Главная
Классификация и характеристика групп
стандартных сталей в США
1. Классификация стандартных сталей
Стандартные стали разделяются на три основные группы:
а) Углеродистые стали (Carbon steels). Сталь квалифицируется как углеродистая, если в ней содержание марганца не превышает 1.65%, кремний – до 0.6%, медь – до 0.6%; при этом в стали не содержится других легирующих элементов. В отличие от легированных сталей, углеродистые стали часто используются для деталей, не подвергающихся термической обработке; однако углеродистые стали могут подвергаться всем видам термической обработки: отжигу, цементации, закалке, отпуску и нормализации.
б) Легированные стали (Alloy steels). Эти стали содержат вышеуказанные легирующие добавки в увеличенном количестве по сравнению с углеродистыми сталями; кроме того, они содержат различные другие легирующие добавки в определенных количествах для того, чтобы улучшить механические, производственные и другие свойства сталей. При этом условлено, что стали, содержащие свыше 3.99% хрома, рассматриваются как «особые виды» легированных сталей, которые включают в себя нержавеющие и многие инструментальные стали. Детали из легированных сталей обычно подвергаются термической обработке.
в) Нержавеющие стали (Stainless steels). Это высоколегированные стали, имеющие более высокую коррозионную стойкость, чем обычные углеродистые и низколегированные стали, благодаря относительно высокому содержанию хрома. Нержавеющие стали обычно содержат не менее 10% хрома; однако в США в разряд нержавеющих включают также стали с содержанием хрома не менее 4%. Вместе они формируют так называемое семейство нержавеющих и теплостойких сталей, некоторые из которых имеют очень высокую прочность и стойкость к окислению.
Нержавеющие стали разделяются на три группы в зависимости от их структуры:
Аустенитные – немагнитные в отожженном состоянии; не подвергаются термической обработке; упрочняются только холодной обработкой. Эти стали сочетают прекрасную коррозионную стойкость и теплостойкость с хорошими механическими свойствами в широком диапазоне температур. Наиболее широко известна базовая сталь типа 18-8 (Cr-Ni), аустенитная сталь общего назначения.
Ферритные – магнитные стали, содержат хром, не содержат никель. Эти стали не подвергаются термической обработке, упрочняются холодной обработкой; сочетают коррозионную стойкость и теплостойкость с умеренными механическими свойствами и хорошими декоративными свойствами. Ферритные стали имеют более узкий диапазон коррозионной стойкости, чем аустенитные стали. Базовые ферритные стали содержат 17% хрома.
Мартенситные – магнитные стали, упрочняемые закалкой и отпуском. Они содержат
хром и, кроме двух случаев, не содержат никель. Базовая мартенситная сталь
содержит 12% хрома. Мартенситные стали прекрасно служат в таких умеренных
средах, как атмосфера, свежая вода, пар, слабые кислоты, но не подходят для
ряда агрессивных растворов. Некоторые сорта мартенситных сталей имеют высокое
содержание углерода, сравнимое с инструментальными сталями, и закаливаются до
самой высокой степени прочности среди нержавеющих сталей.
2. Характеристика групп сталей
Углеродистые стали
Стали группы SAE 1006, 1008, 1010, 1015. Эти стали имеют наименьшее содержание углерода среди простых углеродистых сталей. Основное свойство сталей этой группы – хорошая формообразующая способность в холодном состоянии, поэтому эти стали обычно применяются для изготовления деталей методами холодной штамповки. Стали имеют невысокую прочность и твердость, легко свариваются. В этой группе с увеличением процентного содержания углерода прочность сталей возрастает, при этом пластичность снижается.
Стали группы SAE 1016, 1017,
1018, 1019, 1020, 1021, 1022, 1023, 1024, 1025, 1026, 1027, 1030. Стали этой группы имеют название «Стали для цементации».
Эти стали имеют более высокую прочность и твердость, обладают пониженной
способностью к холодному формообразованию по сравнению со сталями первой
группы. Детали, изготовленные из сталей этой группы, для повышения прочности
могут подвергаться закалке с предварительной цементацией. Выбор марки стали
зависит от назначения детали. Увеличение содержания углерода повышает
твердость сердцевины детали при данном виде закалки и позволяет использовать
более толстые сечения. Увеличение содержания марганца улучшает прокаливаемость детали; в углеродистых сталях это
единственный способ увеличения поверхностной закаливаемости. При науглероживании
стали SAE 1016, 1018, 1019 широко используются для тонких сечений
или закалки в воде; стали SAE 1022 и 1024
используются для более толстых сечений или закалки в масле. Сталь SAE 1024 иногда используется для таких деталей, как шестерни
коробок передач и шестерни главной передачи автомобилей. Стали SAE 1025 и 1030 иногда используются для увеличенных сечений
или в случаях, когда требуется увеличенная твердость сердцевины. Для деталей холодной
формовки и высадки предпочтительны марки с наименьшим содержанием марганца, SAE 1017, 1020, 1021. Стали SAE
1020 и 1025 широко используются для болтов низкой прочности. Сталь SAE 1020 используется для лопастей вентиляторов и элементов
рамных конструкций. Все стали этой группы хорошо свариваются; SAE 1020 часто используется для сварных труб. Стали этой
группы используются для кованых деталей, если не требуется высокая прочность.
Стали группы SAE 1030, 1033, 1034, 1035, 1036, 1038, 1040, 1041, 1042, 1043, 1045, 1046, 1049, 1050, 1052. Среднеуглеродистые стали. Применяются в случаях, когда требуются высокие механические свойства, которые могут в дальнейшем улучшаться термообработкой или холодной обработкой. Детали из сталей этой группы могут подвергаться индукционной или пламенной закалке. Стали этой группы широко применяются в автомобилестроении. Стали с меньшим содержанием углерода и марганца используются для деталей холодной формовки. SAE 1030 используется для переключающих и тормозных рычагов; SAE 1034 и 1035 используется в виде прутков для холодной высадки болтов; SAE 1038 – для болтов и шпилек. Формованные детали из этих сталей обычно термообрабатываются. Штамповка обычно ограничивается плоскими деталями и деталями простой гибки. Высокоуглеродистые стали SAE 1038, 1040 и 1042 часто подвергаются холодной вытяжке без термообработки для таких деталей, как шпильки головки блока цилиндров.
