Требования к химическому составу стали

06.10.2018 Выкл. Автор admin

Содержание:

Требования к химическому составу железных руд

К химическому составу железных руд предъявляются следующие требования:

  • возможно более высокое содержание железа (богатство по железу), так как оно оказывает решающее влияние на технико-экономические показатели доменной плавки (этим объясняется развитие и высокая эффективность процессов обогащения руд);
  • наличие в пустой породе основных оксидов, приближающих ее состав к самоплавкой;
  • минимальное содержание вредных примесей, прежде всего серы и фосфора (см. раздел «полезные и вредные примеси железной руды»)
  • постоянство химического состава, поскольку его колеблемость вызывает нарушения теплового режима доменной печи и перерасход кокса (отклонения железа не должно превышать 0,2% от среднего, поэтому специальные операции по усреднению руд, агломератов и окатышей обязательны).

Сталь — деформируемый (ковкий) сплав железа с углеродом (до 2,14%) и другими элементами. Получают, главным образом, из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах. Сплав железа с углеродом, содержащий более 2,14% углерода, называют чугуном.

99% всей стали — материал конструкционный в широком смысле слова: включая стали для строительных сооружений, деталей машин, упругих элементов, инструмента и для особых условий работы — теплостойкие, нержавеющие, и т.п. Его главные качества — прочность (способность выдерживать при работе достаточные напряжения), пластичность (способность выдерживать достаточные деформации без разрушения как при производстве конструкций, так в местах перегрузок при их эксплуатации), вязкость (способность поглощать работу внешних сил, препятствуя распространению трещин), упругость, твердость, усталость, трещиностойкость, хладостойкость, жаропрочность.

Для изготовления подшипников широко используют шарикоподшипниковые хромистые стали ШХ15 и ШХ15СГ. Шарикоподшипниковые стали обладают высокой твердостью, прочностью и контактной выносливостью.

Пружины, рессоры и другие упругие элементы работают в области упругой деформации материала. В то же время многие из них подвержены воздействию циклических нагрузок. Поэтому основные требования к пружинным сталям — это обеспечение высоких значений пределов упругости, текучести, выносливости, а также необходимой пластичности и сопротивления хрупкому разрушению (55С2, 60С2А, 50ХФА, 30Х13, 03Х12Н10Д2Т).

Высокопрочные стали имеют высокую прочность при достаточной пластичности (среднеуглеродистая легированная сталь 40ХН2МА), высокой конструктивной прочностью, малой чувствительностью к надрезам, высоким сопротивлением хрупкому разрушению, низким порогом хладноломкости, хорошей свариваемостью.

Классификация сталей и сплавов производится:

  • по химическому составу;
  • по структурному составу;
  • по качеству (по способу производства и содержанию вредных примесей);
  • по степени раскисления и характеру затвердевания металла в изложнице;
  • по назначению.

Химический состав
По химическому составу углеродистые стали делят в зависимости от содержания углерода на следующие группы:

  • малоуглеродистые — менее 0,3% С;
  • среднеуглеродистые — 0,3. 0,7% С;
  • высокоуглеродистые — более 0,7 %С.
  • низколегированные — менее 2,5%;
  • среднелегированные — 2,5. 10%;
  • высоколегированные — более 10%.

Структурный состав
Легированные стали и сплавы делятся также на классы по структурному составу:

  • в отожженном состоянии — доэвтектоидный, заэвтектоидный, ледебуритный (карбидный), ферритный, аустенитный;
  • в нормализованном состоянии — перлитный, мартенситный и аутенитный.

К перлитному классу относят углеродистые и легированные стали с низким содержанием легирующих элементов, к мартенситному — с более высоким и к аустенитному — с высоким содержанием легирующих элементов.

Классификация стали по содержанию примесей

По качеству, то есть по способу производства и содё примесей, стали и сплавы делятся на четыре группы
Классификация сталей по качеству

Стали обыкновенного качества

Стали обыкновенного качества (рядовые) по химическому составу -углеродистые стали, содержащие до 0,6% С. Эти стали выплавляются в конвертерах с применением кислорода или в больших мартеновских печах. Примером данных сталей могут служить стали СтО, СтЗсп, Ст5кп.
Стали обыкновенного качества, являясь наиболее дешевыми, уступают по механическим свойствам сталям других классов.

Стали качественные

Стали качественные по химическому составу бывают углеродистые или легированные (08кп, 10пс, 20). Они также выплавляются в конвертерах или в основных мартеновских печах, но с соблюдением более стро-гих требований к составу шихты, процессам плавки и разливки.
Углеродистые стали обыкновенного качества и качественные по степени раскисления и характеру затвердевания металла в изложнице делятся на спокойные, полуспокойные и кипящие. Каждый из этих сортов отличается содержанием кислорода, азота и водорода. Так в кипящих сталях содержится наибольшее количество этих элементов.

