Марочник сталей и сплавов. Справочник.

М.М. Шишков

Донецк, 2002 г.

В справочнике содержатся следующие сведения о сталях:

— наименование марки стали (СНГ);

— заменитель;

— вид поставки;

— назначение;

—технологические свойства;

— литейные свойства (для литейных марок сталей);

— аналоги: сведения, указывающие на принадлежность стали к стране, тому или иному национальному стандарту (стандартам) или предприятию (для заводских обозначений);

— сведения о химическом составе (процентном содержании компонентов в стали);

— дополнительная информация о стали, объединенная в графе «Примечание».

Химический составсталей содержит сведения о процентном содержании следующих элементов: углерода (С), кремния (Si), марганца (Мп), фосфора (Р), серы (S), хрома (Сг), молибдена (Мо), никеля (Ni), ванадия (V), ниобия (No), титана ГЩ, алюминия (А1), меди (Си), азота (N), вольфрама (W), свинца (РЬ), кобальта (Со), церия (Се), циркония (Zr), мышьяка (As), бора (В). В ряде стран в химическом составесталей указаны также и углеродныекоэффициенты СМ и СЕ. В справочнике введено понятие «материал основы». В подавляющем большинстве сталей таким материалом является железо (Fe). Для жаропрочных сплавов на основе Ni и Со, также включенным в справочник, в качестве материала основы приняты соответственно Ni или Со, а в химический состав добавлены сведения о процентном содержании Fe.

Сведения о содержании каждого химического элемента занимают два поля: указываются минимальное содержание элемента (во всех таблицах помещается сверху) и максимальное (помещается визу). Очень часто сведения о каком-либо элементе записываются в стандартах в виде С  0,18%. В этом случае принимается, что минимальное значение равно нулю, максимальное — 0,18%.

Марочник не заменяет собой действующую нормативно-техническую документацию (ГОСТы, ОСТы, ТУ, РТМ и т. п.). Его основная цель — облегчить конструкторам, технологам, исследователям получение справочных данных об основных свойствах и характеристиках сталей, необходимых для обоснованного выбора марки материала при проектировании изделий и разработке технологий их изготовления. В соответствии с этой целью марочник содержит номенклатуру марок сталей, наиболее широко применяемых на машиностроительных предприятиях, и сведения справочного характера о химическом составе сталей, примерном назначении, основных технологических свойствах и т. д.

Марочник состоит их пяти разделов: 1 — сталь конструкционная, 2 — сталь инструментальная; 3 — стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные, износостойкие; 4 — стали для отливок; 5 — стандарты.

Материал по каждой марке стали и сплава включает следующие данные: заменитель марки стали и сплава, вид поставки, назначение, содержание химических элементов в процентах по массовой доле, технологические свойства, свариваемость, литейные свойства, температурныйинтервалковки и условияохлаждения после ковки, обрабатываемость резанием, флокеночувствительность, склонность к отпускной хрупкости.

Приведенные в марочнике режимы ковки и других технологических процессов являются рекомендуемыми и могут корректироваться заводскими технологами в зависимости от химического состава плавки, требований, предъявляемых к обрабатываемым поковкам или отливкам, производственного оборудования и др.

В марочнике принята оценка характеристик литейных свойств в виде относительных величин коэффициентов, равных отношению показателей для исследуемого и эталонного сплава, определенных по единым методикам. В качестве эталонной принята сталь марки ЗОЛ. Технологичность оценки следующими показателями:

жидкотекучести Кжх (отношение значений жидкотекучести данной стали и эталонной);

трещиноустойчивости Кт.у. (отношение значений трещиноустойчивости данной стали и эталонной);

склонности стали к образованию усадочных раковин Ку.р. (отношение объема усадочной раковины в отливках из данной стали и эталонной);

склонность стали к образованию усадочной прочности Ку.п. (отношение пористой зоны в отливках из данной стали и эталонной).

Жидкотекучесть определена по спиралевидной пробе по ГОСТ 16438-70. Длина залитой спирали в сантиметрах выражает жидкотекучесть сплава.

Склонность стали к образованию усадочных раковин и пор определена на цилиндрическом образце, переходящем в верхней части в усеченный конус; усадочная пористость — по ширине пористой зоны; трещиноустойчивость— на приборе конструкции ЦНИИТМаш. Прибор показывает стойкостьстали против образования горячих трещин, которые образуются вследствие заторможенной усадки образцов. Литейные свойства определены при температуре начала затвердевания слитка 50-70°С.

