, это становится заметным отличием, свидетельствующим об особенных свойствах металла, обусловленных специально введенными легирующими добавками. Расшифровка сталей и сплавов указывает на их химический состав. Основными легирующими добавками являются:

никель (Ni) – снижает химическую активность и улучшает прокаливаемость металла;
хром (Cr) – повышает предел прочности и предел текучести сплавов;
ниобий (Nb) – повышает кислотостойкость и устойчивость к коррозии сварных соединений;
кобальт (Co) – повышает жаропрочность и ударную вязкость.

Легирование – механизм воздействия легирующих элементов

Сложна расшифровка сталей. Материаловедение комплексно изучает этот предмет.

Содержание легирующих добавок в стали может меняться в широких пределах, в зависимости от того, какие свойства нужно придать металлу. Так, никель и хром могут присутствовать в стали в количестве до 1%, в некоторых случаях и более. Молибден, ванадий, титан и ниобий – 0,1-0,5%, марганец и кремний – от 1% и более.

Воздействие легирующих добавок в любом случае связано с искажением кристаллической решетки железа, внедрением в нее чужеродных атомов другого размера.

Как облегчается расшифровка сталей (материаловедение)? Таблица дает полезную информацию.

Элемент	Обозначение	Хим. знак	Влияние элемента на свойства металлов и сплавов
Никель	Н	Ni	Корозионную устойчивость никель придает сплавам через усиление связей между узлами кристаллической решетки. Усиленная прокаливаемость таких сплавов определяет устойчивость свойств в течение длительного времени.
Хром	Х	Cr	Улучшение механических свойств – повышение пределов прочности и текучести – обусловлено нарастанием плотности кристаллической решетки
Алюминий	Ю	Al	Подается в струю металла при разливке для раскисления, большая часть остается в шлаке, но часть атомов переходит в металл и настолько сильно искажает кристаллическую решетку, что это приводит к многократному повышению прочностных характеристик.
Титан	Т	Ti	Применяется для повышения жаропрочности и кислотоустойчивости сплавов.

Положительные стороны легирования

Особенности свойств наиболее явно проявляется после термообработки, в связи с этим все детали из такой стали подвергаются обработке перед применением.

Улучшенные легированием стали и сплавы имеют более высокие механические свойства по сравнению с конструкционными.
Легирующие добавки способствуют стабилизации аустенита, улучшая показатель прокаливаемости сталей.
Из-за снижения степени распада аустенита снижается образование закалочных трещин и коробление деталей.
Повышается ударная вязкость, что приводит к снижению хладоломкости, и детали из легированных сталей имеют более высокую долговечность.

Отрицательные стороны

Наряду с положительными сторонами легирование сталей имеет и ряд характерных недостатков. К ним можно причислить следующие:

В изделиях из легированных сталей наблюдается обратимая отпускная хрупкость второго рода.
Сплавы класса высоколегированных включают остаточный аустенит, снижающий показатель твердости и сопротивляемости усталостным факторам.
Склонность к образованию дендритных ликваций, что приводит к возникновению строчечных структур после прокатки или ковки. Для устранения эффекта применяется диффузионный отпуск.
Такие стали склонны к образованию флокенов.

Классификация сталей

Как осуществляется расшифровка стали по составу? Материалы, имеющие в своем составе менее 2,5% легирующих добавок, классифицируются как низколегированные, с количеством от 2,5 до 10% считаются легированными, более 10% – высоколегированными.

Содержанием углерода в составе сталей обусловлено разделение их на:

высокоуглеродистые;
среднеуглеродистые;
низкоуглеродистые.

Химический состав определяет разделение сталей на:

углеродистые;
легированные.

Чугуны

Чугун – сплав железа и углерода с содержанием последнего выше 2,15%. Разделяется на нелегированный и легированный с содержанием марганца, хрома, никеля и других легирующих добавок.

Различия в структуре разделяют чугун на два вида: белый (имеет излом серебристо-белого цвета) и серый (излом характерного серого цвета) Форма углерода в белом чугуне – цементит. В сером – графит.

Серый чугун разделяется на несколько разновидностей:

ковкий;
жаропрочный;
высокопрочный;
жаростойкий;
антифрикционный;
коррозионностойкий.

Обозначение марок чугуна

Различные марки чугуна предназначены для использования в различных целях. Основными из них являются следующие:

Передельные чугуны. Обозначаются как «П1», «П2» и предназначаются для переплавки при производстве стали; чугун с обозначениями «ПЛ» применяются в литейном производстве для изготовления отливок; передельный с повышенным содержанием фосфора, обозначается буквами «ПФ»; передельный высокого качества обозначается аббревиатурой «ПВК».
Чугун, в котором графит находится в пластинчатом виде – «СЧ».
Антифрикционные чугуны: серый – «АЧС»; высокой прочности – «АЧВ»; ковкий – «АЧК».
Чугун с шаровидным графитом, применяемый в литейном производстве, – «ВЧ».
Чугун с легирующими добавками, наделенный специальными свойствами, – «Ч». Легирующие элементы обозначены буквами так же, как для стали. Обозначение буквой «Ш» в конце названия марки чугуна гворит о шарообразном состоянии графита в такой марке.
Чугун ковкий – «КЧ».

Расшифровка сталей и чугунов

Для чугунов, называемых серыми, характерной формой графита является пластинчатая. Они маркируются буквами СЧ, цифры после буквенного обозначения говорят о минимальном значении величины предела прочности при растяжении.

Пример 1: ЧС20 – чугун серый, имеет предел прочности при растяжении до 200МПа. Для серых чугунов характерны высокие литейные свойства. Он хорошо подвергается обработке резанием, обладает антифрикционными характеристиками. Изделия из серого чугуна способны хорошо гасить вибрации.

В то же время они недостаточно устойчивы к растягивающим нагрузкам, не имеют ударной стойкости.

Пример 2: ВЧ50 – чугун высокой стойкости с сопротивлением при растяжении до 500МПа. Обладая структурой в виде шаровидного графита, он имеет прочностные характеристики более высокие по сравнению с серыми чугунами. Они обладают некой пластичностью и более высокой ударной вязкостью. Наряду с серыми, высокопрочным чугунам свойственны хорошие литейные характеристики, антифрикционные и демпфирующие свойства.

Эти чугуны применяются при производстве тяжелых деталей, таких как станины прессового оборудования или прокатные валки, коленвалы ДВС и прочее.

Пример 3: КЧ35-10 – чугун ковкий, обладающий пределом прочности до 350 МПа и допускающий относительное удлинение до 10%.

Чугуны ковкие, в сравнении с серыми, обладают большей прочностью и пластичностью. Их применяют для производства тонкостенных деталей, испытывающих ударные и вибрационные нагрузки: ступицы, фланцы, картеры двигателей и станков, вилки карданных валов и так далее.

Заключение

Широта применения металлов в промышленности требует способности быстро ориентироваться в свойствах и возможностях изделий. Такие показатели, как упругость, свариваемость, изнашиваемость, встречаются едва ли не ежедневно в той или иной форме.