Стали высококачественные

Стали высококачественные выплавляются преимущественно в электропечах, а особо высококачественные — в электропечах с электрошлаковым переплавом (ЭШП) или другими совершенными методами, что гарантирует повышенную чистоту по неметаллическим включениям (содержание серы и фосфора менее 0,03%) и содержанию газов, а следовательно, улучшение механических свойств. Это такие стали как 20А, 15Х2МА.

Стали особовысококачественные

Особовысококачественные стали подвергаются электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов. Данные стали выплавляются только легированными. Их производят в электропечах и методами специальной электрометаллургии. Содержат не более 0,01% серы и 0,025% фосфора. Например: 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш.

Классификация стали по назначению

По назначению стали и сплавы классифицируются на конструкционные, инструментальные и стали с особыми физическими и химическими свойствами.

Конструкционные стали

Конструкционные стали принято делить на строительные, для холодной штамповки, цементируемые, улучшаемые, высокопрочные, рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые, автоматные, коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные, износостойкие стали.

Строительные стали

К строительным сталям относятся углеродистые стали обыкновенного качества, а также низколегированные стали. Основное требование к строительным сталям — их хорошая свариваемость. Например: С255, С345Т, С390К, С440Д.

Стали для холодной штамповки

Для холодной штамповки применяют листовой прокат из низкоуглеродистых качественных марок стали 08Ю, 08пс и 08кп.

Цементируемые стали

Цементируемые стали применяют для изготовления деталей, работающих в условиях поверхностного износа и испытывающих при этом динамические нагрузки. К цементируемым относятся малоуглеродистые стали, содержащие 0,1-0,3% углерода (такие, как 15, 20, 25), а также некоторые легированные стали (15Х, 20Х, 15ХФ, 20ХН 12ХНЗА, 18Х2Н4ВА, 18Х2Н4МА, 18ХГТ, ЗОХГТ, 20ХГР).

Улучшаемые стали

К улучшаемым сталям относят стали, которые подвергают улучшению — термообработке, заключающейся в закалке и высоком отпуске. К ним относятся среднеуглеродистые стали (35, 40, 45, 50), хромистые стали (40Х, 45Х, 50Х), хромистые стали с бором (ЗОХРА, 40ХР), хромоникелевые, хромокремниемарганцевые, хромоникельмолибденовые стали.

Высокопрочные стали

Высокопрочные стали — это стали, у которых подбором химического состава и термической обработкой достигается предел прочности примерно вдвое больший, чем у обычных конструкционных сталей. Такой уровень прочности можно получить в среднеуглеродистых легированных сталях — таких, как ЗОХГСН2А, 40ХН2МА, ЗОХГСА, 38ХНЗМА, ОЗН18К9М5Т, 04ХИН9М2Д2ТЮ.

Пружинные стали

Пружинные (рессорно-пружинные) стали сохраняют в течение длительного времени упругие свойства, поскольку имеют высокий предел упругости, высокое сопротивление разрушению и усталости. К пружинным относятся углеродистые стали (65, 70) и стали, легированные элементами, которые повышают предел упругости — кремнием, марганцем, хромом, вольфрамом, ванадием, бором (60С2, 50ХГС, 60С2ХФА, 55ХГР).

Подшипниковые стали

Подшипниковые (шарикоподшипниковые) стали имеют высокую прочность, износоустойчивость, выносливость. К подшипниковым предъявляют повышенные требования на отсутствие различных включений, макро- и микропористости. Обычно шарикоподшипниковые стали характеризуются высоким содержанием углерода (около 1%) и наличием хрома (ШХ9, ШХ15).

Автоматные стали

Автоматные стали используют для изготовления неответственных деталей массового производства (винты, болты, гайки и др.)> обрабатываемых на станках-автоматах. Эффективным металлургическим приемом повышения обрабатываемости резанием является введение в сталь серы, селена, теллура, а также свинца, что способствует образованию короткой и ломкой стружки, а также уменьшает трение между резцом и стружкой. Недостаток автоматных сталей — пониженная пластичность. К автоматным сталям относятся такие стали, как А12, А20, АЗО, А40Г, АС11, АС40, АЦ45Г2, АСЦЗОХМ, АС20ХГНМ.

Износостойкие стали

Износостойкие стали применяют для деталей, работающих в условиях абразивного трения, высокого давления и ударов (крестовины железнодорожных путей, траки гусеничных машин, щеки дробилок, черпаки землеройных машин, ковши экскаваторов и др.)- Пример износостойкой стали — высокомарганцовистая сталь 110Г13Л.

Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали

Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали — легированные стали с большим содержанием хрома (не менее 12%) и никеля. Хром образует на поверхности изделия защитную (пассивную) оксидную пленку. Углерод в нержавеющих сталях — нежелательный элемент, а чем больше хрома, тем выше коррозионная стойкость.
Структура для наиболее характерных сплавов этого назначения может быть:

  • ферритно-карбидной и мартенситной (12X13, 20X13, 20Х17Н2, 30X13, 40X13, 95X18 — для слабых агрессивных сред (воздух, вода, пар);
  • ферритной (15X28) — для растворов азотной и фосфорной кислот;
  • аустенитной (12Х18НЮТ) — в морской воде, органических и азотной кислотах, слабых щелочах;
  • мартенситно-стареющей (ЮХ17Н13МЗТ, 09Х15Н8Ю) — в фосфорной, уксусной и молочной кислотах.

Сплав 06ХН28МТ может эксплуатироваться в условиях горячих (до 60°С) фосфорной и серной (концентрации до 20%) кислот.
Коррозионностойкие стали и сплавы классифицируют в зависимости от агрессивности среды, в которой они используются, и по их основному потребительскому свойству на собственно коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные и криогенные.

Коррозионно-стойкие стали

Изделия из собственно коррозионностойких сталей (лопатки турбин, клапаны гидравлических прессов, пружины, карбюраторные иглы, диски, валы, трубы и др.) работают при температуре эксплуатации до 550°С.

Жаропрочные стали

Жаропрочные стали способны работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и при этом обладают достаточной жаростойкостью. Данные стали и сплавы применяются для изготовления труб, клапанных, паро- и газотурбинных деталей (роторы, лопатки, диски и др.).
Для жаропрочных и жаростойких машиностроительных сталей используются малоуглеродистые (0,1-0,45% С) и высоколегированные (Si, Cr, Ni, Со и др.). Жаропрочные стали и сплавы в своем составе обязательно содержат никель, который обеспечивает существенное увеличение предела длительной коррозионной прочности при незначительном увеличении предела текучести и временного сопротивления, и марганец. Они могут дополнительно легироваться молибденом, вольфрамом, ниобием, титаном, бором, иодом и др. Так, микролегирование бором, а также редкоземельными и некоторыми щелочноземельными металлами повышает такие характеристики, как число оборотов при кручении, пластичность и вязкость при высоких температурах.
Рабочие температуры современных жаропрочных сплавов составляют примерно 45-80% от температуры плавления. Эти стали классифицируют по температуре эксплуатации (ГОСТ 20072-74):
при 400-550°С — 15ХМ, 12Х1МФ, 25Х2М1Ф, 20ХЗМВФ;
при 500-600°С — 15Х5М, 40ХЮС2М, 20X13;
при 600-650°С — 12Х18Н9Т, 45Х14Н14В2М, ЮХЦН23ТЗМР,
ХН60Ю, ХН70Ю, ХН77ТЮР, ХН56ВМКЮ, ХН62МВКЮ.

Читайте так же:  Запись в трудовой книжке за хищение

Жаростойкие стали

Жаростойкие (окалиностойкие) стали обладают стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах, в том числе серосодержащих, при температурах +550-1200°С в воздухе, печных газах (15X5, 15Х6СМ, 40Х9С2, ЗОХ13Н7С2, 12X17, 15X28), окислительных и науглероживающих средах (20Х20Н14С2, 20Х23Н18) и работают в ненагруженном или слабонагруженном состоянии, так как могут проявлять ползучесть при приложении больших нагрузок. Жаростойкие стали характеризуют по температуре начала интенсивного окисления. Величина этой температуры определяется содержанием хрома в сплаве. Так, при . 15% Cr температура эксплуатации изделий составляет +950°С, а при 25% Cr до +130СГС. Жаростойкие стали также легируют никелем, кремнием, алюминием.

Криогенные стали

Криогенные машиностроительные стали и сплавы (ГОСТ 5632-72) по химическому составу являются низкоуглеродистыми (0,10% С) и высоколегированными (Cr, N1, Mn и др.) сталями аустенитного класса (08Х18НЮ, 12Х18НЮТ, ОЗХ20Н16АГ6, ОЗХ13АП9 и др.). Основными потребительскими свойствами этих сталей являются пластичность и вяз-кость, которые с понижением температуры (от +20 до -196°С) либо не меняются, либо мало уменьшаются, т.е. не происходит резкого уменьшения вязкости, характерного при хладноломкости. Криогенные машиностроительные стали классифицируют по температуре эксплуатации в диапазоне от -196 до -296°С и используют для изготовления деталей криогенного оборудования.

Инструментальные стали

Инструментальные стали по назначению делят на стали для режущих, измерительных инструментов, штамповые стали.

Стали для режущих инструментов

Стали для режущих инструментов должны быть способными сохранять высокую твердость и режущую способность продолжительное время, том числе и при нагреве. В качестве сталей для режущих инструментов применяют углеродистые, легированные инструментальные, быстрорежущие стали.