Стали этой группы используются для ковки. SAE 1030 и 1035 используются для переключающих вилок и других мелких кованых деталей с умеренными механическими требованиями; более глубоко прокаливаемая сталь SAE 1036 используется для более ответственных деталей, где требуется более высокая прочность, например, детали передней подвески. Кованые шатуны, рулевые рычаги, передние оси грузовиков, оси и колеса тракторов изготавливаются из сталей группы от SAE 1038 до SAE 1045. Более крупные кованые детали подобной прочности требуют более высокого содержания углерода и марганца. Например, коленчатые валы изготавливают из сталей группы от SAE 1046 до 1052. Эти стали также используются для мелких поковок, где требуется высокая твердость после закалки в масле.
Стали этой группы характеризуются хорошей обрабатываемостью резанием; широко используются для изготовления различных деталей из проката, с последующей термообработкой или без нее в зависимости от требований к деталям. Сварка этих сталей возможна, однако необходимо избегать быстрого охлаждения деталей для предотвращения растрескивания.
Стали группы SAE 1055, 1060, 1062, 1064, 1065, 1066, 1070, 1074, 1078, 1080, 1085, 1086, 1090, 1095. Высокоуглеродистые стали. При закалке достигается максимум твердости. Применяются для изготовления пружин; для деталей с режущими кромками, требующими высокого сопротивления износу; для специальных целей. Практически все детали этой группы подвергаются термообработке с различными вариациями для получения оптимальных свойств.
В производстве пружин используется проволока из стали SAE 1065; демпфирующие пружины из холоднотянутой проволоки SAE 1066; SAE 1074 используется для легких плоских пружин; SAE 1080 и 1085 – для более толстых плоских пружин; SAE 1085 также используется для тяжелонагруженных винтовых пружин.
Благодаря высокой износостойкости после термообработки эти стали широко используются для сельскохозяйственных машин. SAE 1074 используется для лемехов плугов; SAE 1078 – для лопаток культиваторов, скреперов, лемехов плугов; SAE 1085 – для зубьев борон, дисков и ножей скреперов; SAE 1086 и 1090 – в косилках и сноповязалках, для дисков обрезки сучков.
Стали группы SAE 1111, 1112, 1113. Стали высокой обрабатываемости резанием (автоматные стали). Используются в случаях, когда определяющим свойством является хорошая обрабатываемость, не используются для ответственных деталей. Стали могут подвергаться цианированию или науглероживанию. В общем, их использование подобно углеродистым сталям с тем же содержанием углерода и марганца.
Стали группы SAE 1109, 1114, 1115, 1116, 1117, 1118, 1119, 1120, 1126. Автоматные стали. Сочетают хорошую обрабатываемость и хорошую способность к термической обработке. Стали с меньшим содержанием углерода применяются для мелких деталей, подвергаемых последующему цианированию или науглероживанию; SAE 1116,1117,1118 и 1119 имеют повышенное содержание марганца для лучшей закаливаемости и могут подвергаться закалке в масле после цементации. SAE 1120 и 1126 обеспечивают более высокую твердость сердцевины.
Стали группы SAE 1132, 1137, 1138, 1140, 1141, 1144, 1145, 1146, 1151. Автоматные стали. Механические свойства аналогичны свойствам углеродистых сталей с тем же содержанием углерода. Применяются в случаях, когда требуется большой объем обработки резанием, или в случаях, когда у детали имеются резьбы, шлицы и другие сложные контуры, представляющие трудности для режущего инструмента. SAE 1137 широко используется для болтов и гаек с нарезанными резьбами. Высокомарганцовистые стали SAE 1132,1137, 1141 и 1144 имеют повышенную закаливаемость; при этом более высокоуглеродистые марки подходят для закалки в масле. Все стали этой группы могут подвергаться индукционной или пламенной закалке.
Легированные стали
Цементируемые марки
легированных сталей
1. По способности к
поверхностной закалке эти стали могут быть разделены на два класса (две последние
цифры в обозначении сталей в данном случае несущественны):
- Высокая поверхностная закаливаемость. Стали
типа SAE 2500, 3300, 4300, 4800, 9300 обладают высокой
поверхностной и сердцевинной закаливаемостью. Они часто используются для
цементируемых деталей с толстыми сечениями типа конических шестерен и тяжелых
зубчатых колес. Хорошие свойства поверхности могут быть получены закалкой в
масле.
- Средняя поверхностная закаливаемость. Стали типа SAE 1300, 2300, 4000, 4100, 4600, 5100, 8600, 8700. Эти стали используются в автомобилестроении для цементируемых деталей средних размеров: шестерни, поршневые пальцы, шаровые пальцы, крестовины универсальных шарниров, кривошипные валы и т. д. Удовлетворительная поверхностная твердость обычно достигается закалкой в масле.
2. По способности к закаливаемости сердцевины цементируемые стали могут быть разделены на три группы:
- Низкая
закаливаемость сердцевины: SAE 4017, 4023, 4024, 4027,
4028, 4608, 4615, 4617, 8615,
8617.
- Средняя
закаливаемость сердцевины: SAE 1320, 2317, 2512, 2515,
3115, 3120, 4032, 4119, 4317, 4620, 4621, 4812, 4815, 5115, 5120, 8620, 8720,
9420.
- Высокая
закаливаемость сердцевины: SAE 2517, 3310, 3316, 4320,
4817, 4820, 9310, 9315, 9317.
Желаемая твердость сердцевины определяется функциональным назначением детали. В общем, в случае высоких сжимающих нагрузок требуется относительно высокая твердость сердцевины; низкая твердость сердцевины желательна в случаях, когда важна высокая вязкость.