В течение долгих десятилетий объемы производства чугуна и стали на душу населения были одними из важнейших факторов оценки успешности государства. От металлургии зависела, и сейчас зависит, успешная работа машиностроения, автомобилестроения и многих других отраслей народного хозяйства. От наличия большого количества качественного металла зависит состояние нашего единственного верного союзника – армии и флота. Металл служит нам на воде, под водой и в воздухе.

Марочник сталей и сплавов

Сплав жаропрочный

Сталь инструментальная углеродистая

Сталь для отливок коррозионно-стойкая

Сталь для отливок обыкновенная

Сталь жаропрочная высоколегированная

Сталь жаропрочная низколегированная

Сталь жаропрочная релаксационностойкая

Сталь инструментальная легированная

Сталь инструментальная штамповая

Сталь инструментальная быстрорежущая

Сталь инструментальная валковая

Сталь конструкционная легированная

Сталь конструкционная низколегированная для сварных конструкций

Сталь конструкционная повышенной обрабатываемости

Сталь конструкционная подшипниковая

Сталь конструкционная рессорно-пружинная

Сталь конструкционная углеродистая качественная

Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества

Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная

Сталь коррозионно-стойкая обыкновенная

Чугун высоколегированный

Чугун ковкий

Чугун литейный

Чугун низколегированный

Чугун передельный

Чугун серый

Классификация сталей, сплавов, Ферросплавов и чугунов. Марочник сталей и сплавов

НОВОЕ! Теперь можно сравнивать материалы прямо здесь:

Ферросплав
Сталь конструкционная — все марки
Сталь инструментальная — все марки
Сталь для отливок — все марки
Сталь, сплав жаропрочные — все марки
Сталь, сплав коррозионно-стойкие — все марки
Сталь специального назначения — все марки
Сталь электротехническая — все марки
Сплав прецизионный — все марки
Чугун — все марки
Порошковая металлургия
Материалы для сварки и пайки

Алюминий, сплав алюминия — все марки
Бронза — все марки
Золото, сплав золота — все марки
Латунь — все марки
Магний, сплав магния — все марки
Медь, сплав меди — все марки
Никель, сплав никеля — все марки
Олово, сплав олова — все марки
Палладий, сплав палладия — все марки
Платина, сплав платины — все марки
Свинец, сплав свинца — все марки
Серебро, сплав серебра — все марки
Титан, сплав титана — все марки
Цинк, сплав цинка — все марки
Прочие металлы и сплавы

Вы знаете классификацию материала ( быстрый просмотр ) :

Ферросплав
Сталь конструкционная
Сталь инструментальная
Сталь для отливок
Сталь, сплав жаропрочные
Сталь, сплав коррозионно-стойкие
Сталь специального назначения
Сталь электротехническая
Сплав прецизионный
Чугун
Порошковая металлургия
Материалы для сварки и пайки

Алюминий, сплав алюминия
Бронза
Золото, сплав золота
Латунь
Магний, сплав магния
Медь, сплав меди
Никель, сплав никеля
Олово, сплав олова
Палладий, сплав палладия
Платина, сплав платины
Свинец, сплав свинца
Серебро, сплав серебра
Титан, сплав титана
Цинк, сплав цинка
Прочие металлы и сплавы

Сталь конструкционная

Сталь инструментальная

Сталь для отливок

Сталь, сплав жаропрочные

Сталь, сплав коррозионно-стойкие

Сталь специального назначения

Сталь электротехническая

Сплав прецизионный

Порошковая металлургия

Материалы для сварки и пайки

Алюминий, сплав алюминия

Золото, сплав золота

Латунь (медно-цинковый сплав)

Магний, сплав магния

Медь, сплав меди

Никель, сплав никеля

Олово, сплав олова

Палладий, сплав палладия

Платина, сплав платины

Свинец, сплав свинца

Серебро, сплав серебра

Титан, сплав титана

Цинк, сплав цинка

Прочие металлы и сплавы

Все марки черных и цветных металлов
Вверх

Марочник стали и сплавов. К о н т а к т н а я и н ф о р м а ц и я
© 2003 — 2020 Контент сайта защищен Авторским свидетельством № 7533 от 8.05.2003 г.
При использовании информации сайта гиперссылка на «Марочник стали и сплавов » (splav-kharkov.com) обязательна
Администрация сайта не несет ответственность за достоверность данных
Раньше данный сайт располагался по адресу: splav.kharkov.com

маркировка, виды и классификация, применение

Металлы, отличающиеся повышенной твёрдостью и износостойкостью — это твердые сплавы. Изготавливаются, как правило, из карбидов металлов (титана, хрома, вольфрама и прочих), что делает их особенно стойкими к высоким температурам и механическим воздействиям. Такие сплавы невероятно прочные, а потому, пригодные для различных производств.

Характеристика

Помимо прочности и износостойкости к полезным свойствам данных материалов можно отнести тугоплавкость. При нагреве до 900 — 1150°C твердый сплав сохраняет все свои качества.

Существует специальная маркировка, которая указывает свойства и характеристики сплава. В основе принципа маркирования – буквы, указывающие на наличие того или иного металла и цифры, показывающие его количество в %. Необходимо точно понимать их значение, так как от данных показателей зависит пригодность материала для проведения необходимых работ.

Классификация

Как и любые металлические материалы, твердые сплавы имеют собственную классификацию, которая помогает подобрать наиболее подходящий материал для своих целей.

В зависимости от способа получения, сплавы бывают:

литые;
спеченные.

Как видно из названия, литые сплавы изготавливают технологией литья. Среди них: стеллиты (которые состоят из хрома, вольфрама, углерода и никеля; как связка используется кобальт), сормайты (состоящие из хрома, углерода и никеля на железной основе), а также твердые сплавы, в которых в качестве основы использован никель. Чаще всего, в процессе литья применяется технология пресса, которая позволяет получить изделия высокого качества, требующие минимальной обработки перед использованием (однако, чаще всего необходимо проведение термической постобработки).

Спеченные сплавы (или металлокерамические), в свою очередь, производятся по технологии порошковой металлургии. Она представляет собой высокоточное производство, благодаря чему, получаемый на выходе материал имеет максимально высокую степень качества и не требует дополнительной обработки. Максимум, что может потребоваться – небольшая шлифовка полученного изделия. Металлокерамическими данные сплавы называют, потому что способ их производства схож с производством керамических изделий.

По химическому составу различают:

ВК – однокарбидные, вольфрамо-кобальтовые;
ТК – двухкарбидные, титано-вольфрамо-кобальтовые;
ТТК – трехкарбидные, титано-тантало-вольфрамо-кобальтовые;
ТН — безвольфрамовые.

Вольфрамо-кобальтовые

Сплавы на основе карбида вольфрама – наиболее распространённые представители данной группы. К ним относятся BK6 и BK8, упомянутые выше. Сплавы можно разделить ещё на две группы, в зависимости от их состава: содержащие в своём составе вольфрам – как уже говорилось ранее, такие сплавы состоят из карбида вольфрама и ещё минимум одного металла, играющего роль связки (чаще всего таковым является кобальт).