Углеродистые инструментальные стали

Углеродистые инструментальные стали содержат 0,65-1,32% углерода. Например, стали марок У7, У7А, У13, У13А. К данной группе, помимо нелегированных углеродистых инструментальных сталей, условно относят также стали с небольшим содержанием легирующих элементов, которые не сильно отличаются от углеродистых.

Легированные инструментальные стали

В данную группу сталей входят стали, содержащие легирующие элементы в количестве 1-3%. Легированные инструментальные стали имеют повышенную (по сравнению с углеродистыми инструментальными сталями) теплостойкость — до +300°С. Наиболее широко используют стали 9ХС (сверла, фрезы, зенкеры), ХВГ (протяжки, развертки), ХВГС (фрезы, зенкеры, сверла больших диаметров).

Быстрорежущие стали

Быстрорежущие стали применяют для изготовления различного режущего инструмента, работающего на высоких скоростях резания, так как они обладают высокой теплостойкостью — до +650°С. Наибольшее распространение получили быстрорежущие стали марок Р9, Р18, Р6М5, Р9Ф5, РЮК5Ф5.

Стали для измерительных инструментов

Инструментальные стали для измерительных инструментов (плиток, калибров, шаблонов) помимо твердости и износостойкости должны сохранять постоянство размеров и хорошо шлифоваться. Обычно применяют стали У8. У12, X, 12X1, ХВГ, Х12Ф1. Измерительные скобы, шкалы, линейки и другие плоские и длинные инструменты изготовляют из листовых сталей 15, 15Х. Для получения рабочей поверхности с высокой твердостью и износостойкостью инструменты подвергают цементации и закалке.

Штамповые стали

Штамповые стали обладают высокой твердостью и износостойкостью, прокаливаемостью и теплостойкостью.

Стали для штампов холодного деформирования

Эти стали должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и прочностью, сочетающейся с достаточной вязкостью, также должны быть теплостойкими. Например Х12Ф1, Х12М, Х6ВФ, 6Х5ВЗМФС, 7ХГ2ВМ. Во многих случаях для изготовления штампов для холодного деформирования используют быстрорежущие стали.

Стали для штампов горячего деформирования

Эти стали должны иметь высокие механические свойства (прочность и вязкость) при повышенных температурах и обладать износостойкостью, окалиностойкостью, разгаростойкостью и высокой теплопроводностью. Примером таких сталей могут служить стали 5ХНМ, 5ХНВ, 4ХЗВМФ, 4Х5В2ФС, ЗХ2В8Ф, 4Х2В5МФ.

Валковые стали

Данные стали применяют для рабочих, опорных и прочих валков прокатных станов, бандажей составных опорных валков, ножей для холодной резки металла, обрезных матриц и пуансонов. К валковым сталям относят такие марки стали, как 90ХФ, 9X1, 55Х, 60ХН, 7Х2СМФ.

Требования к стали для валков

Высокая прокаливаемость. Для обеспечения высокой закаливаемости необходимо использование таких марок стали, устойчивость переохлажденного аустенита которых в обеих областях превращения, во возможности, достаточна для развития мартенситного превращения при минимальных скоростях охлаждения, например, в масле.

Глубокая прокаливаемость. Прокаливаемость — это глубина закаленного слоя или, другими словами, глубина проникновения мартенсита. Она зависит от химического состава, размеров деталей и условий охлаждения. Легирующие элементы, а также увеличение содержания углерода (0,8%) в стали способствуют увеличению ее прокаливаемости, поэтому необходимую прокаливаемость обеспечивают за счет оптимизации химического состава стали. Для данного типа стали необходима практически сквозная прокаливаемость, так как при этом обеспечивается жесткость валка, без которой затруднительно получение высокой точности проката. Среди элементов, увеличивающих прокаливаемость — кремний и бор.

Высокая износостойкость. Необходима для безаварийной работы стана. При высокой износостойкости образование абразивных частиц износа не происходит, система подшипников работает более надежно.

Высокая контактная прочность. Контактная прочность рабочего слоя валков должна быть выше контактных напряжений, возникающих в процессе прокатки с учетом естественных нагрузок.

Минимальная склонность к деформации и короблению в процессе термической обработки и неизменность размеров в процессе эксплуатации.

Удовлетворительная обрабатываемость при мехобработке, хорошая шлифуемость и полируемость для обеспечения высокой чистоты поверхности валков и, следовательно, высокого качества поверхности прокатываемого материала.

Сталь. Определение и классификация по химическому составу и классам качества

Стандарт устанавливает определение термина «сталь» и подразделяет стали: — по химическому составу — на нелегированные, нержавеющие и другие легированные стали; — по основным свойствам или области применения нелегированных, нержавеющих и других легированных сталей — на классы качества.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
стандарт
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

Определение и классификация по химическому
составу и классам качества

EN 10020:2000
Definition and classification of grades of steel
(MOD)

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина» (ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 375 «Металлопродукция из черных металлов и сплавов»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 августа 2011 г. № 237-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейскому региональному стандарту ЕН 10020:2000 «Определение и классификация марок стали» (EN 10020:2000 «Definition and classification of grades of steel») путем изменения отдельных фраз и слов, которые выделены в тексте курсивом; путем включения дополнительных технических требований, которые выделены вертикальной линией, расположенной на полях текста.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного европейского регионального стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 * (подраздел 3.5).