Легированные стали непосредственной закалки. Эти стали могут быть разделены на пять групп на основе содержания углерода. В общем, две последние цифры в системе обозначений SAE указывают на процентное содержание углерода. Эта классификация не распространяется на молибденовые стали. Стали в каждой из этих групп могут быть разделены на две или три подгруппы в зависимости от их прокаливаемости.
|
Среднее
содержание углерода, % |
Общее
назначение |
|
0.30-0.37 |
Термообработанные детали, требующие средней прочности и высокой вязкости |
|
0.40-0.42 |
Термообработанные детали, требующие повышенной прочности и хорошей вязкости |
|
0.45-0.50 |
Термообработанные детали, требующие очень высокой твердости и прочности и умеренной вязкости |
|
0.50-0.62 |
Пружины и ручной инструмент |
|
1.02 |
Шариковые и роликовые подшипники |
Стали с содержанием углерода 0.30-0.37%. Эти стали часто используются при закалке в воде деталей с
сечениями средних размеров и при закалке в масле деталей с сечениями малых
размеров. Типичное применение: шатуны, рулевые рычаги и рулевые шарниры,
полуоси, болты, шпильки и другие детали малых сечений, требующие прочности и
вязкости. Эти стали подразделяются на две подгруппы по прокаливаемости.
- Низкая прокаливаемость:
SAE 1330, 1335, 4037, 4042, 4130, 5130, 5132, 8630.
- Средняя прокаливаемость: SAE 2330, 3130, 3135, 4137,
5135, 8632, 8635, 8735, 9437.
Стали с содержанием углерода 0.40-0.42 %. Эти стали используются для деталей средних и больших размеров, требующих высокой прочности и вязкости. Стали низкой и средней прокаливаемости используются для автомобильных деталей средних размеров типа рулевых шарниров, полуосей, коленчатых валов и т. д. Стали высокой прокаливаемости используются для больших валов и осей в авиастроении. Стали этой группы обычно закаливаются в масле, хотя некоторые крупные детали из сталей низкой прокаливаемости могут закаливаться в воде при контролируемых условиях.
Эти стали подразделяются на три подгруппы по прокаливаемости:
- Низкая прокаливаемость: SAE 1340, 4047, 5140, 9440.
- Средняя прокаливаемость: SAE 2340, 3140,
3141, 4053, 4063, 4140, 4640, 8640, 8641, 8642, 8740, 8742, 9442.
- Высокая прокаливаемость: SAE 4340, 9840.
Стали с содержанием углерода 0.45-0.50 %. Эти стали используются главным образом для зубчатых колес и других деталей, требующих очень высокой твердости, прочности и вязкости. Эти детали обычно закаливаются в масле.
Стали подразделяются на три подгруппы:
- Низкая прокаливаемость: SAE 5045, 5046, 5145, 9747,
9763.
- Средняя прокаливаемость: SAE 2345, 3145,
3150, 4145, 5147, 5150, 8645, 8647, 8650, 8745, 8747, 8750, 9445, 9845.
- Высокая прокаливаемость: SAE 4150, 9850.
Стали с содержанием углерода 0.50-0.63 %. Эти стали используются в основном для пружин и ручного инструмента. Стали подразделяются на две подгруппы:
- Средняя прокаливаемость: SAE 4068, 5150, 5152, 6150,
8650, 9254, 9255, 9260, 9261.
- Высокая прокаливаемость: SAE 8653, 8655, 8660, 9262.
Стали с содержанием углерода 1.02 %. Стали SAE 50100, 51100, 52100. Эти хромистые электростали используются для шариковых и роликовых подшипников. Они также могут использоваться для других деталей, требующих высокой твердости и износостойкости. Стали подразделяются на две подгруппы:
- Низкая прокаливаемость: SAE 50100.
- Средняя прокаливаемость: SАЕ 51100, 52100.
Стали с повышенным содержанием серы. Некоторые легированные стали (SAE
4024, 4028, 8641) выполнены с повышенным содержанием серы для улучшения
обрабатываемости резанием при относительно высокой твердости. В общем, увеличение
содержания серы приводит к уменьшению пластичности, ударной вязкости и
свариваемости.
Механические свойства некоторых стандартных сталей (в состоянии
поставки)
|
Марка AISI |
Содержание элементов, % (среднее значение) |
Состояние1 |
Растяжение |
Относит. удлинение, % |
Относит. сужение, % |
Твердость HB |
|
|
𝛔в |
𝛔Т |
||||||
|
кг/мм2 |
|||||||
|
1015 |
0.15 C; 0.45 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
42.7 43 39 |
31.8 33 28.9 |
39 37 37 |
61 69.6 69.7 |
126 121 111 |
|
1020 |
0.2 C; 0.45 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
45.5 44.8 19 |
33.6 35.2 30 |
36 35.8 36.5 |
59 67.9 66 |
143 131 111 |
|
1022 |
0.21 C; 0.85 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
51 49 45.7 |
36.4 36.4 32.2 |
35 34 35 |
67 67.5 63.6 |
149 143 137 |
|
1030 |
0.3 C; 0.75 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
56 52.5 40 |
35 35 34.6 |
32 32 31.2 |
57 60.8 57.9 |
179 149 126 |
|
1040 |
0.4 C; 0.75 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
63 59.8 52.7 |
42 38 35.9 |
25 28 30.2 |