В основном сплавы группы ВК используют для изготовления режущего инструмента. Это резцы, пластины.

Состав и характеристики сплавов ВК

Сплав	Состав сплава, %			Характеристика физико-механических свойств
Сплав	WC	TaC	Co	Предел прочностипри изгибе σ_изг, Мпа, не менее	Плотность ρ∙10‾³, кг/м³	HRA, не менее
ВК3	97	—	3	1176	15,0-15,3	89,5
ВК3-М	97	—	3	1176	15,0-15,3	91,0
ВК4	96	—	4	1519	14,9-15,2	89,5
ВК6	94	—	6	1519	14,6-15,0	88,5
ВК6-М	94	—	6	1421	14,8-15,1	90,0
ВК6-ОМ	92	2	6	1274	14,7-15,0	90,5
ВК8	92	—	8	1666	14,4-14,8	87,5
ВК10	90	—	10	1764	14,2-14,6	87,0
ВК10-М	90	—	10	1617	14,3-14,6	88,0
ВК10-ОМ	88	2	10	1470	14,3-14,6	88,5
ВК10-ХОМ	88	—	10	1500	14,3-14,6	89,5

* Буква М означает, что сплав является мелкозернистым, ОМ — особо мелкозернистый.

Из таких материалов получаются высококачественные инструменты, которые используются в промышленности, различных производствах и в быту, изготовление деталей различных конструкций. Это могут быть детали для автомобилей, механических предметов, приборов и любых механизмов. изготовление деталей, требующих высокой жаростойкости.

Титановольфрамовокобальтовые

Группа сплавов ТК производится для иструментов, выполняющих резание сталей, дающих сливную стружку. В основе состава карбид титана и карбид вольфрама. В связке идёт кобальт. Титан дает снижение адгезии со сталью, благодаря этому сплавы группы ТК более износостойкие при обработки сталей. При увеличении карбидов титана повышается твердость и износостойкость, но прочностьснижается.

Сплав	Состав сплава, %			Характеристика физико-механических свойств
Сплав	WC	TiC	Co	Предел прочности при изгибе σ_изг, Мпа, не менее	Плотность ρ∙10‾³, кг/м³	HRA, не менее
T30K4	66	30	4	980	9,5-9,8	92,0
T15K6	79	15	6	1176	11,1-11,6	90,0
T14K8	78	14	8	1274	11,2-11,6	89,5
T5K10	85	6	9	1421	12,4-13,1	88,5
T5K12	83	5	12	1666	13,1-13,5	87,0

Титанотанталовольфрамокобальтовые твердые сплавы

По ГОСТ 3882-74 имеется 5 марок. Титан в составе улучшает свойства и эксплуатационные показатели, выражающиеся в повышении прочности при обычной и повышенной температуре. Благодаря карбиду тантала в составе улучшается износостойкость при резании

Сплав	Состав, %				Характеристика физико-механических свойств
Сплав	WC	TiC	TaC	Co	σ_изг, Мпа, не менее	Плотность ρ∙10‾³, кг/м³	HRA, не менее
TT7K12	81	4	3	12	1666	13,0-13,3	87,0
TT8K6	84	8	2	6	1323	12,8-13,3	90,5
TT10K8-Б	82	3	7	8	1617	13,5-13,8	89,0
ТТ20К9	67	9,4	14,1	9,5	1470	12,0-13,0	91,0
Т8К7	85	7,5	0,5	7	1519	12,8-13,1	90,5

Безвольфрамовые сплавы

Такие сплавы в СССР появились в 1970 гг. ввиду дефицита вольфрама. По ГОСТ 26530-85 существует две марки безвольфрамовых сплавов на основе карбидов, карбонитридов титана с никель-молибденовой связкой.

Сплав	Содержание основных компонентов в %(по массе)				Характеристика физико-механических свойств
Сплав	TiC	TiCN	Ni	Mo	σ_изг, Мпа, не менее	Плотность ρ∙10‾³, кг/м³	HRA, не менее
Th30	79	—	15,0	6,0	1050	5,5-6,0	90,0
KHT16	—	74	19,5	6,5	1200	5,5-6,0	89,0

Эти марки обладают меньшей прочностью и теплостойкости они не могут заменить традиционные вольфрамовые. Сплав КНТ16 хорошо подходит для прерывистого резания. А марка ТН20 может эффективно заменить Т30К4 и Т15К6. Им можно проводить чистовую и получистовую обработку незакаленной стали.

Так или иначе, благодаря своим свойствам сплавы массово применяются во многих производствах.

По классификации ИСО, твердые сплавы делят по областям применения при обработке резанием:

Р — для стальных отливок, дающих сливную стружку;
М — труднообрабатываемые стали, сплавы;
К — обработка чугуна;
N — обработка алюминия и других цветных металлов и их сплавов;
S — для обработки жаропрочных сплавов и сплавов на основе титана;
H — для закаленной стали.

Сплавы группы Р маркируются синим цветом, М — желтым и К — красным цветом

Свойства

Основные свойства твёрдых сплавов: твердость; жаростойкость; прочность; износостойкость;

Однако, стоит понимать, что данные характеристики зависят от соотношения элементов, из которых изготовлен сплав. Так, например, материалы, в названии которых используется сочетание букв «BK» напрямую зависимы от размера от карбида вольфрама. При уменьшении зерна карбида, сплав становится более твёрдым. При этом, велика вероятность уменьшения его прочности. При увеличении зерна происходит обратный процесс – прочность увеличивается, но сплав получается менее твёрдый. Поэтому при закупке данного материала важно понимать значение маркировок, так они напрямую говорят о его свойствах.

Титаносодержащие сплавы более твердые и жаростойкие. Температура их плавления выходит за пределы 1200°C. Кроме того, они меньше подвержены окислению. Из недостатков можно отметить худшую теплопроводность, по сравнению с материалами группы «BK», а также слабую прочность при изгибаниях.Однако эта проблема решается добавлением в состав карбида тантала – сплавы, маркированные как «TTK» гораздо более прочны при работе.

Активному использованию в различных производствах способствует также и тот факт, что твердые металлы, как ни странно, весьма пластичны. Поэтому работать с ними можно как при высоких, так и при низких температурах. Однако, резать, гнуть и проводить прочую механическую работу следует с большой осторожностью в связи с большой ломкостью и слабой прочностью при изгибах. При обработке материала необходимо знать его плотность, так как от этого зависит его прочность. Так, например плотность вольфрамовых сплавов варьируется от 14 до 15 г/см³; титаносодержащих – от 9 до 13,5 г/см³; материала с примесью тантала – от 12 до 13,6г/см³.

От всех перечисленных свойств зависит, где и каким образом могут применяться твердые сплавы.