Приведенные температурныеинтервалыковки являются наиболее широкими, а режимы охлаждения — ускоренными, которые достигнуты на отдельных заводах. Использование на других заводах рекомендуемых в марочнике параметров, а также назначение рациональной температура нагрева метала и условийохлаждения поковок возможно только после предварительного опробования в соответствующей корректировки с учетом местных условий, металлургической технологии, объема ковочных работ, размера поковок, величины садки, состояния печного оборудования и др. Рекомендуемые условияохлажденияметалла после ковки в ряде случаев не заменяют режимного предварительной термообработки поковок.

Указанные рекомендации составлены на основании действующих заводских технологических инструкций и нормалей, а механические свойства при ковочных температурах — по данным литературных источников и результатов исследований, проведенных в ЦПИИТМаше, УЗТМ, УПИ и других организациях.

Обрабатываемость стали и сплавов резанием определена для условий получистого точения без охлаждения по чистому металлу резцами, оснащенными твердыми сплавами Т5К10, ВК8 (для аустенитныхсталей и сплавов на нежелезной основе), и резцами из быстрорежущей стали Р18, Р12 (для углеродистых и легированных сталей) при постоянных значениях глубины резания 1,5 мм, подачи 0,2 мм/об и главного угла в плане резцов ф - 60.

Обрабатываемость стали и сплавов резанием оценена по скорости резания, соответствующей 60-минутной стойкости резцов       и выражена коэффициентами

Kv тв.спп и Kv а ст по отношению к эталонной стали. В качестве эталоннойстали принята углеродистая сталь 45 (<тв 637 МПа, НВ 179), скорость резания которой взята за единицу. коэффициенты обрабатываемость данной стали для условий точения твердосплавными резцами соответствующая 60-минутной стойкости резцов, при точении данной стали, м/мин; 145 — значения скорости резания при 60-минутной стойкости твердосплавных резцов при точении эталоннойстали 45.

Коэффициенты обрабатываемости стали Ку для условий точения резцами из

быстрорежущей стали/ Для принятия условий резания абсолютное значение скорости резания данной стали определяется умножением ее коэффициента на соответствующие значения эталоннойстали 45.

Стали-аналоги, классифицированы по странам. В настоящем справочнике содержатся сведения о сталях в 23 странах мира: США, Германии, Японии, Великобритании, Франции, Италии, Канаде, Испании, Австрии, Бельгии, Швеции, Швейцарии, Норвегии, Финляндии, Австралии, Венгрии, Чехии и Словакии, Польше, Китае, Бразилии, Югославии, Румынии, Болгарии. Наряду с указанными странами в справочник введены также стали, включенные в так называемый Европейский стандарт (Евронормы — EN), Европейский стандарт, принятый наряду с национальными в ряде европейских стран, рассматривается в качестве отдельной, 24 по счету страны.

Во всех странах, за исключением США, обозначения марок сталей приведены в соответствии с принятым в стране национальным стандартом или Европейским стандартом (если он в указанной стране используется). Кроме того, для некоторых сталей приведены и так называемые заводские обозначения, используемые на различных металлургических предприятиях в разных странах мира. Иногда в соответствии с национальным стандартом одна и та же сталь может иметь несколько обозначений. (Например, российская сталь 08Х16Н13М2Б обозначенная также 1Х16Н13М2Б или ЭИ 680, немецкая сталь RQST 34-2 имеет также обозначение 1.0109, испанская сталь 36 Mn5 — F8212 и т. д.). В этих случаях в качестве основного принято только одно обозначение стали (для сталей СНГ — это их новое обозначение, в нашем примере 08Х13Н13М2Б, для немецких и испанских — их буквенно-цифровые обозначения — соответственно RQST 34-2 и 36 Мп5. Остальные обозначения указанных марок сталей, также как и их заводские обозначения помечены отдельно в графе «примечание». В отличие от остальных стран в США одни и те же стали, включенные в различные стандарты (AISI, ASTM, SAE, UNS, AMS, ASME.FED.MIL И ACI), имеют в каждом из них свое обозначение. Например, сталь 1005 (обозначенная в стандартах AISI И SAE) носит наименование G 10050 в стандарте UNS, А29 и А510 в стандарте ASTM. Поэтому в справочнике в основном указаны стали в стандартах AISI и SAE, а в других наименованиях («примечание») приведены стали в др. стандартах США (одно или два наименования).