50 54.9 57.2 |
201 170 149 |
|
1050 |
0.5 C; 0.17 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
73.5 80 64.6 |
42 43.4 37.1 |
20 20 23.7 |
40 39.4 39.9 |
229 217 187 |
|
1060 |
0.6 C; 0.75 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
82.6 78.8 63.5 |
49 42.7 37.8 |
17 18 22.5 |
34 37.2 38.2 |
241 229 179 |
|
1080 |
0.8 C; 0.75 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
98 102.5 62.5 |
59.5 53.2 38.1 |
12 11 24.7 |
17 20.6 45 |
293 293 174 |
|
1095 |
0.95 C; 0.4 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
98 103 66.7 |
58.1 50.8 38.5 |
9 9.5 13 |
18 13.5 20.6 |
293 293 192 |
|
1117 |
0.17 C; 1.15 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
49.4 47.4 43.6 |
31 30.8 28.3 |
33 33.5 32.8 |
63 63.8 58 |
143 137 121 |
|
1118 |
0.18 C; 1.45 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
52.9 48.8 45.6 |
32.1 32.3 28.9 |
32 33.5 34.5 |
70 65.9 66.8 |
149 143 131 |
|
1137 |
0.37 C; 1.5 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
63.7 67.9 59 |
38.5 40.2 35 |
28 22.5 26.8 |
61 48.5 53.9 |
192 197 174 |
|
1141 |
0.41 C; 1.5 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
68.6 71.7 60.7 |
36.4 41.1 35.8 |
22 22.7 25.5 |
38 55.5 49.3 |
192 201 163 |
|
1144 |
0.44 C; 1.5 Mn; 0.04 P; 0.05 S |
R N A |
71.4 67.7 59.3 |
42.7 40.6 35.2 |
21 21 24.8 |
41 40.4 41.3 |
212 197 167 |
|
1340 |
0.4 C; 1.75 Mn |
N A |
84.9 71.4 |
56.7 44.3 |
22 25.5 |
62.9 57.3 |
248 207 |
|
3140 |
|
N A |
90.5 70 |
60.9 42.9 |
19.7 24.5 |
57.3 50.8 |
262 197 |
|
4130 |
0.3 C; 0.5 Mn; 0.9 Cr; 0.2 Mo |
N A |
67.9 56.9 |
44.3 36.6 |
25.5 28.2 |
59.5 55.6 |
197 156 |
|
4140 |
0.4 C; 0.85 Mn; 0.9 Cr; 0.2 Mo |
N A |
103.6 85.5 |
85.5 42.3 |
17.7 25.7 |
46.8 56.9 |
302 197 |
|
4150 |
0.5 C; 0.85 Mn; 0.9 Cr; 0.2 Mo |
N A |
117.2 74 |
74.5 38.5 |
11.7 20.2 |
30.8 40.2 |
321 197 |
|
4320 |
0.2 C; 0.55 Mn; 1.8 Ni; 0.5 Cr; 0.25 Mo |
N A |
80.5 58.8 |
47 42.9 |
20.8 29 |
50.7 58.4 |
235 163 |
|
4340 |
0.4 C; 0.7 Mn; 1.8
Ni; 0.8 Cr; 0.25 Mo |
N A |
129.9 75.6 |
87.5 48 |
12.2 22 |
36.3 49.9 |
363 217 |
|
4620 |
0.2 C; 0.55 Mn; 1.8 Ni; 0.25 Mo |
N A |
58.3 52 |
37.2 37.8 |
29 31.3 |
66.7 60.3 |
174 149 |
|
4820 |
0.2 C; 0.6 Mn; 3.5 Ni; 0.25 Mo |
N A |
76.6 69.1 |
49.2 47.1 |
24 22.3 |
59.2 58.8 |
229 197 |
|
5140 |
0.4 C; 0.8 Mn; 0.8
Cr |
N A |
80.5 58.1 |
48 29.7 |
22.7 28.6 |
59.2 57.3 |
229 167 |
|
5150 |
0.5 C; 0.8 Mn; 0.8
Cr |
N A |
88.4 68.6 |
53.7 36.2 |
20.7 22 |
58.7 43.7 |
255 197 |
|
5160 |
0.6 C; 0.9 Mn; 0.8
Cr |
N A |
97.1 73.3 |
53.9 28 |
17.5 17.2 |
44.8 30.6 |
269 197 |
|
6150 |
0.5 C; 0.8 Mn; 0.95 Cr; 0.15 V |
N A |
95.4 67.7 |
62.5 41.8 |
21.8 23 |
61 48.4 |
269 197 |
|
8620 |
0.2 C; 0.8 Mn; 0.55 Ni; 0.5 Cr; 0.2 Mo |
N A |
64.2 54.4 |
36.2 39.1 |
26.3 31.3 |
59.7 62.1 |
183 149 |
|
8630 |
0.3 C; 0.8 Mn; 0.55
Ni; 0.5 Cr; 0.2 Mo |
N A |
66 57.2 |
43.6 37.8 |
23.5 29 |
53.5 58.9 |
187 156 |
|
8650 |
|
N A |
104 72.6 |
69.8 39.2 |
14 22.5 |
40.4 46.4 |
302 212 |
|
8740 |
0.4 C; 0.9 Mn; 0.55
Ni; 0.5 Cr; 0.25 Mo |
N A |
94.3 70.5 |
61.6 42.2 |
16 22.2 |
47.9 46.4 |
269 201 |
|
9255 |
|
N A |
94.7 78.6 |
58.8 49.3 |
19.7 21.7 |
43.4 41.1 |
269 229 |
|
9310 |
|
N A |
92 83.3 |
57.9 44.6 |
18.8 17.3 |
58.1 42.1 |
269 241 |
|
1 R – горячекатаная, без термической обработки; N – нормализованная; А - отожженая |
|||||||
Механические свойства
некоторых стандартных сталей (закалка и отпуск)
|
Марка AISI |
Содержание элементов, % (среднее значение) |
Состояние1 |
Растяжение |
Относит. удлинение, % |
Относит. сужение, % |
Твердость HB |
|
|
𝛔в |
𝛔Т |
||||||
|
кг/мм2 |
|||||||
|
1030 |
Вода |
205 315 425 540 650 |
86 81 74 68 60 |
66 63 59 52 45 |
17 19 23 28 32 |
47 53 60 65 70 |
495 401 302 255 207 |
|
1040 |
Вода |
205 315 425 540 650 |
91 90 85 85 79 |
67 66 64 60 50 |
16 18 21 23 28 |
45 52 57 61 68 |
514 444 352 269 201 |
|
1040 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
79 79 77 73 64 |
60 50 56 50 44 |
19 20 21 26 29 |
48 53 54 57 65 |
262 255 241 212 192 |
|
1050 |
Вода |
205 315 425 540 650 |
114 110 101 88 73 |
82 81 77 66 55 |
9 13 19 23 28 |
27 36 48 58 65 |
514 444 375 293 235 |
|
1050 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
… 99 95 89 75 |
… 73 66 59 48 |
… 14 20 23 29 |
… 47 50 53 60 |
… 321 277 262 223 |
|
1060 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
112 112 109 98 81 |
79 79 78 68 53 |
13 13 14 17 23 |
40 40 41 45 54 |
321 321 311 277 229 |
|
1080 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
133 132 131 115 90 |
99 99 97 82 61 |
12 12 13 16 21 |
35 35 36 40 50 |
388 388 375 321 255 |
|
1095 |
Вода |
205 315 425 540 650 |
151 148 139 116 85 |