Примеры маркировки твердых сплавов

По принципу маркировки твердые сплавы делят согласно химическому составу:

ВК — в составе карбид вольфрама и кобальт. Цифра означает содержание кобальта в процентах. Например это сплав ВК8, ВК10, ВК6
ТК. Титаносодержащие сплавы, содержащие карбид титана, карбид вольфрама, кобальт. Обозначение буквами ТК. Цифра после буквы Т означает содержание карбида титана в процентах, а после буквы К — процент содержания кобальта. Это сплавы Т5К10, Т14К8, Т15К6, ТЗ0К4
ТТК. Титано-тантало-вольфрамовые. Сплав включает в себя сразу три металла: титан, вольфрам и тантал и кобальт. Маркируется буквами ТТК. Цифра после ТТ, например «7» указывает на содержание карбидов титана и тантала, цифра после «К» , например «12» — процент кобальта. Марки ТТ7К12, ТТ20К9;
ТН. Безвольфрамовые. ТНМ20, ТНМ25, ТНМ30.

Применение и продукция из твердых сплавов

Материал широко распространен в современной промышленности. Развивается и технология производства самих сплавов, улучшается их качество, меняется состав, появляются новые маркировки. Но помимо изменения самого материала, меняются и принципы работы с ним. Появляются новые типы соединений, наносимые на изделия, благодаря чему, они приобретают новые функции и роли в промышленности.

На сегодняшний день твёрдые сплавы применяются:

В производстве режущего инструмента. Изготовленные из высокопрочных материалов инструменты позволяют повысить качество производства, ускорить его и снизить затраты на брак и закупку материалов. Высокая жаростойкость и прочность позволяют работать на предельных скоростях. Поэтому сплавы гораздо более ценны в производстве инструмента, нежели простая сталь. В их производстве зачастую используют алмазные заготовки, значительно повышающую качество материала и его свойства. К примерам таких инструментов можно отнести резцы, свёрла и т.д.;
В изготовлении высокопрочных деталей для механических изделий, производственных машин, автомобилей и техники, ножей и лезвий для грейдеров – в механизмах, испытывающих высокие перегрузки и усилия;
В производстве оборудования, предназначенного для больших нагрузок. Например, рудодобывающее оборудование, буровые установки. Сплавы применяются в опорах промышленных весов и в прочих механизмах, рассчитанных на большие усилия и давления;
При изготовлении мелких, но ключевых деталей различных механизмов. Например, из данного материала производятся подшипники, клеммы, различные защитные напыления и прочее.
В производстве различных форм и матриц, при отливке стальных изделий как простых, так и имеющих сложную форму.
Для механической постобработки сложных материалов (сталь, чугун, цветные металлы, жаростойкие материалы и т.д.).
При штамповании различных изделий.

Перед закупкой инструмента, деталей или просто исходного материала, в составе которого есть сплавы, необходимо тщательно изучить к какому классу они относятся и какими свойствами обладают. В этом поможет понимание значений маркировок, которые указывают на состав изделия и, как следствие, на его способность выдерживать те или иные нагрузки. Каждый класс материала предназначен для применения в конкретной сфере производства и может быть абсолютно не пригоден для иной, что также следует учитывать.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Поиск сталей, сплавов, ферросплавов и чугунов

Поиск сталей, сплавов, ферросплавов и чугунов — Марочник сталей и сплавов

Поиск сталей, сплавов, ферросплавов и чугунов

Поиск по химическому составу материала

Область поиска все материалы ферросплав сталь конструкционная сталь инструментальная сталь для отливок сталь, сплав жаропрочные сталь коррозионно-стойкая сталь специального назначения сталь электротехническая сплав прецизионный чугун алюминий, сплав алюминия бронза золото, сплав золота латунь магний, сплав магния медь, сплав меди никель, сплав никеля олово, сплав олова платина, сплав платины палладий, сплав палладия свинец, сплав свинца серебро, сплав серебра титан, сплав титана цинк, сплав цинка порошковая металлургия прочие металлы и сплавы материалы для сварки и пайки

Поиск по механическим свойствам материала

Область поиска все материалы сталь конструкционная сталь инструментальная сталь для отливок сталь, сплав жаропрочные сталь коррозионно-стойкая сталь специального назначения сталь электротехническая сплав прецизионный чугун алюминий, сплав алюминия бронза золото, сплав золота латунь магний, сплав магния медь, сплав меди никель, сплав никеля олово, сплав олова свинец, сплав свинца серебро, сплав серебра титан, сплав титана цинк, сплав цинка

Поиск по твердости материала
Поиск по физическим свойствам материала

Какие они? Из чего делают обычные сплавы?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 8 ноября 2019 г.

Практически любой материал мы могли бы когда-нибудь захотеть скрывается где-то на планете под нашим ноги. От золота, которое мы носим как украшения, до нефть, которая питает наши автомобили, земной кладезь удивительных материалов может обеспечить практически каждая потребность. Химические элементы — это основные строительные блоки из из которых сделаны все материалы внутри Земли. Их около 90 природные элементы, большинство из которых — металлы.Но, хотя металлы и полезны, иногда они не идеальны. для работы, которая нам нужна. Возьмем, к примеру, железо. Это удивительно прочный, но может быть довольно хрупким и ржавеет легко во влажном воздухе. Или как насчет алюминия. Он очень легкий, но в своем в чистом виде, он слишком мягкий и слабый, чтобы быть полезным. Вот почему большинство используемых нами «металлов» не вообще металлы, кроме сплавов: металлы в сочетании с другими веществами, чтобы сделать их сильнее, тверже, легче или лучше каким-нибудь другим способом.Сплавы повсюду вокруг нас — от пломбы в наши зубы и литые диски на наших автомобилях к космическим спутникам свист над нашими головами. Давайте подробнее рассмотрим, что это такое и почему они такие полезно!

Фото: Этот топливный бак от Space Shuttle был сделан из сверхлегкого алюминиево-литиевого сплава, так что это на целых 3400 кг (7500 фунтов) легче, чем бак, который он заменил. Снижение веса базовой конструкции шаттла означало, что он мог нести более тяжелую полезную нагрузку (груз).Фото любезно предоставлено Космическим центром Кеннеди НАСА (NASA-KSC).

Что такое сплав?

Фото: Этот образец сплава титан-цирконий-никель заставляют левитировать (парить в воздухе) с помощью электричества. Это один из многих замечательных новых материалов, которые разрабатываются для возможного использования в космосе. Фото любезно предоставлено Центром космических полетов им. Маршалла НАСА (NASA-MSFC).

Вы могли встретить слово сплав, описанное как «смесь металлов», но это немного вводит в заблуждение, потому что некоторые сплавы содержат только один металл, и он смешан с другие вещества, не являющиеся металлами (например, чугун сплав из одного металла, железа, смешанного с одним неметаллом, углеродом).Лучше всего думать о сплаве как о материале, состоящем из минимум два разных химических элемента, один из которых — металл. В самый важный металлический компонент сплава (часто представляющий 90 процентов или более материала) называется основным металл, основной металл или основание металл. Остальные компоненты сплава (которые называются легирующими добавками) может быть металлы или неметаллы, и они присутствуют в гораздо меньших количествах (иногда менее 1 процента от общей суммы). Хотя сплав иногда может быть составным (элементы, из которых он сделан, химически связаны вместе), обычно это твердый решение (атомы элементов просто перемешаны, как соль, смешанная с вода).

