Bilim.techО проекте

Чтение марок металлов

Что значат 40ХН2МА, 09Г2С, 42CrMo4 и Hardox 450? Впиши любую марку стали, чугуна или цветного сплава, смотри, как она разбирается на цветные части, и проверь себя в тренажере.

01 Что это такое

Марка металла это короткая запись его состава или свойств. Буквы говорят, что добавлено, а цифры говорят, сколько.

В марке 40Х нет случайных знаков. Цифры 40 значат, что углерода 0,40 %, а буква Х, что добавлен хром, около одного процента. Умеешь читать такие записи, значит по одной строчке в чертеже или сертификате понимаешь, чего ждать от детали: будет она твердой или вязкой, ржавеет или нет, можно ли ее варить. А еще можешь найти замену импортной стали, когда нужной марки нет на складе.

Беда в том, что правил несколько. В России действует ГОСТ, в Европе EN, в США AISI и SAE, а заводы продают листы под своими торговыми марками вроде Hardox. Одна и та же сталь в трех системах пишется по-разному, и даже одна буква значит разное: в стали С это кремний, а в бронзе свинец. Ниже опыт, в котором любая марка разбирается на цветные части.

ОДНА СТАЛЬ, ТРИ ЗАПИСИГОСТ40Х40 0,40 % углеродаХ хром до 1,5 %AISI514051 серия: хромистая40 0,40 % углеродаEN41Cr441 0,41 % углеродаCr4 хром 4 : 4 = 1 %
Цвет показывает смысл части. Углерод везде оранжевый: в ГОСТ и EN он стоит впереди, а в AISI в конце.
Х
Легирующий элемент. То, что специально добавили в сталь сверх железа и углерода: хром, никель, марганец, молибден. В ГОСТ каждый пишут своей буквой.
45
Цифры углерода. В конструкционной стали это сотые доли процента: 45 значит 0,45 %. В инструментальной десятые: У8 значит 0,8 %.
≈
Аналог. Похожая марка другой страны. Состав и свойства близки, но не совпадают: аналог всегда проверяют по прочности и ударной вязкости.
02 Опыт
Впиши марку. Разбери на части. Проверь себя. РАСШИФРОВЩИК МАРОК
МАТЕРИАЛЫ

Что написано в марке?

Рис. 2.11
УглеродЦвет части на бирке совпадает с цветом в составе и в разборе
ГОТОВЫЕ МАРКИ
Система
Углерод
Легирующих, сумма

Разбор по частям

    Аналоги ГОСТ, AISI и EN

    Нажми на марку, чтобы разобрать ее. Аналоги приблизительные: состав и свойства близки, но допуски, способы испытаний и гарантии на морозе отличаются. Для ответственной детали сверяй прочность и ударную вязкость по сертификату.

    ⓘ Состав в опыте взят как середина интервала стандарта и округлен. Для марок, которых нет в справочнике опыта, состав оценен по правилам чтения марки и показан пунктиром.

    03 Формулы по буквам

    Три набора правил вместо формул

    Формул в этой теме нет, зато есть правила чтения. Каждая карточка это одна система обозначений. Карточка, по которой читается марка из опыта, подсвечена, а внизу разобрана сама марка.

    Как читать конструкционную сталь ГОСТ?

    40 Х Н2 М А

    Сначала углерод в сотых долях процента, потом буквы легирующих элементов. Цифра после буквы это примерный процент элемента, а если цифры нет, элемента до 1,5 %. Буква в конце говорит о качестве или способе изготовления.

    40
    углерод, сотые доли %: 0,40 %. Три цифры тоже сотые: 110 значит 1,10 %
    Х
    Х хром, Н никель, Г марганец, С кремний, М молибден, Ф ванадий, В вольфрам, Т титан, Д медь, Ю алюминий, Б ниобий, Р бор, К кобальт, А в середине азот
    Н2
    никель около 2 %. Нет цифры: до 1,5 %
    А, Ш, Л
    в конце: высококачественная, особовысококачественная, литейная
    Ст3сп5
    обыкновенного качества: 3 это номер, сп раскисление (кп, пс, сп), 5 категория

    А инструментальные, чугуны и цветные?

    У8А · Р6М5 · БрАЖ9-4

    У инструментальной стали углерод в десятых долях, а у особых групп первая буква называет группу. У чугуна цифры это прочность. У латуней и бронз буквы элементов идут подряд, а цифры за ними в том же порядке.