Указанные технические отклонения направлены на учет особенностей национальной классификации сталей. Объяснение причин внесения технических отклонений приведено в дополнительном приложении ДА

* Заменен на ГОСТ Р 1.7-2008 в части разд. 8 и приложений Ж, И, К.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2012 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользованияна официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

ГОСТ Р 54384-2011
(EH 10020:2000)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Определение и классификация по химическому составу
и классам качества

Steel. Definition and classification by chemical composition and classes of quality

Дата введения — 2012-03-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает определение термина «сталь» (раздел 2) и подразделяет стали:

— по химическому составу — на нелегированные, нержавеющие и другие легированные стали (раздел 3);

— по основным свойствам или области применения нелегированных, нержавеющих и других легированных сталей — на классы качества (раздел 4).

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением:

2.1 сталь: Материал (сплав железа с углеродом), в котором массовая доля железа больше, чем массовая доля какого-либо другого элемента, а массовая доля углерода составляет менее 2 %, и в состав которого входят также и другие химические элементы.

У небольшого количества хромистых сталей массовая доля углерода может превышать 2 %. Обычно массовая доля углерода, равная 2 %, является границей раздела между сталью и литейным чугуном.

3 Классификация стали по химическому составу

3.1 Эквивалентная массовая доля легирующих элементов

Классификация стали устанавливается стандартами или другими техническими документами на поставку продукции независимо от того, какая сталь фактически произведена, при условии, что ее химический состав удовлетворяет требованиям соответствующего стандарта.

Читайте так же:  Бесхозяйные вещи гражданский кодекс

3.1.1 Классификация стали основывается на предусмотренном конкретными стандартами или техническими документами химическом составе по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу) и устанавливается, исходя из нижнего предела массовой доли каждого химического элемента.

3.1.3 Когда в стандарте или других технических документах данные о химическом составе стали базируются на результатах анализа готовой продукции, химический состав стали по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу) следует рассчитывать на основе предельных отклонений, установленных конкретным стандартом или другими техническими документами на продукцию.

В том случае, когда в стандарте или других технических документах на продукцию данные по химическому составу базируются на результатах анализа готовой продукции, а предельные отклонения между анализом ковшевой пробы (маркировочным анализом) и готовой продукции отсутствуют, классификация основывается на анализе готовой продукции.

3.1.4 При отсутствии стандарта или других технических документов на продукцию и если точный химический состав стали не задан, классификация основывается на фактическом анализе ковшевой пробы (маркировочном анализе), заявленном изготовителем.

3.1.5 Массовая доля химических элементов по анализу готовой продукции может отличаться от заданной для анализа ковшевой пробы (маркировочного анализа) на значение предельных отклонений, установленных соответствующим стандартом или другими техническими документами. Предельные отклонения от заданной массовой доли элементов на разделение стали на нелегированную и легированную не влияют.

Если по результатам контрольного анализа готовой продукции сталь следует отнести к другому классу, в отличие от предусмотренного, первоначально присвоенный класс должен быть отдельно и достоверно подтвержден.

3.1.6 Многослойная продукция или продукция с покрытием классифицируются в соответствии с химическим составом продукции, на которую наносилось покрытие или которую плакируют.

3.1.7 Для каждого легирующего элемента заданная, расчетная или фактическая массовая доля по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу) должна быть выражена с таким же количеством десятичных знаков, которое указано в таблице 1. Например, заданный диапазон массовой доли 0,3 % — 0,5 % соответствует диапазону 0,30 % — 0,50 %. Заданную массовую долю 2 % следует оценивать как 2,00 %.

3.2 Определение классов по химическому составу

3.2.1 Нелегированные стали

К нелегированным сталям относятся такие стали, у которых определяемая в соответствии с 3.1 массовая доля любого химического элемента менее указанной в таблице 1.

3.2.2 Нержавеющие стали

Нержавеющие стали — это стали с минимальной массовой долей хрома 10,5 % и максимальной массовой долей углерода 1,2 %.

Примечание — У ограниченного количества легированных нержавеющих сталей допускается минимальная массовая доля хрома 7,5 %.

3.2.3 Другие легированные стали

Другие легированные стали — это стали, которые по определению не являются нержавеющими, но отличаются тем, что у них массовая доля, как минимум, одного химического элемента из указанных в таблице 1, с учетом 3.1, соответствует установленным предельным значениям.