Состав сплавов

Если вы посмотрите на металл в мощный электронный микроскоп, вы увидите атомы внутри расположены в регулярной структуре, называемой кристаллической решетка. Представьте себе небольшую картонную коробку, полную шариков, и это довольно много. что бы вы увидели. В сплаве, кроме атомов основного металла, есть также атомы легирующих агентов, разбросанные по всему структура. (Представьте, что уронили несколько пластиковых шарики в картон коробка, чтобы они случайным образом расположились среди шариков.)

Сплавы замещения

Если атомы легирующего агента заменяют атомы основного металла, мы получаем то, что называется замещающий сплав. Такой сплав сформируется только в том случае, если атомы основного металла и легирующего агента имеют примерно такого же размера. В большинстве сплавов замещения составляющая элементы очень близко друг к другу в периодической таблице. Латунь, для Например, сплав на основе меди в какие атомы цинка заменяют 10–35 процентов атомов, которые обычно находятся в меди.Латунь работает как сплав, потому что медь и цинк близки друг к другу в периодической таблицы и имеют атомы примерно одинакового размера.

Сплавы внедрения

Сплавы также могут образовываться, если легирующий агент или агенты имеют атомы, которые намного меньше чем у основного металла. В этом случае атомы агента проскальзывают в между основными атомами металла (в зазорах или «пустотах»), давая так называемый межузельный сплав. Сталь — это пример сплава внедрения, в котором относительно небольшое количество атомы углерода проникают внутрь промежутки между огромными атомами в кристаллической решетке железа.

Как ведут себя сплавы?

Фото: это не только основные ингредиенты (металлы и другие составляющие). влияющие на свойства сплава; как эти ингредиенты сочетаются очень важно тоже. Скорость разливки или перемешивания, температура разливки и скорость охлаждения являются некоторыми из факторов. что может повлиять на физические свойства сплавов. Фотография отливки латунного сплава, сделанная Джетом Лоу, любезно предоставлена Библиотекой Конгресса США, Отделом эстампов и фотографий, Historic American Engineering Record.

Люди делают и используют сплавы, потому что металлы не имеют подходящие свойства для конкретная работа. Железо — отличное здание материал, но сталь (сплав получается путем добавления небольшого количества неметаллического углерода к железу) прочнее, тверже и устойчивее к ржавчине. Алюминий — очень легкий металл, но он также очень мягкий в чистом виде. Добавьте небольшое количество металлов магний, марганец и медь, и вы получите превосходный алюминиевый сплав называется дюралюминий, который достаточно силен, чтобы делать самолеты.Сплавы всегда показывают улучшения по сравнению с основным металлом в одном или нескольких своих важные физические свойства (такие как прочность, долговечность, способность проводить электричество, способность выдерживать жару, и так на). Как правило, сплавы прочнее и тверже, чем их основные металлы, менее ковкие (труднее работать) и менее пластичные (труднее втягиваем в провода).

Фото: Ученые NASA Ames разработали методику называется распылением газа под высоким давлением для упрощения производства магниевые сплавы.Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США.

Как изготавливаются сплавы?

Представление о сплаве как о «смеси металлов» может сбивает с толку. Как можно ли смешать два куска твердого металла? Традиционный способ изготовление сплавов заключалось в нагревании и плавлении компонентов для получения жидкостей, смешайте их вместе, а затем дайте им остыть до состояния, называемого твердый раствор (твердый эквивалент раствор как соль в воде). Альтернативный способ изготовления сплава — повернуть компоненты в порошки, смешайте их вместе, а затем соедините их с сочетание высокого давления и высокой температуры.Эта техника называется порошковой металлургией. Третий метод изготовление сплавов стрелять пучками ионов (атомов со слишком малым или слишком большим количеством электронов) в поверхностный слой куска металла. Ион Имплантация, как это известно, является очень точным способом изготовления сплава. Это вероятно, наиболее известен как способ изготовления полупроводников, используемых в электронные схемы и компьютерные микросхемы. (Подробнее об этом читайте в нашей статье о молекулярно-лучевой эпитаксии.)

Узнать больше

На этом сайте

Статьи

Книги

Общие сведения о материаловедении и технике

В этих книгах объясняется основная концепция подбора материалов для работы, которую они должны выполнять.Это основная идея большинства сплавов — по сути, металлы «улучшены», чтобы выполнять определенные задачи лучше, чем в чистом, естественном состоянии.

Более подробные книги

Достаточно сложно найти простые общие книги по сплавам; вместо этого ищите книги по «инженерным материалам», и вы найдете что-нибудь подходящее.

Организации

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Inconel — зарегистрированная торговая марка Huntington Alloys Corporation
Waspaloy — зарегистрированная торговая марка United Technologies Corporation
Hastelloy — зарегистрированная торговая марка Haynes International, Inc.
Названия определенных сплавов CMSX (например, CMSX-4) являются зарегистрированными товарными знаками Cannon-Muskegon Corporation.

Содержание углерода, классификации сталей и легированные стали

Как правило, углерод является наиболее важным коммерческим стальным сплавом. Увеличение содержания углерода увеличивает твердость и прочность, а также улучшает прокаливаемость. Но углерод также увеличивает хрупкость и снижает свариваемость из-за его тенденции к образованию мартенсита. Это означает, что содержание углерода может быть как благословением, так и проклятием, когда дело касается товарной стали.

И хотя есть стали с содержанием углерода до 2 процентов, они являются исключением.Большая часть стали содержит менее 0,35 процента углерода. Чтобы представить себе это в перспективе, имейте в виду, что это 35/100 от 1 процента.

Теперь любую сталь с содержанием углерода от 0,35 до 1,86 процента можно упрочнить с использованием цикла термо-закалка-отпуск. Большинство коммерческих сталей подразделяются на одну из трех групп:

Простые углеродистые стали
Низколегированные стали
Высоколегированные стали

Обычные углеродистые стали

Эти стали обычно представляют собой железо с содержанием углерода менее 1%, плюс небольшое количество марганца, фосфора, серы и кремния.Свариваемость и другие характеристики этих сталей в первую очередь зависят от содержания углерода, хотя легирующие и остаточные элементы оказывают незначительное влияние.

Обычные углеродистые стали подразделяются на четыре группы:

Низкие
Средние
Высокие
Очень высокие

Низкие . Часто называемые мягкими сталями, низкоуглеродистые стали содержат менее 0,30 процента углерода и являются наиболее часто используемыми марками. Они хорошо обрабатывают и сваривают и более пластичны, чем стали с более высоким содержанием углерода.

Средний . Среднеуглеродистые стали содержат от 0,30 до 0,45 процента углерода. Повышенное содержание углерода означает повышение твердости и прочности на разрыв, снижение пластичности и более сложную обработку.

Высокая . Эти стали с содержанием углерода от 0,45 до 0,75 процента могут быть трудными для сварки. Предварительный нагрев, последующий нагрев (для контроля скорости охлаждения), а иногда даже нагрев во время сварки становятся необходимыми для получения приемлемых сварных швов и контроля механических свойств стали после сварки.

Очень высокий . Высокоуглеродистые стали с содержанием углерода до 1,50% используются для изготовления изделий из твердой стали, таких как металлорежущие инструменты и пружины грузовых автомобилей. Как и высокоуглеродистые стали, они требуют термической обработки до, во время и после сварки для сохранения своих механических свойств.

Низколегированные стали

Когда эти стали предназначены для сварки, их содержание углерода обычно ниже 0,25 процента, а часто ниже 0,15 процента. Типичные сплавы включают никель, хром, молибден, марганец и кремний, которые повышают прочность при комнатной температуре и повышают ударную вязкость при низких температурах.

Эти сплавы в правильном сочетании могут улучшить коррозионную стойкость и повлиять на реакцию стали на термическую обработку. Но добавленные сплавы также могут отрицательно влиять на склонность к растрескиванию, поэтому рекомендуется использовать с ними процессы сварки с низким содержанием водорода. Также может потребоваться предварительный нагрев. Это можно определить с помощью формулы эквивалента углерода, которую мы рассмотрим в одном из следующих выпусков.

Высоколегированные стали

По большей части мы говорим здесь о нержавеющей стали, наиболее важной коммерческой высоколегированной стали.Нержавеющие стали содержат не менее 12 процентов хрома, и многие из них имеют высокое содержание никеля. Три основных типа нержавеющей стали:

Аустенитная
Ферритная
Мартенситная

Мартенситная нержавеющая сталь составляет марки столовых приборов. Они имеют наименьшее количество хрома, обладают высокой способностью к закалке и требуют как предварительного, так и последующего нагрева при сварке, чтобы предотвратить растрескивание в зоне термического влияния (HAZ).

Ферритные нержавеющие стали содержат от 12 до 27 процентов хрома с небольшим количеством аустенитообразующих сплавов.

Аустенитная нержавеющая сталь обеспечивает отличную свариваемость, но аустенит нестабилен при комнатной температуре. Следовательно, для стабилизации аустенита необходимо добавлять специальные сплавы. Наиболее важным стабилизатором аустенита является никель, а другие включают углерод, марганец и азот.

Особые свойства, включая коррозионную стойкость, стойкость к окислению и прочность при высоких температурах, можно придать аустенитным нержавеющим сталям путем добавления определенных сплавов, таких как хром, никель, молибден, азот, титан и колумбий.И хотя углерод может повысить прочность при высоких температурах, он также может снизить коррозионную стойкость, образуя соединение с хромом. Важно отметить, что аустенитные сплавы нельзя упрочнить термической обработкой. Это означает, что они не затвердевают в зоне термического влияния сварки.

* Нержавеющие стали всегда имеют высокое содержание хрома, часто значительное количество никеля, а иногда содержат молибден и другие элементы. Нержавеющие стали обозначаются трехзначным числом, начинающимся с 2, 3, 4 или 5.

Рисунок 1
Обязательно проверьте соответствующие публикации AISI и SAE на предмет последних изменений.

Системы классификации сталей

Прежде чем мы рассмотрим несколько распространенных систем классификации сталей, давайте рассмотрим еще один высокоуглеродистый металл — чугун. Содержание углерода в чугуне составляет 2,1 процента и более. Существует четыре основных типа чугуна:

Серый чугун , который относительно мягкий. Он легко обрабатывается и сваривается, и вы найдете его используемым для блоков цилиндров двигателя, труб и конструкций станков.
Белый чугун , твердый, хрупкий и несвариваемый. Его прочность на сжатие составляет более 200 000 фунтов на квадратный дюйм (PSI), и после отжига он становится ковким чугунным литьем.
Ковкий чугун , отожженный белый чугун. Его можно сваривать, подвергать механической обработке, он пластичный, обладает хорошей прочностью и ударопрочностью.
Ковкий чугун , который иногда называют чугуном с шаровидным графитом или шаровидным графитом.Он получил такое название, потому что его углерод имеет форму маленьких сфер, а не чешуек. Это делает его одновременно пластичным и пластичным. Он также поддается сварке.

Теперь давайте взглянем на типичную систему классификации стали (см. Рисунок 1 ). И Общество автомобильных инженеров (SAE), и Американский институт черной металлургии (AISI) используют практически идентичные системы. Оба основаны на четырехзначной системе, где первое число обычно обозначает основной тип стали, а первые два числа вместе указывают серию в пределах основной группы сплавов.

Имейте в виду, что в группе основных сплавов может быть несколько серий, в зависимости от количества основных легирующих элементов. Последние две или три цифры относятся к приблизительному допустимому диапазону содержания углерода в баллах (сотых долях процента).

Эти системы классификации могут стать довольно сложными, и рисунок 1 является лишь основным представлением. Обязательно ссылайтесь на самые последние публикации AISI и SAE за последними изменениями.

Это обзор некоторых основ взаимосвязи железа, углеродистой стали и ее влияния на сварку и металлические сплавы.В следующий раз мы рассмотрим закалку и способы сделать металлы прочнее. Мы также рассмотрим влияние некоторых ключевых легирующих элементов и влияние сварки на металлургию.

.Сплав

— Студенты | Britannica Kids

Введение

Фердинанд Антон
Металл, состоящий из двух или более смешанных и сплавленных чистых металлов, представляет собой сплав. Некоторые сплавы состоят из металла и одного или нескольких неметаллов. Каждый день сплавы используются миллионами способов: самолеты, автомобили, строительные металлы и кастрюли — это типичные предметы, сделанные из сплавов. Обычно мы говорим о металлических изделиях, как если бы они были сделаны из таких чистых элементов, как железо, алюминий или медь, но на самом деле почти все они являются сплавами.
Элементы, наиболее часто используемые в сплавах
Металлы в чистом виде не находят широкого применения. Кастрюля из чистого алюминия будет хрупкой и мягкой и быстро изнашивается. Один из алюминия, легированного медью или кремнием, год за годом можно использовать ежедневно. Лезвие ножа из чистого железа станет тупым при первом использовании, потому что чистое железо относительно мягкое. Однако нож из железа, легированного углеродом и другими элементами, хорошо режет и сохраняет свою острую кромку.
Внутренняя структура сплавов
Все сплавы по определению содержат один или несколько металлов.Именно внутренняя структура металлов в сплавах самым непосредственным образом определяет их характеристики.
Атомная структура
Чистый металл состоит из идентичных атомов, плотно упакованных вместе в упорядоченном (подобном решетке) расположении. Атомы удерживаются на месте электростатическими силами.
Когда элементы смешиваются для получения сплава, металлический элемент, присутствующий в наибольшем количестве по весу, называется основным металлом, а остальные — легирующими добавками. Легирующие агенты растворяются в основном металле, но не соединяются с ним химически.Вместо этого они также образуют регулярный узор, заполняя промежутки между атомами основного металла, не нарушая его основную атомную структуру.
Необходимость упорядоченного размещения объясняет, почему некоторые элементы не образуют сплавы. Представьте себе большую коробку, в которой нужно сложить много шаров. Если все мячи одинакового или почти одинакового размера, как баскетбольные или волейбольные, работа проста. Однако невозможно аккуратно сложить шары, которые сильно различаются по размеру, такие как баскетбольные мячи и мячи для гольфа.То же верно и для атомов. Для легирования диаметры атомов основного металла и легирующих добавок не могут отличаться более чем на 15 процентов. Таким образом, количество возможных сплавов ограничено.
Кристаллическая структура
Сплавы состоят из кристаллов правильной формы, некоторые из которых настолько велики, что их можно увидеть невооруженным глазом. Для изучения кристаллов ученые используют микроскопы, спектроскопы и рентгеновские лучи. Они обнаружили, что кристаллы сплава представляют собой совокупность крошечных зерен, между которыми находится граничный материал.
Некоторые зерна твердые, а некоторые мягкие из-за различных элементов, смешанных в сплаве. Твердые зерна выдерживают нагрузки и сопротивляются износу. Мягкие зерна, будучи более податливыми, позволяют твердым зернам двигаться. Таким образом, если попытаться согнуть кусок металла с твердыми зернами, он сломается. Но если смешать твердые и мягкие зерна, кусок можно согнуть.
В целом мелкозернистые металлы прочнее крупнозернистых металлов. В крупнозернистых сплавах границы могут быть сплошными.Такая структура является слабой, потому что сцепляется меньшее количество зерен. Это делает большинство крупнозернистых сплавов хрупкими, поскольку они легко разрушаются вдоль своих границ.
Изменение структуры сплава
Нагрев и охлаждение могут изменить размер и форму зерен сплава и, следовательно, его кристаллическую структуру. Сплав нагревают до определенной температуры (всегда ниже точки плавления), а затем охлаждают по-разному и с разной скоростью для достижения разной степени твердости и прочности.
Когда высокоуглеродистая сталь нагревается выше 760 ° C (1400 ° F), а затем резко охлаждается, например, она становится твердой и хрупкой. Это происходит потому, что кристаллическая структура не успевает постепенно меняться, как это было бы в течение более длительного периода охлаждения. Обычно желательно закалить такую крайнюю твердость в процессе отжига. Он заключается в повторном нагреве сплава с последующим его медленным охлаждением.
Стальные сплавы
Некоторые стальные сплавы специального назначения
Железо является основным компонентом наиболее часто используемых сплавов, ферросплавов, от латинского ferrum , что означает «железо».«Когда углерод растворяется в железе, получается сплав — сталь. Простейший такой сплав, называемый простой углеродистой сталью или деформируемой углеродистой сталью, имеет различные качества в зависимости от содержания углерода. Ему можно придать другие качества, включив другие элементы. Сталь, содержащая марганец, легче формовать на прокатных станах; поэтому большинство сталей содержат его. Стали с никелем устойчивы к ржавчине. Хромистые стали твердые и прочные. Кремнистые стали обладают магнитными свойствами, которые делают их идеальными для электрических генераторов и других электрических устройств.
Нержавеющие стали, называемые так потому, что они устойчивы к ржавчине и кислотной коррозии, обычно представляют собой сплавы железа с 10-20% хрома и 5-10% никеля. Из них делают столовые приборы, осветительные приборы, декоративную отделку автомобилей и многие другие изделия. Нержавеющая сталь также используется в машинах и чанах для обработки и хранения химикатов, которые могут разрушить обычные стали.
Автомобильные рессорные стали, содержащие хром, эластичны и хорошо поглощают удары дороги.Быстрорежущие инструментальные стали, названные так в честь их использования в высокоскоростных режущих инструментах, сохраняют режущую кромку даже в раскаленном состоянии. Их можно сделать достаточно твердыми, чтобы резать практически любой материал, включая другие очень твердые стали. Быстрорежущие инструментальные стали изготавливаются из железа, вольфрама, хрома и ванадия. Вольфрам является наиболее важным элементом в этих сталях из-за его высокой температуры плавления — 3370 ° C (6098 ° F).
Цветные сплавы
Некоторые цветные сплавы
Сплавы, не содержащие железа, называются цветными.Из них медные сплавы составляют самую большую группу. Большинство медных сплавов — это латунь и бронза. Латунь — это медь, легированная цинком. Большинство видов латуни легко поддаются формовке и имеют приятный внешний вид. Первоначально бронза означала медь, легированную в основном оловом. Многие различные сплавы, классифицируемые как бронза, теперь производятся путем замены олова полностью или частично другими элементами (цинк, свинец, алюминий, фосфор, кремний). Большинство бронз обладают прочностью, твердостью и эластичностью.
Сплавы, содержащие алюминий или магний, имеют прочную конструкцию и легкий вес.Они используются в космических кораблях, самолетах, посуде и автомобилях. Металлический монель, очень устойчивый к коррозии сплав, состоит в среднем из 67 процентов никеля, 28 процентов меди и 5 процентов других элементов. Медь часто сплавляют с драгоценными металлами для изготовления монет.
Легкоплавкие сплавы
Сплавы с низкой температурой плавления называются легкоплавкими сплавами. Они используются в припоях, электрических предохранителях, предохранительных заглушках, например, в спринклерных системах зданий, а также в других специальных приложениях.
Баббитовый металл — один из важнейших легкоплавких сплавов. Это сплав олова, сурьмы и меди. Он используется там, где должен поддерживаться вращающийся стальной вал в машине. В общем, между разнородными металлами возникает меньшее трение, чем между металлами, которые похожи друг на друга, а баббитовый металл и сталь очень непохожи. Кроме того, поскольку баббитовый металл плавится при низкой температуре, его можно заливать в форму, установленную вокруг стального вала, без повреждения вала. После охлаждения металл образует подшипник, в котором вал вращается с небольшим износом.
Большинство припоев представляют собой сплавы свинца и от одной трети до двух третей олова. Эти легированные металлы плавятся при более низкой температуре, чем любой сам по себе. Паяльный припой, который образует более прочные соединения, чем обычный припой, состоит из равных частей меди и цинка. Серебро добавлено для ювелирных работ.
Висмут, свинец, олово и кадмий объединяются в плавкий металл Вуда — сплав, плавящийся при 71 ° C (160 ° F). Этот металл является хорошим предохранителем в электрической цепи, поскольку, когда он нагревается избыточным током, который может повредить электрическое оборудование или вызвать пожар, он плавится, останавливая прохождение тока.Заглушки из аналогичных сплавов используются в котлах, водонагревателях и скороварках. Когда внутреннее тепло в таких сосудах достигает опасной точки, пробка плавится, позволяя пару уйти до того, как сосуд взорвется. Спринклерные системы удерживают воду под давлением с помощью предохранительной пробки, которая тает и выпускает воду, когда огонь вызывает повышение температуры в помещении. В некоторых системах пожарной сигнализации используется аналогичный предохранительный штекер.
Сплавы для электрических проводов
Сплавы, обладающие высокой устойчивостью к электрическому току, выделяют тепло и свет, когда через них протекает ток.Нагревательные элементы для тостеров и электроплит изготавливаются из таких сплавов, состоящих из никеля и хрома. Эти сплавы также способны выдерживать сильное нагревание. Высокопрочный сплав вольфрама и тория используется в электронных нитях очень высокого напряжения. Вакуумные лампы, используемые в телевизорах и рентгеновских устройствах, содержат нити из сплава никеля, кобальта, железа, титана и марганца.
Некоторые другие сплавы
Десятипроцентная медь укрепляет серебряные монеты. Стерлинговое серебро содержит 7.5 процентов меди. Лабораторное оборудование, которое должно выдерживать нагревание и химическое воздействие, обычно изготавливается из сплава платины с иридием.
В некоторые сплавы добавляются небольшие количества определенных элементов для химического удаления нежелательных компонентов. Добавленный элемент не обязательно становится ценной составляющей сплава. Таким образом обычно используются алюминий, титан, кальций, цирконий и литий.
Металл миш, сплав 50 процентов церия и нескольких редкоземельных металлов, используется в процессе производства для удаления нежелательной серы, газов и оксидов из других сплавов.Металл Misch также легирован 35-процентным содержанием железа для изготовления кремней для зажигалок и шахтерских ламп. Добавлен к углю в угольных дуговых лампах, он дает интенсивный свет, необходимый для фотографии и кинопроекции.
Платинит — полезный промышленный сплав, содержащий 46 процентов никеля и 54 процента железа. При нагревании этот сплав расширяется с той же скоростью, что и стекло. Платинит используется для соединения контакта розетки и нити накала через стекло лампочки.
Историческое развитие
Возможно, еще в 4000 г. до н.э. металлисты на Ближнем Востоке обнаружили, что некоторые медные руды можно нагреть для получения металла, который тверже меди, имеет более низкую температуру плавления и его легче отливать.Руды содержали олово, а полученный сплав был бронзовым. Так родился бронзовый век.
К 3000 году до нашей эры использовались также медно-мышьяковые, медно-золотые и свинцово-оловянные сплавы. Латунь, изготовленная из медных и цинковых руд, появилась между 2000 и 1000 годами до нашей эры, но не имела большого значения, пока римляне не начали использовать ее для изготовления монет примерно в 200 году до нашей эры. Большой прогресс в металлургии произошел во времена Римской империи. Средневековые алхимики, безуспешно пытаясь превратить другие металлы в золото, нашли много новых сплавов.
Начиная с 6 века нашей эры, самые важные разработки в технологии легирования вращались вокруг чугуна и стали. В работах XVI века « De la pirotechnia » Ваннуччо Бирингуччи и « De re Metallica » Георгиуса Агриколы впервые были формализованы знания в области металлургии. Сплавление превратилось из искусства, основанного на испытаниях и опыте, в смесь искусства и науки, основанную на твердых принципах химии и физики. Современный прогресс в области легирования во многом зависит от совершенствования.Иногда создаются новые сплавы, отвечающие необычным спецификациям или заменяющие материалы, которые становятся дефицитными.
.
Как работает изготовление мечей | HowStuffWorks
Холодное оружие было частью нашей истории с тех пор, как велись записи. Фактически, некоторые из самых ранних инструментов, используемых первобытным человеком, были заостренными кусками камня.
Мечи и ножи играли важную роль в каждой крупной цивилизации. Даже в сегодняшнем современном обществе мечи используются во многих самых важных военных или государственных церемониях и функциях. Подумайте о рекламе U.S. Корпус морской пехоты и то, как они сосредотачиваются на морской сабле, или церемонии рыцарства, проводимой королевой Англии, где меч используется для прикосновения к плечам рыцарей.
Самые ранние известные мечи были сделаны из меди , одного из наиболее распространенных доступных металлов. Медные мечи были очень мягкими и быстро тусклыми. Позже мечи были изготовлены из бронзы . Бронза — это сплав из меди и олова . Сплав — это смесь двух или более основных металлов или элементов для создания другого металла с определенными специфическими свойствами.В случае с бронзой комбинация меди и олова создала металл, который:
Прочнее меди
Гибче меди
Острее, чем медь
Более совершенный меч был разработан с появлением железа . Железную руду легко найти во всех уголках древнего мира. Железная руда содержит железо в сочетании с кислородом. Чтобы сделать железо из железной руды, вам нужно удалить кислород, чтобы получить чистое железо. Самая примитивная установка, используемая для очистки железа от железной руды, называется bloomery .
В цветочном горшке вы сжигаете древесный уголь с железной рудой и хорошим запасом кислорода (обеспечиваемым сильфоном или вентилятором). Древесный уголь — это, по сути, чистый углерод. Углерод соединяется с кислородом, образуя углекислый газ и окись углерода (выделяя при этом много тепла). Углерод и оксид углерода соединяются с кислородом в железной руде и уносят его, оставляя пористую губчатую массу, называемую блюм . Затем блюм отбивали молотком для удаления большей части примесей. С полученным металлом было легко работать, но железные мечи плохо держали лезвие и оставались слишком мягкими.
Железо стало предпочтительным металлом для изготовления мечей и другого оружия и помогло создать новые империи. Как железное, так и бронзовое оружие и инструменты оказали невероятное влияние на баланс сил в эпохи своего выдающегося положения. Фактически, эти периоды истории теперь известны как железный век и бронзовый век .
В конце концов, была обнаружена сталь . Сталь представляет собой сплав железа (, феррит ) и небольшого количества углерода (, цементит, ), обычно между 0.2 и 1,5 процента. Изначально сталь производилась с использованием процесса цементация . Кусочки железа помещались внутрь контейнера, сделанного из вещества с очень высоким содержанием углерода. Контейнер помещали в печь и выдерживали при высокой температуре в течение времени, которое могло варьироваться от часов до дней. За это время произойдет миграция углерода , что означает, что железо поглотит часть углерода из контейнера. Полученная смесь железа и углерода была сталью.

Фото любезно предоставлено Доном Фоггом Ножи
Дон Фогг работает в своей кузнице
Сталь имеет ряд преимуществ перед железом и бронзой:
Это очень сложно.
При правильной термообработке он эластичен.
Может оставаться очень острым в течение длительного времени.
Можно обрабатывать и придавать форму.
Он более устойчив к ржавчине и коррозии, чем железо.

Фотография любезно предоставлена Don Fogg Knives
Исторически вдохновленное изображение кельтского меча
Почти все мечи, сделанные сегодня, сделаны из стального сплава.В большинстве современных сталей также есть ряд других элементов. Позже вы узнаете больше о различных стальных сплавах. Но сначала поговорим об инструментах, необходимых для изготовления меча.
Объявление
.
No related posts.