    У8, 9ХС
    одна цифра: десятые доли углерода, 0,8 и 0,9 %. Нет цифр (ХВГ): около 1 % и больше
    Р6, ШХ15
    Р быстрорежущая, 6 это вольфрам %. Ш подшипниковая, Х15 это 1,5 % хрома. А12: автоматная
    СЧ20
    серый чугун, σв не ниже 20 кгс/мм² (200 МПа). ВЧ высокопрочный, КЧ35-10 ковкий: 350 МПа и 10 %
    Бр, Л
    бронза, латунь. О олово, А алюминий, Ж железо, Ц цинк, С свинец, К кремний. В Л63 цифра это медь
    ВК8
    твердый сплав: карбид вольфрама и 8 % кобальта. Т15К6: 15 % карбида титана и 6 % кобальта

    Как читать EN и AISI?

    S355J2 · 42CrMo4 · 4140

    В EN первая буква называет группу. У строительной стали цифра это предел текучести, у остальных углерод в сотых долях. Цифры после символов элементов делят на множитель. В AISI первые две цифры называют серию, последние углерод.

    S355J2
    строительная, текучесть не ниже 355 МПа, удар 27 Дж при −20 °C. JR: при +20, K2: 40 Дж, QL: закалка и −40 °C
    42CrMo4
    0,42 % C. Множитель 4 для Cr, Co, Mn, Ni, Si, W; 10 для Al, Cu, Mo, Nb, Ti, V; 100 для N, P, S; 1000 для B. Cr4 = 1 %
    X6CrNi18-10
    X высоколегированная: цифры это проценты без множителя, 18 % хрома и 10 % никеля
    4140
    41 серия хромомолибденовая, 40 это 0,40 % C. Нержавеющие 304, 316L: только номер, L значит мало углерода
    Hardox 450
    торговая марка: 450 это твердость HBW. У Strenx 700 цифра это предел текучести, МПа

    Почему в одних марках сотые доли, в других десятые, а в третьих прочность

    Конструкционной стали нужно немного углерода, от 0,05 до 0,6 %: тогда ее можно варить, гнуть и закаливать без трещин. Чтобы не писать нули, ГОСТ пишет углерод в сотых долях: 45 значит 0,45 %. В инструментальной стали углерода 0,7–1,3 %, тут удобнее десятые: У8 значит 0,8 %. Если цифр нет совсем, углерода около 1 % или больше.

    У чугуна углерода больше 2,14 %, и для конструктора важен не процент, а форма графита и прочность. Поэтому в марке чугуна пишут прочность: СЧ20 значит 200 МПа. Так же устроены марки строительной стали EN: S355 говорит о текучести, а состав завод выбирает сам в рамках стандарта.

    Почему аналоги приблизительные. Стандарты разных стран задают разные пределы по составу, разные способы испытаний и разные гарантии: например, ударную вязкость при −20 °C или при −40 °C. Две марки могут почти совпасть по составу, но отличаться по допуску серы, по прокаливаемости или по поведению на морозе. Поэтому замену для ответственной детали выбирают по механическим свойствам и сертификату, а не по названию.

    0 %1 %2 %3 %4 %чугунСЧ20 ≈ 3,4 %2,14 %08204565У8У10У12сотые доли: 45 = 0,45 %десятые доли: У8 = 0,8 %
    Все марки на одной шкале углерода. Сталь кончается на 2,14 %, дальше чугун, и у него в марке пишут прочность.
    04 Где и зачем это применяют

    Марку читают каждый раз, когда заказывают, варят или меняют деталь

    Допущения модели+

    Состав распространенных марок взят как середина интервала по стандарту (ГОСТ, EN, SAE, ASTM) и округлен; железо или другая основа посчитаны как остаток до 100 %, вредные примеси (сера, фосфор) показаны только там, где они нарочно повышены. У торговых марок SSAB показан типичный состав из открытых данных завода, он меняется с толщиной листа. Для марок, которых нет в справочнике опыта, состав оценен по правилам: цифра после буквы это процент, а буква без цифры дает около 1 % (у молибдена, ванадия, титана и бора меньше). Это учебная оценка, а не замена стандарту. Аналоги в таблице подобраны по составу и назначению и не означают полной взаимозаменяемости. Разбор понимает основные правила ГОСТ 380, 1050, 4543, 5632, 5950, 19265, 801, 1414, 14959, 977, чугуны, цветные сплавы, твердые сплавы, EN 10025, 10027, 10083, AISI/SAE и обозначения алюминия AA; редкие и устаревшие обозначения (например ЭИ, ЭП) он честно отмечает как непонятые.

    Еще в направлении «Инженерия»

    Все темы направления «Инженерия» →