А также тем, что для получения особых свойств стали в нее намеренно вводят один или несколько химических элементов, указанных в таблице 1, включая серу, фосфор, азот. При введении двух легирующих элементов (кроме марганца) суммарное значение разбегов нормируемых массовых долей легирующих элементов должно быть не менее 0,40 %, при введении трех и более легирующих элементов суммарное значение разбегов — не регламентируется.

Таблица 1 — Предельные значения массовой доли для разграничения между нелегированными и легированными сталями по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу)

Предельное значение массовой доли, %

Другие элементы, кроме углерода, фосфора, серы, азота (каждый)

a ) Когда для марганца установлен только верхний предел, этот показатель должен быть 1,80 %, и правило 70 % не действует ( 3.1.2 ).

4 Классификация стали по основным классам качества

4.1 Нелегированные стали

4.1.1 Нелегированные качественные стали

4.1.1.1 Общие положения

Нелегированные качественные стали — это стали, которые должны соответствовать общим установленным для них требованиям, например по вязкости, величине зерна и/или обработке давлением.

Нелегированные качественные стали — это стали, которые по определению в соответствии с 4.1.2.2 не относятся к нелегированным специальным сталям.

Нелегированная электротехническая сталь классифицируется как нелегированная качественная сталь с заданными верхним пределом магнитных потерь или нижним показателем магнитной индукции, поляризации или проницаемости.

4.1.2 Нелегированные специальные стали

4.1.2.1 Общие положения

Нелегированные специальные стали, в отличие от нелегированных качественных сталей, имеют нормированную чистоту по загрязненности неметаллическими включениями. В большинстве случаев они предназначены для улучшающей термической обработки (закалки с отпуском) или поверхностной закалки и характеризуются тем, что воспринимают эту обработку равномерно. Свойства этих сталей после улучшения, соответствующие повышенным требованиям, обеспечиваются за счет точного соблюдения заданного химического состава и особенно технологии производства и контроля. К таким свойствам, заданным, как правило, в комбинации и с суженными пределами, относятся высокие или жестко ограниченные пределы показателей текучести или прокаливаемости, во многих случаях необходимые для холодной обработки давлением, улучшения свариваемости или вязкости.

Нелегированные специальные стали — это стали, соответствующие одному или нескольким из нижеперечисленных требований:

— нормированный минимум работы удара (ударной вязкости) для продукции в улучшенном состоянии по результатам испытаний на ударный изгиб;

— гарантированная прокаливаемость или нормированная глубина поверхностного закаленного слоя для продукции в закаленном или улучшенном состоянии или после поверхностного упрочнения;

нормированное содержание неметаллических включений.

Примечание — Этот класс качества включает стали, для которых предельное содержание неметаллических включений на основании стандартов или других технических документов на продукцию устанавливается по согласованию при оформлении заказа. Однако требования по величине относительного сужения на образцах в поперечном направлении не определяют изменение класса;

— нормированный верхний предел массовой доли фосфора и серы:

1) по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу) ≤ 0,020 % каждого;

2) по контрольному анализу продукции ≤ 0,025 % каждого (например, катанка для высокопрочных пружин, электродов; проволока для корда автомобильных покрышек);

— нормированное значение работы удара KV (ударной вязкости KCV) при температуре испытания минус 50 °С более 27 Дж (34 Дж/см 2 ) по результатам испытаний на ударный изгиб по Шарпи на образцах с V-образным надрезом, ориентированных в продольном направлении, или более 16 Дж (20 Дж/см 2 ), если ориентация образцов поперечная.

Примечание — Если для температуры испытания минус 50 °С показатель работы удара (ударной вязкости) не нормирован, необходимо руководствоваться нормами для температуры испытаний от минус 50 °С до минус 60 °С;

— ограничение массовой доли следующих химических элементов в сталях, предназначенных для конструкций ядерных реакторов: медь ≤ 0,10 %, кобальт ≤ 0,05 %, ванадий ≤ 0,05 %;

— гарантированная удельная электропроводность > 9 См · м/мм 2 ;

— дисперсионно-твердеющая сталь с нормированным нижним пределом массовой доли углерода по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу) 0,25 % и более, с микроструктурой, состоящей из феррита/перлита, при массовой доле одного или нескольких легирующих элементов, таких как ниобий или ванадий, ниже предела, установленного для легированных сталей. Дисперсионное твердение этих сталей, как правило, обеспечивается за счет регулируемого охлаждения, начиная с температуры горячей деформации;

— арматурные стали для армирования железобетонных конструкций.