106 105 97 77 60 |
10 11 13 15 20 |
31 33 35 40 47 |
601 534 388 293 235 |
|
1095 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
131 128 123 111 91 |
84 83 78 69 56 |
10 10 12 15 21 |
30 30 32 37 47 |
401 375 363 321 269 |
|
1137 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
110 100 89 77 67 |
96 85 74 62 49 |
5 10 15 24 28 |
22 33 48 62 69 |
352 285 262 229 197 |
|
1137 |
Вода |
205 315 425 540 650 |
152 139 112 84 66 |
118 114 100 74 54 |
5 9 14 19 25 |
17 25 40 60 69 |
415 375 311 262 187 |
|
1141 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
166 148 118 91 72 |
130 123 105 78 60 |
6 9 12 18 23 |
17 32 47 57 62 |
461 415 331 262 217 |
|
1144 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
89 88 86 82 74 |
64 63 62 58 51 |
17 17 18 20 23 |
36 40 42 46 55 |
277 262 248 235 217 |
|
1330 |
Вода |
205 315 425 540 650 |
162 145 118 89 74 |
148 130 105 78 58 |
9 9 15 18 23 |
39 44 53 60 63 |
459 402 335 263 216 |
|
1340 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
183 161 128 98 81 |
162 144 117 84 63 |
11 12 14 17 22 |
35 43 51 58 66 |
505 453 375 295 252 |
|
4037 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
104 97 89 81 71 |
78 77 74 67 43 |
6 14 20 23 29 |
38 53 60 63 60 |
310 295 270 247 220 |
|
4042 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
183 164 131 100 81 |
169 148 119 90 70 |
12 13 15 20 28 |
37 42 51 59 66 |
516 455 380 300 238 |
|
4130 |
Вода |
205 315 425 540 650 |
165 152 130 105 83 |
148 140 121 92 71 |
10 11 13 17 22 |
41 43 49 57 64 |
467 435 380 315 245 |
|
4140 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
180 158 127 97 77 |
167 146 116 85 67 |
8 9 13 18 22 |
38 43 49 58 63 |
510 445 370 285 230 |
|
4150 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
196 179 154 122 97 |
175 162 140 112 85 |
10 10 12 15 19 |
39 40 45 52 60 |
530 495 440 370 290 |
|
4340 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
190 175 149 119 98 |
170 161 139 109 87 |
10 10 10 13 19 |
38 40 44 51 60 |
520 486 430 360 280 |
|
5046 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
177 143 116 95 80 |
143 118 95 78 67 |
9 10 13 18 24 |
25 37 50 61 66 |
482 401 336 282 235 |
|
50В46 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
… 181 141 110 90 |
… 165 127 99 81 |
… 10 13 17 22 |
… 37 47 51 60 |
56 505 405 322 273 |
|
50В60 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
… 191 153 114 91 |
… 180 141 102 79 |
… 8 11 15 19 |
… 32 34 38 50 |
600 525 435 350 290 |
|
5130 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
164 152 130 105 81 |
154 143 123 95 70 |
10 10 12 15 20 |
40 46 51 56 63 |
475 440 379 305 245 |
|
5140 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
182 160 133 101 77 |
167 147 119 88 67 |
9 10 13 17 25 |
38 43 50 58 66 |
490 450 365 280 235 |
|
5150 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
196 176 147 114 82 |
176 161 133 105 83 |
5 6 9 15 20 |
37 40 47 54 60 |
525 475 410 340 270 |
|
5160 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
225 203 163 118 91 |
182 180 148 106 81 |
4 9 10 12 20 |
10 30 37 47 56 |
627 555 461 341 269 |
|
51В60 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
… … 166 122 98 |
… … 151 112 88 |
… … 11 15 20 |
… … 36 44 47 |
600 540 460 355 290 |
|
6150 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
196 175 146 118 96 |
172 160 135 108 85 |
8 8 10 13 17 |
38 39 43 50 58 |
538 483 420 345 282 |
|
81В45 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
206 179 143 112 91 |
175 160 133 104 81 |
8 10 11 16 20 |
33 42 48 53 55 |
550 475 405 338 280 |
|
8630 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
167 151 130 105 78 |
153 141 119 91 70 |
9 10 13 17 23 |
38 42 47 54 63 |
465 430 375 310 240 |
|
8640 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
189 168 140 112 91 |
169 154 132 105 81 |
10 10 12 16 20 |
40 41 45 54 62 |
505 460 400 340 280 |
|
86В45 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
201 172 140 112 92 |
167 157 134 105 89 |
9 9 11 15 19 |
31 40 41 49 58 |
525 475 395 335 280 |
|
8650 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
197 175 147 119 98 |
170 158 134 107 84 |
10 10 12 15 20 |
38 40 45 51 58 |
525 490 420 340 280 |
|
8660 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
… … 166 133 109 |
… … 158 123 97 |
… … 13 17 20 |
… … 37 46 53 |
580 535 460 370 315 |
|
8740 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
203 174 146 123 100 |
168 157 138 116 92 |
10 11 13 15 20 |
41 46 50 55 60 |
578 495 415 363 302 |
|
9255 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