4.2 Нержавеющие стали

Легированными нержавеющими сталями являются стали, определяемые по химическому составу в соответствии с 3.2.2. Они подразделяются по следующим категориям:

Сталь. Определение и классификация по химическому составу и классам качества

Стандарт устанавливает определение термина «сталь» и подразделяет стали: — по химическому составу — на нелегированные, нержавеющие и другие легированные стали; — по основным свойствам или области применения нелегированных, нержавеющих и других легированных сталей — на классы качества.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ
стандарт
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ

Определение и классификация по химическому
составу и классам качества

EN 10020:2000
Definition and classification of grades of steel
(MOD)

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина» (ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 375 «Металлопродукция из черных металлов и сплавов»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 августа 2011 г. № 237-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейскому региональному стандарту ЕН 10020:2000 «Определение и классификация марок стали» (EN 10020:2000 «Definition and classification of grades of steel») путем изменения отдельных фраз и слов, которые выделены в тексте курсивом; путем включения дополнительных технических требований, которые выделены вертикальной линией, расположенной на полях текста.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного европейского регионального стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 * (подраздел 3.5).

Указанные технические отклонения направлены на учет особенностей национальной классификации сталей. Объяснение причин внесения технических отклонений приведено в дополнительном приложении ДА

* Заменен на ГОСТ Р 1.7-2008 в части разд. 8 и приложений Ж, И, К.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2012 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользованияна официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Читайте так же:  Как взять в банке кредит под залог квартиры

ГОСТ Р 54384-2011
(EH 10020:2000)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Определение и классификация по химическому составу
и классам качества

Steel. Definition and classification by chemical composition and classes of quality

Дата введения — 2012-03-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает определение термина «сталь» (раздел 2) и подразделяет стали:

— по химическому составу — на нелегированные, нержавеющие и другие легированные стали (раздел 3);

— по основным свойствам или области применения нелегированных, нержавеющих и других легированных сталей — на классы качества (раздел 4).

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением:

2.1 сталь: Материал (сплав железа с углеродом), в котором массовая доля железа больше, чем массовая доля какого-либо другого элемента, а массовая доля углерода составляет менее 2 %, и в состав которого входят также и другие химические элементы.

У небольшого количества хромистых сталей массовая доля углерода может превышать 2 %. Обычно массовая доля углерода, равная 2 %, является границей раздела между сталью и литейным чугуном.

3 Классификация стали по химическому составу

3.1 Эквивалентная массовая доля легирующих элементов

Классификация стали устанавливается стандартами или другими техническими документами на поставку продукции независимо от того, какая сталь фактически произведена, при условии, что ее химический состав удовлетворяет требованиям соответствующего стандарта.

3.1.1 Классификация стали основывается на предусмотренном конкретными стандартами или техническими документами химическом составе по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу) и устанавливается, исходя из нижнего предела массовой доли каждого химического элемента.

3.1.3 Когда в стандарте или других технических документах данные о химическом составе стали базируются на результатах анализа готовой продукции, химический состав стали по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу) следует рассчитывать на основе предельных отклонений, установленных конкретным стандартом или другими техническими документами на продукцию.

В том случае, когда в стандарте или других технических документах на продукцию данные по химическому составу базируются на результатах анализа готовой продукции, а предельные отклонения между анализом ковшевой пробы (маркировочным анализом) и готовой продукции отсутствуют, классификация основывается на анализе готовой продукции.

3.1.4 При отсутствии стандарта или других технических документов на продукцию и если точный химический состав стали не задан, классификация основывается на фактическом анализе ковшевой пробы (маркировочном анализе), заявленном изготовителем.

3.1.5 Массовая доля химических элементов по анализу готовой продукции может отличаться от заданной для анализа ковшевой пробы (маркировочного анализа) на значение предельных отклонений, установленных соответствующим стандартом или другими техническими документами. Предельные отклонения от заданной массовой доли элементов на разделение стали на нелегированную и легированную не влияют.

Если по результатам контрольного анализа готовой продукции сталь следует отнести к другому классу, в отличие от предусмотренного, первоначально присвоенный класс должен быть отдельно и достоверно подтвержден.

3.1.6 Многослойная продукция или продукция с покрытием классифицируются в соответствии с химическим составом продукции, на которую наносилось покрытие или которую плакируют.

3.1.7 Для каждого легирующего элемента заданная, расчетная или фактическая массовая доля по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу) должна быть выражена с таким же количеством десятичных знаков, которое указано в таблице 1. Например, заданный диапазон массовой доли 0,3 % — 0,5 % соответствует диапазону 0,30 % — 0,50 %. Заданную массовую долю 2 % следует оценивать как 2,00 %.

3.2 Определение классов по химическому составу

3.2.1 Нелегированные стали

К нелегированным сталям относятся такие стали, у которых определяемая в соответствии с 3.1 массовая доля любого химического элемента менее указанной в таблице 1.

3.2.2 Нержавеющие стали

Нержавеющие стали — это стали с минимальной массовой долей хрома 10,5 % и максимальной массовой долей углерода 1,2 %.

Примечание — У ограниченного количества легированных нержавеющих сталей допускается минимальная массовая доля хрома 7,5 %.

3.2.3 Другие легированные стали

Другие легированные стали — это стали, которые по определению не являются нержавеющими, но отличаются тем, что у них массовая доля, как минимум, одного химического элемента из указанных в таблице 1, с учетом 3.1, соответствует установленным предельным значениям.