214 197 163 127 101 |
208 182 151 112 83 |
1 4 8 15 20 |
3 10 22 32 42 |
601 578 477 352 285 |
|
9260 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
… … 179 134 99 |
… … 153 115 83 |
… … 8 12 20 |
… … 24 30 43 |
600 540 470 390 295 |
|
94В30 |
Масло |
205 315 425 540 650 |
175 162 137 102 84 |
158 144 123 95 74 |
12 12 13 16 21 |
46 49 57 65 69 |
475 445 382 307 250 |
Нержавеющие стали
Химический состав и механические
свойства нержавеющих сталей
Марка AISI |
Содержание элементов, % (среднее значение) |
Состояние1 |
Растяжение |
Относит. удлинение, % |
Относит. сужение, % |
Твердость |
||
|
𝛔в |
𝛔Т |
HR |
HB |
|||||
|
кг/мм2 |
||||||||
|
Аустенитные стали |
||||||||
|
201 |
16-18Cr; 3.5Ni; 0.15C; 0.75Si; 0.25N; 5.5-7.5Mn |
Annealed 1/4 – hard 1/2 – hard 3/4 – hard Full - hard |
81 88 105 123 130 |
39 53 77 95 98 |
55 20 10 5 4 |
… … … … … |
B90 C25 C32 C37 C41 |
… … … … … |
|
202 |
17-19Cr; 4-6Ni; 0.15C; 0.75Si; 0.25N; 7.5-10Mn |
Annealed 1/4 – hard |
74 88 |
39 53 |
55 12 |
… … |
B90 C27 |
… … |
|
301 |
16-18Cr; 6-8Ni; 0.15C; 0.75Si; 2Mn |
Annealed 1/4 – hard 1/2 – hard 3/4 – hard Full - hard |
77 88 105 123 130 |
28 53 77 95 98 |
60 25 15 12 8 |
… … … … … |
C25 C32 C37 C41 |
165 … … … … |
|
302 |
17-19Cr; 8-10Ni; 0.15C; 0.75Si; 0.1N; 2Mn |
Annealed 1/4 – hard Cold- drawn |
63 88 245 |
26 53 … |
55 12 … |
65 … … |
|
155 |
|
302В |
17-19Cr; 8-10Ni; 0.15C; 0.75Si; 2Mn |
Annealed |
67 |
28 |
50 |
65 |
|
165 |
|
303 |
17-19Cr; 8-10Ni; 0.15C; 1Si; 2Mn; 0.6Mo |
Annealed |
63 |
25 |
50 |
55 |
|
160 |
|
304 |
18-20Cr;8-10.5Ni; 0.08C; 0.75Si; 0.1N; 2Mn |
Annealed |
60 |
25 |
55 |
65 |
|
150 |
|
304L |
18-20Cr; 8-12Ni; 0.08C; 0.75Si; 0.1N; 2Mn |
Annealed |
56 |
21 |
55 |
65 |
|
140 |
|
305 |
17-19Cr;10.5-13Ni; 0.12C; 0.75Si; 2Mn |
Annealed |
60 |
23 |
55 |
70 |
|
156 |
|
308 |
19-21Cr; 10-12Ni; 0.08C; 1Si; 2Mn |
Annealed |
60 |
25 |
55 |
65 |
|
150 |
|
309 |
22-24Cr; 12-15Ni; 0.2C; 1Si; 2Mn |
Annealed |
63 |
28 |
45 |
65 |
|
165 |
|
310 |
24-26Cr; 19-22Ni; 0.25C; 1.5Si; 2Mn |
Annealed |
67 |
28 |
45 |
65 |
|
170 |
|
314 |
23-26Cr; 19-22Ni; 0.25C; 1.5-3Si; 2Mn |
Annealed |
70 |
35 |
45 |
60 |
|
170 |
|
316 |
16-18Cr; 10-14Ni; 0.08C; 0.75Si; 0.1N; 2Mn; 2-3Mo |
Annealed Cold- drawn |
60 210 |
25 … |
55 … |
70 … |
|
150 … |
|
316L |
16-18Cr; 10-14Ni; 0.03C; 0.75Si; 0.1N; 2Mn; 2-3Mo |
Annealed |
55 |
21 |
55 |
65 |
|
145 |
|
317 |
18-20Cr; 11-15Ni; 0.08C; 0.75Si; 0.1N; 2Mn; 3-4Mo |
Annealed |
63 |
28 |
50 |
55 |
|
160 |
|
321 |
17-19Cr; 9-12Ni; 0.08C; 0.75Si; 2Mn; [Ti,5(C+N) min, 0.7max] |
Annealed |
61 |
25 |
55 |
65 |
|
150 |
|
347 348 |
17-19Cr; 9-13Ni; 0.08C; 0.75Si; 2Mn; (Nb+Ta, 10 x C
min, 1 max) |
Annealed |
64 |
25 |
50 |
65 |
|
160 |
|
Ферритные стали |
||||||||
|
409 |
10.5-11.75Cr; 0.08C; 1Mn; 1Si:0.05Ni; (Ti 6 x C) |
Annealed |
41 |
22 |
42 |
80 |
|
130 |
|
430 |
16-18Cr; 0.75Ni; 0.12C; 1Si; 1Mn |
Annealed |
53 |
32 |
30 |
60 |
|
155 |
|
430F |
16-18Cr; 0.12C; 1Si; 1.25Mn; 0.6Mo |
Annealed |
56 |
39 |
25 |
60 |
|
170 |
|
446 |
23-27Cr; 0.2C; 1Si; 0.025N; 1.5Mn |
Annealed |
56 |
35 |
23 |
50 |
|
170 |
|
Мартенситные стали |
||||||||
|
403 |
11.5-13Cr; 0.6Ni; 0.15C; 0.5Si; 1Mn |
Annealed |
53 |
28 |
30 |
65 |
|
155 |
|
410 |
11.5-13.5Cr; 0.75Ni; 0.15C; 1Si; 1Mn |
Annealed |
53 |
28 |
30 |
65 |
|
155 |
|
414 |
11.5-13.5Cr; 1.25-2.5Ni; 0.15C; 1Si; 1Mn |
Annealed Hardened Tempered at 205 0С |
84 … 140 |
67 … 105 |
17 … 15 |
55 … 55 |
C22 C44 C43 |
235 |
|
315 0С |
133 |
102 |
15 |
55 |
C41 |
|
||
|
425 0С |
140 |
105 |
16 |
58 |
C43 |
|
||
|
540 0С |
102 |
84 |
20 |
60 |
C34 |
|
||
|
650 0С |
84 |
74 |
20 |
65 |
C24 |
|
||
|
416 |
12-14Cr; 0.15C; 1Si; 1.25Mn; 0.06Mo |
Hardened Tempered at 205 0С |
… 133 |
… 102 |
… 15 |
… 55 |
C43 C41 |
|
|
315 0С |
126 |
98 |
15 |
55 |
C39 |
|
||
|
425 0С |
137 |
105 |
17 |
55 |
C41 |
|
||
|
540 0С |
102 |
81 |
20 |
65 |
C31 |
|
||
|
650 0С |
77 |
60 |
23 |
65 |
|
225 |
||
|
760 0С |
63 |
42 |
30 |
70 |
|
180 |
||
|
420 |
12-14Cr; 0.15C; 1Si; 1Mn |
Annealed Hardened Tempered at 315 0С |
67 … 161 |
35 … 137 |
25 … 8 |
55 … 25 |
C54 C50 |
195 |
|
420F |
12-14Cr; 0.15C min; 1Si; 1.25Mn; 0.6Mo |
Annealed Hardened Tempered at 315 0С |
67 … 161 |
35 … 137 |
25 … 8 |
55 … 25 |
C54 C50 |
195 |
|
431 |
15-17Cr; 1.25-2.5Ni; 1Si; 0.2C; 1Mn |
Annealed Hardened Tempered at 205 0С |
88 … 144 |
67 … 109 |
20 … 15 |
60 … 55 |
C45 C43 |
260 |
|
315 0С |
137 |
105 |
15 |
55 |
C41 |
|
||
|
425 0С |
144 |
109 |
15 |
60 |
C43 |
|
||
|
540 0С |
105 |
91 |
18 |
60 |
C34 |
|
||
|
650 0С |
88 |
67 |
20 |
60 |
C24 |
|
||
|
440A |
16-18Cr; 0.6-0.75C; 1Si; 1Mn; 0.75Mo |
Annealed Hardened Tempered at 315 0С |
74 … 182 |
42 … 168 |
20 … 5 |
45 … 20 |
C56 C51 |
215 |
|
440B |
16-18Cr; 0.75-0.95C; 1Si; 1Mn; 0.75Mo |
Annealed Hardened Tempered at 315 0С |
75 … 196 |
43 … 189 |
18 … 3 |
35 … 15 |
C58 C55 |
220 |
|
440C |
16-18Cr; 0.95-1.2C; 1Si; 1Mn; 0.75Mo |
Annealed Hardened Tempered at 315 0С |
77 … 200 |
46 … 193 |
13 … 2 |
25 … 10 |
C60 C57 |
230 |
|
Теплоустойчивые стали |
||||||||
|
501 |
4-6Cr; 0.1C; 1Si; 1Mn; 0.4-0.65Mo |
Annealed |
49 |
28 |
28 |
65 |
|
160 |
|
502 |
4-6Cr; 0.1C; 1Si; 1Mn; 0.4-0.65Mo |
Annealed |
49 |
28 |
30 |
75 |
|
150 |
|
1 P, S – постоянные примеси |
||||||||
Нержавеющие стали дисперсионного упрочнения
|
Марка |
Содержание элементов, % |
𝛔B |
𝛔T |
Относительное удлинение, % |
Твердость |
|
кг/мм2 |
|||||
|
15-5 РН |
14-15.5 Cr; |
112 |
98 |
8.4 |
HB 332 |
|
Нержавеющая сталь, не содержащая феррит. Характеризуется высокой прочностью и твердостью, превосходная коррозионная стойкость. Применение: авиационные компоненты, детали клапанов, кулачки, шестерни, фитинги, нефтехимическое, химическое и пищевое оборудование. |
|||||
|
17-4 РН |
15-17.5 Cr; |
111 |
101 |
5.0 |
HB 332 |
|
Нержавеющая сталь, обладающая высокой прочностью и
твердостью; превосходная коррозионная стойкость, хорошие
механические свойства при температурах до 310 0С.
Применение: детали нефтяных клапанов, валы насосов,
шестерни, авиационные фитинги, детали реактивных двигателей; компоненты ядерных реакторов; химическое и пищевое оборудование. |
|||||
|
17-7 PH |
16-18 Cr; |
91 |
28 |
35 |
HRB 85 |
|
Нержавеющая сталь, характеризующаяся высокой прочностью и высоким сопротивлением усталости; хорошая коррозионная стойкость; хорошие формообразующие свойства. Применение: аэрокосмическая техника; плоские пружины, работающие при температурах до 310 0С. |
|||||
|
Прим. Механические свойства приведены для отожженного состояния |
|||||
Применение нержавеющих
сталей
|
Тип AISI |
Характеристика и примеры применения |
|
Аустенитные стали |
|
|
201 |
Низконикелевый эквивалент стали 301. Коррозионно-устойчивый в большинстве сред. Обладает высокой пластичностью и прекрасно формуется. Сталь 201 приобретает высокую прочность путем наклепа и используется в коррозионно-стойких плоских изделиях, требующих высокой прочности и малого веса. Применение: внутренняя отделка автомобилей, колпаки автомобильных колес, корпуса и структурные элементы пассажирских вагонов, корпуса автотрейлеров. |
|
202 |
Нержавеющая сталь общего назначения, низконикелевый эквивалент стали 302. Превосходная коррозионная стойкость и способность к глубокой вытяжке. Применение: кухонное оборудование, молочное оборудование, корпуса автотрейлеров и железнодорожных вагонов, пружинная проволока. |
|
205 |
Способность к наклепу ниже, чем у стали 202. Используется для выдавливания и вытяжки. Немагнитные и криогенные детали. |
|
301 |
Высокая способность к наклепу. Используется в конструкциях, требующих высокой прочности и малого веса. Железнодорожные вагоны, корпуса автотрейлеров, авиационные конструкции, колпаки колес автомобилей, внутренняя отделка автомобилей, крепеж, элементы линий электропередач. |
|
302 |
Наиболее распространенная аустенитная нержавеющая сталь общего назначения. Применение: пружины, пищевое и кухонное оборудование, нефтеочистительное оборудование, баки, изделия для больниц и домашнего назначения, антенны, ювелирные изделия, наружные элементы зданий, внутренняя отделка. |
|
302В |
Более стойкая против накипи и окалины, чем сталь 302. Применение: детали печей и топок, облицовка дистилляторов, нагревательные элементы. |
|
303 |
Модификация стали 302, хорошая обрабатываемость резанием. Применение: детали, обрабатываемые на станках-автоматах, валы, клапаны, втулки, болты, гайки. |
|
304 |
Низкоуглеродистая модификация стали 302, более высокая коррозионная стойкость и хорошие сварочные свойства. Применение: химическое и пищевое оборудование, оборудование для производства пива, криогенные сосуды, желоба, водоотводы. |
|
304L |
Особо низкоуглеродистая модификация стали 304 для повышения сварочных свойств. Применение: облицовка угольных бункеров, баки для жидких удобрений и томатной пасты. |
|
305 |
Подобная стали 304, но менее твердая, более пластичная и менее склонная к наклепу. Используется для вытяжки, свивки, формовки, холодной высадки. |
|
308 |
Высоколегированная сталь, обладающая высокой тепловой и коррозионной стойкостью. Применение: промышленные печи. |
|
309 |
Сталь с высокой тепловой прочностью и окалиностойкостью при температурах до 980°С. Термическое оборудование, детали печей, теплообменники, детали насосов. |
|
310 |
Более высокие тепловые свойства, чем у стали 309; окалиностойкость до 1030°С. Применение: детали печей, теплообменники, камеры сгорания, детали газовых турбин, рекуператоры, муфельные печи, ролики для печей. |
|
314 |
Более высокая окалиностойкость, чем у стали 310. Применение: ящики для цементации и отжига, зажимные приспособления для термообработки. |
|
316 |
Высокая коррозионная стойкость в среде химикалиев и соленой воде, высокая стойкость против ползучести при повышенных температурах. Химическое оборудование и оборудование для обработки пульпы, фотографическое оборудование, котлы для варки кетчупа, баки для водки, бродильные чаны. |
|
316L |
Особо низкоуглеродистая модификация стали 316. Качественные сварные конструкции и сварные конструкции с большим объемом сварки. |
|
317 |
Более высокая коррозионная стойкость и сопротивление ползучести, чем у стали 316. Применение: оборудование для производства красок и чернил. |
|
321 |
Рекомендуется для сварных изделий, которые нельзя подвергать термической обработке после сварки, а также для деталей, которые работают при температурах до 870°С. Выхлопные трубопроводы самолетов, корпуса котлов, технологическое оборудование, нагреватели, брандмауэры, сосуды под давлением. |
|
325 |
Используется для таких деталей, как валы, работающие при контролируемой температуре. |
|
347 |
Подобная стали 321, химически более стабильная при сварке. |
|
Мартенситные стали (упрочняемые
термической обработкой) |
|
|
403 |
«Турбинная» сталь. Лопатки паровых турбин и другие высоконагруженные детали, включая кольца реактивных двигателей. |
|
410 |
Конструкционная нержавеющая сталь общего назначения, подвергаемая термической обработке для улучшения физических свойств. Применение: детали машин, валы насосов, болты, втулки, бункеры для угля, детали реактивных двигателей, горные машины, клапаны, ножевые изделия. |
|
414 |
Сталь хорошей закаливаемости. Применение: пружины, линейки, ножницы, детали машин, шпиндели, седла клапанов, горные машины. |
|
416 |
Модификация стали 410, хорошая обрабатываемость резанием. Применение: авиационные фитинги, болты, гайки, заклепки, вставки огнетушителей. |
|
420 |
Высокоуглеродистая модификация стали 410. Максимальная коррозионная стойкость достигается при полной закалке. Применение: хирургический инструмент, ножевые изделия, клапаны, износостойкие детали, ручной инструмент, формы для стекла, овощерезки. |
|
431 |
Закаливаемая сталь специального назначения, применяется в случаях, когда требуются особо высокие механические свойства Авиационные фитинги, болты, бумагоделательные машины. |
|
440А |
Закаливается до более высокой твердости, чем сталь 420. Применение: ножевые изделия, подшипники, хирургический инструмент. |
|
440В |
«Ножевая» сталь. Закаливается до более высокой твердости, чем сталь 440А. Применение: ножевые изделия, детали клапанов, инструментальные подшипники. |
|
440С |
Эта сталь имеет самую высокую твердость и износостойкость после закалки среди всех нержавеющих сталей. Применение: шарики, подшипники, кольца подшипников, форсунки, шары и седла нефтяных насосов, детали клапанов. |
|
Ферритные стали |
|
|
409 |
Конструкционная нержавеющая сталь общего назначения, не подвергаемая термической обработке. Применяется для работы в условиях умеренной коррозии. Выхлопные системы и глушители автомобилей, корпуса трансформаторов и конденсаторов, разбрасыватели сухих удобрений, баки для сельскохозяйственных опрыскивателей. |
|
430 |
Хромистая сталь общего назначения, не подвергаемая термической обработке. Рекомендуется для деталей, требующих неглубокой вытяжки. Декоративные окантовки, баки для азотной кислоты, камеры сгорания, нагреватели, глушители, рекуператоры, чаши, оборудование ресторанов. |
|
430L |
Модификация стали 430, хорошая обрабатываемость резанием. |
|
446 |
Сталь, коррозионно-стойкая при высоких температурах. Стойкая против оксидации при температурах до 1100°С. Предназначена для деталей, работающих при высоких температурах без образования окалины. Ящики для отжига, камеры сгорания, формы для стекла, нагреватели, пирометрические трубки, клапаны, рекуператоры. |
|
Теплоустойчивые стали |
|
|
501 |
Теплоустойчивая и коррозионно-стойкая сталь с хорошими механическими свойствами при температурах до 540°С. Применение: теплообменники, нефтеочистительное оборудование. |
|
502 |
Более пластичная и менее прочная, чем сталь 501. Применение: теплообменники, нефтеочистительное оборудование, прокладки. |
email: KarimovI@rambler.ru
Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21
Теоретическая механика Сопротивление материалов
Прикладная механика Строительная механика Теория машин и механизмов