А также тем, что для получения особых свойств стали в нее намеренно вводят один или несколько химических элементов, указанных в таблице 1, включая серу, фосфор, азот. При введении двух легирующих элементов (кроме марганца) суммарное значение разбегов нормируемых массовых долей легирующих элементов должно быть не менее 0,40 %, при введении трех и более легирующих элементов суммарное значение разбегов — не регламентируется.

Таблица 1 — Предельные значения массовой доли для разграничения между нелегированными и легированными сталями по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу)

Предельное значение массовой доли, %

Другие элементы, кроме углерода, фосфора, серы, азота (каждый)

a ) Когда для марганца установлен только верхний предел, этот показатель должен быть 1,80 %, и правило 70 % не действует ( 3.1.2 ).

4 Классификация стали по основным классам качества

4.1 Нелегированные стали

4.1.1 Нелегированные качественные стали

4.1.1.1 Общие положения

Нелегированные качественные стали — это стали, которые должны соответствовать общим установленным для них требованиям, например по вязкости, величине зерна и/или обработке давлением.

Нелегированные качественные стали — это стали, которые по определению в соответствии с 4.1.2.2 не относятся к нелегированным специальным сталям.

Нелегированная электротехническая сталь классифицируется как нелегированная качественная сталь с заданными верхним пределом магнитных потерь или нижним показателем магнитной индукции, поляризации или проницаемости.

4.1.2 Нелегированные специальные стали

4.1.2.1 Общие положения

Нелегированные специальные стали, в отличие от нелегированных качественных сталей, имеют нормированную чистоту по загрязненности неметаллическими включениями. В большинстве случаев они предназначены для улучшающей термической обработки (закалки с отпуском) или поверхностной закалки и характеризуются тем, что воспринимают эту обработку равномерно. Свойства этих сталей после улучшения, соответствующие повышенным требованиям, обеспечиваются за счет точного соблюдения заданного химического состава и особенно технологии производства и контроля. К таким свойствам, заданным, как правило, в комбинации и с суженными пределами, относятся высокие или жестко ограниченные пределы показателей текучести или прокаливаемости, во многих случаях необходимые для холодной обработки давлением, улучшения свариваемости или вязкости.

Нелегированные специальные стали — это стали, соответствующие одному или нескольким из нижеперечисленных требований:

— нормированный минимум работы удара (ударной вязкости) для продукции в улучшенном состоянии по результатам испытаний на ударный изгиб;

— гарантированная прокаливаемость или нормированная глубина поверхностного закаленного слоя для продукции в закаленном или улучшенном состоянии или после поверхностного упрочнения;

нормированное содержание неметаллических включений.

Примечание — Этот класс качества включает стали, для которых предельное содержание неметаллических включений на основании стандартов или других технических документов на продукцию устанавливается по согласованию при оформлении заказа. Однако требования по величине относительного сужения на образцах в поперечном направлении не определяют изменение класса;

— нормированный верхний предел массовой доли фосфора и серы:

1) по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу) ≤ 0,020 % каждого;

2) по контрольному анализу продукции ≤ 0,025 % каждого (например, катанка для высокопрочных пружин, электродов; проволока для корда автомобильных покрышек);

— нормированное значение работы удара KV (ударной вязкости KCV) при температуре испытания минус 50 °С более 27 Дж (34 Дж/см 2 ) по результатам испытаний на ударный изгиб по Шарпи на образцах с V-образным надрезом, ориентированных в продольном направлении, или более 16 Дж (20 Дж/см 2 ), если ориентация образцов поперечная.

Примечание — Если для температуры испытания минус 50 °С показатель работы удара (ударной вязкости) не нормирован, необходимо руководствоваться нормами для температуры испытаний от минус 50 °С до минус 60 °С;

— ограничение массовой доли следующих химических элементов в сталях, предназначенных для конструкций ядерных реакторов: медь ≤ 0,10 %, кобальт ≤ 0,05 %, ванадий ≤ 0,05 %;

— гарантированная удельная электропроводность > 9 См · м/мм 2 ;

— дисперсионно-твердеющая сталь с нормированным нижним пределом массовой доли углерода по анализу ковшевой пробы (маркировочному анализу) 0,25 % и более, с микроструктурой, состоящей из феррита/перлита, при массовой доле одного или нескольких легирующих элементов, таких как ниобий или ванадий, ниже предела, установленного для легированных сталей. Дисперсионное твердение этих сталей, как правило, обеспечивается за счет регулируемого охлаждения, начиная с температуры горячей деформации;

— арматурные стали для армирования железобетонных конструкций.

4.2 Нержавеющие стали

Легированными нержавеющими сталями являются стали, определяемые по химическому составу в соответствии с 3.2.2. Они подразделяются по следующим категориям: