Сталь

Сталь: виды, классификация, марки по ГОСТ — полное руководство для специалистов

Сталь — железоуглеродистый сплав с содержанием углерода чаще от 0,02 до 2,14 %. Этот материал составляет основу современной промышленности: от строительных конструкций до прецизионных инструментов. В данном справочнике систематизированы все основные классы сталей, применяемые в России, с указанием действующих стандартов и областей применения.

Классификация стали по химическому составу

Базовая классификация сталей строится на содержании углерода и легирующих элементов. Углерод определяет твёрдость и прочность, но снижает пластичность и свариваемость. Легирующие добавки формируют специальные свойства: коррозионную стойкость, жаропрочность, износостойкость.

Углеродистые (нелегированные) стали

Углеродистые стали содержат железо, углерод и технологические примеси (марганец, кремний, серу, фосфор). Легирующие элементы присутствуют только в остаточных количествах. По содержанию углерода различают:

Сверхнизкоуглеродистые (до 0,02 % C) — IF-стали (Interstitial Free), применяемые для глубокой вытяжки в автомобильной промышленности. Отличаются высокой штампуемостью.

Низкоуглеродистые (0,02–0,25 % C) — хорошо свариваются, пластичны, применяются для листового проката, труб, строительных конструкций. Марки: 08, 10, 15, 20 по ГОСТ 1050-2013; Ст1, Ст2, Ст3 по ГОСТ 380-2005.

Среднеуглеродистые (0,25–0,60 % C) — сочетают прочность и пластичность, поддаются термообработке. Марки: 30, 35, 40, 45, 50 по ГОСТ 1050-2013; Ст4, Ст5 по ГОСТ 380-2005. Используются для осей, валов, шестерён.

Высокоуглеродистые (0,60–1,00 % C) — высокая твёрдость после закалки, применяются для пружин, рессор, инструмента. Марки: 60, 65, 70, 75, 80, 85 по ГОСТ 14959-2016.

Сверхвысокоуглеродистые (1,00–2,14 % C) — специальные стали для режущего инструмента: У10, У11, У12, У13 по ГОСТ 1435-99.

Легированные стали: классификация по степени легирования

Легированными называют стали, в которые специально введены элементы для придания определённых свойств. По суммарному содержанию легирующих элементов различают:

Низколегированные (до 2,5 % легирующих) — сохраняют хорошую свариваемость при повышенной прочности. Основные марки: 09Г2С, 10ХСНД, 15ХСНД по ГОСТ 19281-2014. Применяются для сварных металлоконструкций, работающих при температурах от −70 до +425 °C.

Среднелегированные (2,5–10 %) — требуют подогрева при сварке, применяются для ответственных деталей машин. Марки: 40Х, 40ХН, 30ХГСА, 38ХА по ГОСТ 4543-2016.

Высоколегированные (более 10 %) — специальные стали с особыми свойствами: коррозионностойкие, жаростойкие, жаропрочные. Регламентируются ГОСТ 5632-2014.

Системы легирования конструкционных сталей

В зависимости от основных легирующих элементов конструкционные стали по ГОСТ 4543-2016 подразделяются на группы:

Хромистые: 15Х, 20Х, 30Х, 35Х, 38ХА, 40Х, 45Х, 50Х. Хром повышает прокаливаемость, твёрдость, износостойкость.

Марганцовистые: 15Г, 20Г, 30Г, 40Г, 45Г, 50Г, 30Г2, 35Г2, 40Г2, 45Г2, 50Г2. Марганец повышает прочность и прокаливаемость, улучшает обрабатываемость.

Хромомарганцевые: 18ХГ, 18ХГТ, 20ХГР, 25ХГТ, 30ХГТ. Сочетают эффекты хрома и марганца.

Хромокремнистые: 33ХС, 38ХС, 40ХС. Кремний повышает упругие свойства, применяются для пружин.

Хромомолибденовые: 15ХМ, 20ХМ, 30ХМ, 30ХМА, 35ХМ, 38ХМ. Молибден повышает теплостойкость и сопротивление ползучести.

Хромованадиевые: 15ХФ, 40ХФА. Ванадий измельчает зерно, повышает прочность и вязкость.

Хромоникелевые: 20ХН, 40ХН, 45ХН, 50ХН, 12ХН2, 12ХН3А, 20ХН3А, 30ХН3А, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А. Никель повышает вязкость и прокаливаемость.

Хромокремнемарганцевые (хромансиль): 20ХГСА, 25ХГСА, 30ХГС, 30ХГСА, 35ХГСА. Высокая прочность при хорошей технологичности, применяются в авиастроении.

Хромоникельмолибденовые: 20ХН2М, 30ХН2МА, 38Х2Н2МА, 40ХН2МА, 40Х2Н2МА, 38ХН3МА, 18Х2Н4МА, 25Х2Н4МА. Наиболее прочные конструкционные стали для ответственных деталей.

Хромоалюминиевые с молибденом: 38Х2МЮА. Азотируемая сталь для деталей с высокой поверхностной твёрдостью.

Классификация стали по качеству

Качество стали определяется содержанием вредных примесей — серы и фосфора. Сера вызывает красноломкость (хрупкость при высоких температурах), фосфор — хладноломкость (хрупкость при низких температурах).

Сталь обыкновенного качества

Содержание серы до 0,050 %, фосфора до 0,040 %. Марки по ГОСТ 380-2005: Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6. Наиболее распространённый и экономичный вариант для строительных конструкций, крепежа, неответственных деталей.

Качественная сталь

Содержание серы до 0,040 %, фосфора до 0,035 %. Углеродистые марки по ГОСТ 1050-2013: 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60. Легированные по ГОСТ 4543-2016: 40Х, 30ХГСА и др. Применяются для ответственных деталей машин.

Высококачественная сталь

Содержание серы до 0,025 %, фосфора до 0,025 %. Обозначается буквой А в конце марки: 40ХА, 30ХГСА, 12ХН3А. Выплавляется в электропечах с тщательным контролем состава.

Особовысококачественная сталь

Содержание серы до 0,015 %, фосфора до 0,025 %. Получается методами специальной металлургии: электрошлаковый переплав (ЭШП), вакуумно-дуговой переплав (ВДП), вакуумно-индукционная плавка (ВИП). Обозначается буквой Ш через дефис: 40ХН2МА-Ш, 30ХГСА-Ш. Применяется для деталей авиационной техники, ответственных подшипников, специальных конструкций.

Классификация стали по степени раскисления

Раскисление — процесс удаления кислорода из жидкой стали. От степени раскисления зависит структура слитка и свойства готового проката.

Кипящая сталь (кп)

Раскисляется только марганцем. При затвердевании выделяются газы, образующие пузыри. Марки: Ст1кп, Ст2кп, Ст3кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп. Экономична, но имеет неоднородную структуру и пониженную свариваемость. Содержание кремния до 0,07 %.

Полуспокойная сталь (пс)

Частично раскислена марганцем и кремнием. Марки: Ст1пс, Ст3пс, Ст5пс, 08пс, 10пс, 15пс, 20пс. Компромисс между стоимостью и качеством. Содержание кремния 0,05–0,17 %.

Спокойная сталь (сп)

Полностью раскислена марганцем, кремнием и алюминием. Затвердевает без выделения газов, имеет плотную однородную структуру. Марки: Ст3сп, Ст5сп, 20, 40Х, 30ХГСА. Содержание кремния 0,15–0,35 %. Применяется для ответственных конструкций.

Особоспокойная сталь

Дополнительно обрабатывается редкоземельными элементами, кальцием для максимальной чистоты по неметаллическим включениям. Применяется для особо ответственных изделий.

Классификация стали по назначению

Функциональное деление сталей отражает требования конкретных отраслей промышленности. Каждая группа имеет специфические нормативные документы, определяющие состав, свойства и методы испытаний.

Конструкционные стали общего назначения

Предназначены для несущих элементов машин, механизмов, строительных конструкций. Основные требования: прочность, пластичность, ударная вязкость, свариваемость.

Углеродистые обыкновенного качества (ГОСТ 380-2005): Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6. Применяются для строительных металлоконструкций, крепежа, неответственных деталей. Ст3сп и Ст3пс — наиболее массовые марки в строительстве.

Углеродистые качественные (ГОСТ 1050-2013): 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60. Применяются для деталей машин с различными требованиями по прочности и пластичности. Сталь 20 — для деталей невысокой прочности, цементуемых изделий. Сталь 45 — для валов, шестерён, осей с термообработкой.

Низколегированные повышенной прочности (ГОСТ 19281-2014): 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 14Г2, 15ГС, 16ГС, 17ГС, 17Г1С, 10ХСНД, 15ХСНД. Применяются для сварных металлоконструкций мостов, судов, вагонов, газопроводов. Работают при температурах от −70 до +475 °C. Сталь 09Г2С — универсальная марка для сварных конструкций.

Конструкционные стали для машиностроения

Легированные конструкционные стали по ГОСТ 4543-2016 предназначены для деталей машин, работающих при значительных нагрузках.

Цементуемые стали — низкоуглеродистые, подвергаемые насыщению поверхностного слоя углеродом с последующей закалкой. Марки: 15, 20, 15Х, 20Х, 15ХФ, 12ХН2, 12ХН3А, 18ХГТ, 20ХГР, 25ХГТ, 20ХН3А, 12Х2Н4А, 20Х2Н4А, 18Х2Н4МА. Применяются для шестерён, валов, пальцев, требующих твёрдой поверхности и вязкой сердцевины.

Улучшаемые стали — среднеуглеродистые, подвергаемые закалке с высоким отпуском (улучшению). Марки: 30, 35, 40, 45, 40Х, 40ХН, 45ХН, 30ХГСА, 40ХНМА, 40ХН2МА, 38ХН3МА. Применяются для коленчатых валов, шатунов, ответственных крепёжных деталей, зубчатых колёс. Обеспечивают высокую прочность при достаточной вязкости.

Высокопрочные стали — обеспечивают предел прочности свыше 1500 МПа. Марки: 30ХГСН2А, 40ХН2МА, 38ХН3МФА. Применяются для деталей авиационной техники, высоконагруженных конструкций.

Подшипниковые стали

Регламентируются ГОСТ 801-78. Характеризуются высокой твёрдостью (HRC 61–66), износостойкостью, контактной выносливостью. Основные марки:

ШХ15 — хромистая подшипниковая сталь с 1,5 % хрома. Основная марка для подшипников качения диаметром до 30 мм.

ШХ15СГ — с повышенным содержанием кремния и марганца для подшипников диаметром 30–50 мм.

ШХ20СГ — для крупных подшипников диаметром свыше 50 мм.

ШХ4 — для роликов небольших размеров.

Для подшипников, работающих в агрессивных средах, применяют коррозионностойкие стали: 95Х18, 11Х18М-ШД.

Рессорно-пружинные стали

Регламентируются ГОСТ 14959-2016. Обладают высоким пределом упругости, сопротивлением усталости, релаксационной стойкостью.

Углеродистые: 65, 70, 75, 80, 85. Применяются для пружин неответственного назначения.

Марганцовистые: 65Г, 70Г. Сталь 65Г — массовая марка для пружин, рессор, пружинных шайб.

Кремнистые: 55С2, 55С2А, 60С2, 60С2А, 60С2Г, 60С2Н2А. Высокий предел упругости, применяются для автомобильных рессор, тяжелонагруженных пружин.

Хромованадиевые: 50ХФА, 60ХФА. Повышенная релаксационная стойкость, для ответственных пружин.

Хромомарганцовокремнистые: 50ХГФА. Высокая прокаливаемость для крупных пружин.

Комплексно-легированные: 60С2ХА, 60С2ХФА, 65С2ВА. Для наиболее ответственных пружин силовых агрегатов.

Автоматные стали

Регламентируются ГОСТ 1414-75. Содержат повышенное количество серы, свинца, селена, кальция для улучшения обрабатываемости резанием на станках-автоматах.

Сернистые: А12, А20, А30, А35, А40Г. Сера образует сульфид марганца MnS, обеспечивающий ломкость стружки.

Свинецсодержащие: АС14, АС35, АС40, АС45. Свинец действует как внутренняя смазка при резании.

Селенсодержащие: А35Е, А45Е. Селен улучшает качество поверхности при обработке.

Применяются для массового производства крепежа, втулок, штуцеров, мелких деталей на автоматических линиях.

Стали для строительных конструкций

Регламентируются ГОСТ 27772-2021. Марки обозначаются по пределу текучести: С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375, С390, С390К, С440, С590, С590К.

Пример: С345 — строительная сталь с пределом текучести не менее 345 МПа. Буква К означает повышенную коррозионную стойкость.

Арматурные стали

Для железобетонных конструкций по ГОСТ 5781-82 и ГОСТ Р 52544-2006. Классы: А240 (A-I), А300 (A-II), А400 (A-III), А500, А600, А800, А1000. Цифра — предел текучести в МПа.

Судостроительные стали

По ГОСТ 5521-93 для корпусов судов. Категории: А, Б, Д, Е — по температуре эксплуатации и требованиям к ударной вязкости. Марки повышенной прочности: А32, А36, Д32, Д36, Е32, Е36.

Котельные стали

По ГОСТ 5520-2017 для сосудов, работающих под давлением при повышенных температурах. Марки: 12К, 15К, 16К, 18К, 20К, 22К — углеродистые; 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф — теплоустойчивые.

Инструментальные стали

Предназначены для режущего, измерительного, штампового инструмента. Характеризуются высокой твёрдостью, износостойкостью, теплостойкостью.

Инструментальные углеродистые стали

Регламентируются ГОСТ 1435-99. Содержание углерода 0,65–1,35 %. Марки: У7, У7А, У8, У8А, У8Г, У8ГА, У9, У9А, У10, У10А, У11, У11А, У12, У12А, У13, У13А.

Буква У означает «углеродистая», цифра — содержание углерода в десятых долях процента, А — высококачественная, Г — повышенное содержание марганца.

У7, У7А — для ударного инструмента: молотков, зубил, кузнечных штампов, топоров, стамесок. Твёрдость после закалки HRC 56–60.

У8, У8А, У9, У9А — для деревообрабатывающего инструмента, накатных роликов, пуансонов, матриц. Твёрдость HRC 58–62.

У10, У10А, У11, У11А — для метчиков, развёрток, свёрл, фрез малых размеров, измерительного инструмента. Твёрдость HRC 60–64.

У12, У12А, У13, У13А — для напильников, шаберов, гравировального инструмента, хирургических скальпелей. Твёрдость HRC 62–66.

Недостаток углеродистых инструментальных сталей — низкая теплостойкость (до 200 °C), что ограничивает скорость резания.

Инструментальные легированные стали

Регламентируются ГОСТ 5950-2000. Содержат хром, вольфрам, ванадий, молибден, кремний, марганец. Имеют повышенную прокаливаемость, износостойкость, теплостойкость (до 300–400 °C).

Хромистые: Х, 9Х1, Х12, Х12М, Х12МФ, Х12Ф1. Сталь Х12МФ — основная марка для штампов холодной деформации высокой стойкости.

Хромокремнистые: 9ХС, 9ХВГ, 9Х5ВФ. Сталь 9ХС — для свёрл, развёрток, метчиков, плашек, фрез.

Хромовольфрамовые: ХВ4, ХВ5, 6ХВ2С. Повышенная износостойкость для чистовых штампов.

Штамповые для холодной деформации: Х12, Х12М, Х12МФ, Х12Ф1, Х6ВФ, 7ХГ2ВМФ. Высокая твёрдость (HRC 58–62), износостойкость. Для вырубных, вытяжных, гибочных штампов.

Штамповые для горячей деформации: 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХГМ, 4Х5МФС, 4Х5В2ФС, 4Х4ВМФС, 3Х2В8Ф. Сочетание теплостойкости, вязкости, термостойкости. Для молотовых и прессовых штампов, пресс-форм литья под давлением.

Быстрорежущие стали

Регламентируются ГОСТ 19265-73. Содержат вольфрам, молибден, ванадий, кобальт. Теплостойкость до 600–650 °C позволяет работать при высоких скоростях резания.

Вольфрамовые: Р18, Р12, Р9. Р18 — классическая быстрорежущая сталь с 18 % вольфрама. Высокая теплостойкость и износостойкость.

Вольфрамомолибденовые: Р6М5, Р6М3. Р6М5 — наиболее распространённая марка, заменитель Р18 с улучшенной обрабатываемостью.

Кобальтосодержащие: Р18К5, Р6М5К5, Р9К5, Р9К10, Р6М5К8. Кобальт повышает теплостойкость до 650 °C. Для обработки труднообрабатываемых материалов: нержавеющих сталей, титановых сплавов.

Ванадиевые: Р12Ф3, Р6М5Ф3, Р18К5Ф2. Повышенная износостойкость для чистовой обработки.

Маркировка: Р — быстрорежущая, цифра после Р — содержание вольфрама в %, М — молибден, К — кобальт, Ф — ванадий.

Твёрдые сплавы

Порошковые материалы на основе карбидов вольфрама, титана, тантала со связкой из кобальта. Регламентируются ГОСТ 3882-74. Группы: ВК (вольфрамокобальтовые), ТК (титановольфрамокобальтовые), ТТК (титанотанталовольфрамокобальтовые). Теплостойкость до 800–1000 °C.

Коррозионностойкие (нержавеющие) стали

Коррозионностойкие стали по ГОСТ 5632-2014 содержат не менее 10,5 % хрома (отдельные марки — не менее 7,5 %) и не более 1,2 % углерода. Хром образует на поверхности защитную оксидную плёнку Cr₂O₃, обеспечивающую пассивацию. Классифицируются по структуре в нормализованном состоянии.

Мартенситные нержавеющие стали

Структура — мартенсит при охлаждении на воздухе. Содержание хрома 12–17 %, углерода 0,15–1,2 %. Закаливаются, достигая высокой твёрдости.

Марки: 20Х13, 30Х13, 40Х13, 65Х13, 95Х18, 12Х13, 14Х17Н2.

20Х13, 30Х13 — для деталей с повышенной пластичностью: клапанов, болтов, гаек, работающих в слабоагрессивных средах при температурах до 450 °C.

40Х13 — для режущего и мерительного инструмента, пружин, хирургических инструментов.

95Х18 — для высокотвёрдых деталей (HRC 58–60): ножей, подшипников, втулок насосов.

Ферритные нержавеющие стали

Структура — феррит. Содержание хрома 12–30 %, углерода до 0,15 %. Не закаливаются, обрабатываются холодной деформацией.

Марки: 08Х13, 08Х17, 08Х17Т, 15Х25Т, 08Х18Т1.

08Х13 — для деталей, работающих в слабоагрессивных средах (атмосфера, пресная вода).

08Х17Т, 15Х25Т — повышенная жаростойкость, для теплообменников, печного оборудования.

Аустенитные нержавеющие стали

Структура — аустенит. Содержание хрома 16–26 %, никеля 6–25 %, углерода до 0,12 %. Немагнитны, не закаливаются, упрочняются холодной деформацией. Наиболее коррозионностойкие.

Базовые марки: 08Х18Н10, 12Х18Н9, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 17Х18Н9.

12Х18Н10Т — универсальная нержавеющая сталь. Титан предотвращает межкристаллитную коррозию. Применяется в пищевой, химической, нефтехимической промышленности, для сварных конструкций.

Молибденсодержащие: 08Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 03Х16Н15М3, 08Х17Н15М3Т. Молибден повышает стойкость к питтинговой коррозии в хлоридсодержащих средах.

Высоконикелевые: 03Х21Н21М4ГБ, 06ХН28МДТ. Для концентрированных кислот: серной, фосфорной, уксусной.

Аустенитно-ферритные (дуплексные) стали

Двухфазная структура: 40–60 % феррита, остальное — аустенит. Сочетают коррозионную стойкость аустенитных сталей с прочностью ферритных.

Марки: 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т, 03Х23Н6.

Супердуплексные: 02Х25Н7М3, 03Х25Н6М2Д2. Содержат 25 % хрома, 7 % никеля, 3–4 % молибдена. Высокая стойкость к питтинговой и щелевой коррозии. Для морских платформ, опреснительных установок.

Мартенситно-стареющие (PH) стали

Упрочняются старением после закалки. Высокая прочность (до 2000 МПа) при хорошей коррозионной стойкости.

Марки: 07Х16Н6, 09Х15Н8Ю, 08Х17Н5М3.

Жаростойкие (окалиностойкие) стали

По ГОСТ 5632-2014 — стали, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550 °C, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии.

Жаростойкость обеспечивается образованием защитных оксидных плёнок на основе Cr₂O₃, Al₂O₃, SiO₂.

Хромистые жаростойкие стали

08Х17Т — до 900 °C, для деталей печей, муфелей.

15Х25Т — до 1050 °C, для высокотемпературного оборудования.

15Х28 — до 1100 °C, максимальная окалиностойкость среди хромистых сталей.

Хромоникелевые жаростойкие стали

20Х23Н18 (ЭИ417) — до 1000 °C, для печных деталей, ретортов.

20Х25Н20С2 — до 1100 °C, для муфелей, чехлов термопар.

Х25Н20С2 — для длительной работы при высоких температурах.

Хромоалюминиевые жаростойкие стали

Х23Ю5Т — до 1200 °C. Алюминий образует плотную плёнку Al₂O₃.

Х27Ю5Т — до 1250 °C, максимальная жаростойкость.

Жаропрочные стали и сплавы

По ГОСТ 5632-2014 — стали и сплавы, работающие в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определённого времени и обладающие достаточной жаростойкостью. Основные критерии: предел длительной прочности, предел ползучести.

Перлитные жаропрочные стали

Работают до 550–600 °C. Применяются для котлов, паропроводов, крепежа турбин.

Марки: 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМ.

12Х1МФ — основная марка для труб котлов и паропроводов, работающих при температурах до 570 °C и давлении до 25 МПа.

Мартенситные жаропрочные стали

Работают до 600 °C. Для лопаток, дисков газовых турбин, крепежа.

Марки: 15Х11МФ, 15Х12ВНМФ, 18Х11МНФБ, 20Х12ВНМФ.

Аустенитные жаропрочные стали

Работают при температурах 600–700 °C и выше. Для деталей газотурбинных установок, печного оборудования.

Марки: 08Х16Н13М2Б, 10Х11Н23Т3МР, 37Х12Н8Г8МФБ, 45Х14Н14В2М.

Сплавы на никелевой основе

Работают при температурах до 1000–1100 °C. Железо — не основной элемент, содержание никеля более 50 %.

Марки: ХН77ТЮР, ХН70Ю, ХН78Т, ХН60ВТ, ХН55ВМТКЮ.

Применяются для рабочих и сопловых лопаток газовых турбин, камер сгорания, высокотемпературных теплообменников.

Классификация стали по структуре

Структура стали определяет её свойства и зависит от химического состава и режима охлаждения. По структуре в равновесном (отожжённом) состоянии различают:

Доэвтектоидные стали

Содержат менее 0,8 % углерода. Структура: феррит + перлит. К ним относятся все конструкционные углеродистые и большинство низколегированных сталей.

Эвтектоидные стали

Содержат около 0,8 % углерода. Структура: перлит. Инструментальные стали У8.

Заэвтектоидные стали

Содержат 0,8–2,14 % углерода. Структура: перлит + вторичный цементит. Инструментальные стали У10–У13, подшипниковые ШХ15.

По структуре после охлаждения на воздухе с температуры нормализации легированные стали делятся на классы:

Перлитный класс

Низколегированные стали, распадающиеся на феррит + перлит. Марки: 40Х, 30ХГСА, 12ХН3А и др.

Мартенситный класс

Среднелегированные стали, закаливающиеся на воздухе до мартенсита. Марки: 40ХН2МА, 38ХНЗМФА, 20Х13, 40Х13, 95Х18.

Аустенитный класс

Высоколегированные стали, сохраняющие аустенит при комнатной температуре. Марки: 12Х18Н10Т, 08Х18Н10, 110Г13Л (сталь Гадфильда).

Ферритный класс

Высокохромистые стали с низким содержанием углерода, сохраняющие феррит во всём температурном диапазоне. Марки: 08Х17Т, 15Х25Т, 15Х28.

Карбидный (ледебуритный) класс

Высоколегированные инструментальные стали с избыточными карбидами в структуре. Марки: Х12, Х12МФ, Р18, Р6М5.

Электротехнические стали

Магнитомягкие стали для сердечников трансформаторов, электродвигателей, генераторов. Регламентируются ГОСТ 21427.1-83, ГОСТ 21427.2-83.

Анизотропные (текстурированные) стали

Имеют преимущественную ориентацию зёрен, обеспечивающую высокую магнитную проницаемость вдоль направления прокатки. Содержат 3–5 % кремния.

Марки: 3411, 3412, 3413, 3414, 3415. Для силовых трансформаторов.

Изотропные (динамные) стали

Свойства одинаковы во всех направлениях. Содержат 0,5–3,5 % кремния.

Марки: 2011, 2012, 2013, 2111, 2112, 2211, 2212, 2311, 2312, 2411, 2412. Для электродвигателей, генераторов.

Износостойкие стали

Сталь Гадфильда

Аустенитная высокомарганцовистая сталь 110Г13Л (ГОСТ 21357-87). Содержит 11–14 % марганца, 0,9–1,4 % углерода. В исходном состоянии имеет аустенитную структуру с твёрдостью HB 200–250. При ударных нагрузках поверхностный слой наклёпывается до HB 500–600 при сохранении вязкой сердцевины.

Применяется для деталей, работающих в условиях ударно-абразивного износа: траки гусениц, зубья ковшей экскаваторов, крестовины железнодорожных стрелок, щёки дробилок.

Шарикоподшипниковые стали

ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ — высокая контактная выносливость при твёрдости HRC 61–66.

Высокохромистые износостойкие стали

Х12, Х12М, Х12МФ — для штампов и инструмента, работающего в условиях абразивного износа.

Классификация стали по способу производства

Способ выплавки и переплава определяет чистоту стали по вредным примесям и неметаллическим включениям.

Конвертерная сталь

Выплавляется в кислородных конвертерах из жидкого чугуна. Основной способ массового производства углеродистых и низколегированных сталей. Содержание серы до 0,040 %, фосфора до 0,040 %.

Электропечная сталь

Выплавляется в дуговых электропечах из металлолома. Позволяет получать легированные и высококачественные стали с содержанием серы до 0,025 %, фосфора до 0,025 %.

Сталь специальной металлургии

Методы переплава для получения особочистых сталей:

Электрошлаковый переплав (ЭШП) — переплав расходуемого электрода через слой жидкого шлака. Удаляет неметаллические включения, снижает содержание серы до 0,005–0,010 %. Обозначение: Ш в конце марки (40ХН2МА-Ш).

Вакуумно-дуговой переплав (ВДП) — плавка расходуемого электрода в вакууме. Удаляет газы (водород, азот), снижает содержание кислорода. Обозначение: ВД (ЭП517-ВД).

Вакуумно-индукционная плавка (ВИП) — выплавка в индукционной печи под вакуумом. Для первичной выплавки чистых сплавов. Обозначение: ВИ.

Двойной переплав (ВДП + ЭШП) — последовательное применение двух методов для максимальной чистоты. Обозначение: Ш-ВД или ВД-Ш.

Стали спецметаллургии применяются для авиационных подшипников, лопаток газовых турбин, ответственных деталей ракетной техники.

Порошковые стали

Получаются методами порошковой металлургии: распыление расплава, механическое легирование, горячее изостатическое прессование (HIP). Обеспечивают равномерное распределение карбидов в быстрорежущих сталях, мелкозернистую структуру.

Марки порошковых быстрорежущих сталей: Р6М5К5-МП, Р12Ф3К10М3-МП. Поставки порошков сталей и сплавов осуществляются по ТУ.

Классификация стали по виду проката

Металлопродукция из стали поставляется в различных формах, регламентированных соответствующими стандартами.

Сортовой прокат

Круг (ГОСТ 2590-2006) — горячекатаный круглый профиль диаметром 5–270 мм.

Квадрат (ГОСТ 2591-2006) — профиль квадратного сечения со стороной 6–200 мм.

Шестигранник (ГОСТ 2879-2006) — для изготовления крепежа под ключ.

Калиброванный прокат (ГОСТ 7417-75) — с повышенной точностью размеров и качеством поверхности.

Фасонный прокат

Уголок равнополочный (ГОСТ 8509-93) и неравнополочный (ГОСТ 8510-86).

Швеллер (ГОСТ 8240-97) — П-образный профиль для балочных конструкций.

Двутавр (ГОСТ 8239-89) — Н-образный профиль для несущих конструкций.

Листовой прокат

Толстолистовой (ГОСТ 19903-2015) — толщина 4–160 мм.

Тонколистовой горячекатаный (ГОСТ 19903-2015) — толщина 0,5–3,9 мм.

Тонколистовой холоднокатаный (ГОСТ 19904-90) — толщина 0,35–5,0 мм.

Лист нержавеющей стали — поставляется по ГОСТ 5582-75.

Трубный прокат

Трубы бесшовные горячедеформированные (ГОСТ 8732-78).

Трубы бесшовные холоднодеформированные (ГОСТ 8734-75).

Трубы электросварные (ГОСТ 10704-91).

Проволока и лента

Проволока (ГОСТ 17305-91) — для пружин, крепежа, сварочных материалов.

Лента (ГОСТ 3560-73) — для упаковки, штампованных деталей.

Фольга стальная — толщина менее 0,2 мм.

Термическая и химико-термическая обработка стали

Термическая обработка изменяет структуру и свойства стали без изменения химического состава.

Основные виды термической обработки

Отжиг — нагрев выше критических точек, выдержка и медленное охлаждение с печью. Снижает твёрдость, улучшает обрабатываемость, снимает внутренние напряжения.

Нормализация — нагрев выше Ac₃ на 30–50 °C, выдержка и охлаждение на воздухе. Получение равномерной мелкозернистой структуры.

Закалка — нагрев выше критических точек и быстрое охлаждение (в воде, масле, расплаве солей). Получение мартенсита с высокой твёрдостью.

Отпуск — нагрев закалённой стали ниже Ac₁. Различают: низкий отпуск (150–250 °C) — снижение напряжений при сохранении высокой твёрдости; средний отпуск (350–450 °C) — повышение упругости для пружин; высокий отпуск (500–650 °C) — получение оптимального сочетания прочности и вязкости (улучшение).

Химико-термическая обработка

Цементация — насыщение поверхностного слоя углеродом при 900–950 °C. Глубина слоя 0,5–2,0 мм. После закалки и низкого отпуска — твёрдость поверхности HRC 58–62 при вязкой сердцевине. Стали: 15, 20, 15Х, 20Х, 12ХН3А, 18ХГТ, 20ХН3А.

Азотирование — насыщение поверхности азотом при 500–600 °C в течение 20–90 часов. Глубина слоя 0,2–0,6 мм, твёрдость HV 1000–1200. Высокая износостойкость и коррозионная стойкость. Стали: 38Х2МЮА, 38ХМЮА.

Нитроцементация — одновременное насыщение углеродом и азотом при 850–870 °C. Сокращает время обработки по сравнению с цементацией.

Маркировка сталей в России

Система маркировки отражает химический состав стали.

Углеродистые стали обыкновенного качества

По ГОСТ 380-2005: Ст3сп — Ст (сталь) + 3 (условный номер марки) + сп (спокойная). Варианты раскисления: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная. Буква Г означает повышенное содержание марганца (Ст3Гпс).

Углеродистые качественные стали

По ГОСТ 1050-2013: 45 — двузначное число показывает содержание углерода в сотых долях процента (0,45 % C). Дополнительно: кп, пс — степень раскисления.

Легированные конструкционные стали

По ГОСТ 4543-2016: 30ХГСА — первые две цифры (30) — содержание углерода в сотых долях процента (0,30 %); буквы — легирующие элементы: Х — хром, Г — марганец, С — кремний; отсутствие цифры после буквы означает содержание элемента около 1 %; А — высококачественная.

Обозначения легирующих элементов: Х — хром, Н — никель, Г — марганец, С — кремний, М — молибден, В — вольфрам, Ф — ванадий, Т — титан, Ю — алюминий, Р — бор, Б — ниобий, Д — медь, К — кобальт, П — фосфор, Е — селен.

Инструментальные углеродистые стали

По ГОСТ 1435-99: У8А — У (углеродистая) + 8 (содержание углерода в десятых долях процента — 0,8 %) + А (высококачественная).

Быстрорежущие стали

По ГОСТ 19265-73: Р6М5К5 — Р (быстрорежущая) + 6 (6 % вольфрама) + М5 (5 % молибдена) + К5 (5 % кобальта).

Коррозионностойкие и жаропрочные стали

По ГОСТ 5632-2014: 12Х18Н10Т — 12 (0,12 % углерода) + Х18 (18 % хрома) + Н10 (10 % никеля) + Т (титан около 1 %).

Международные системы маркировки сталей

Система AISI/SAE (США)

Четырёхзначный код: первая цифра — группа (1 — углеродистые, 2 — никелевые, 3 — хромоникелевые, 4 — молибденовые и т.д.); вторая цифра — подгруппа; последние две — содержание углерода в сотых долях процента.

Примеры: AISI 1045 — углеродистая с 0,45 % C (аналог — сталь 45); AISI 4140 — хромомолибденовая (аналог — 40ХМ).

Нержавеющие стали: серия 300 — аустенитные (304, 316); серия 400 — ферритные и мартенситные (410, 430, 440).

Система EN/DIN (Европа)

Цифровое обозначение 1.XXXX: 1.0XXX–1.1XXX — нелегированные конструкционные; 1.2XXX — инструментальные; 1.3XXX — быстрорежущие; 1.4XXX — нержавеющие; 1.5XXX–1.8XXX — легированные конструкционные.

Примеры: 1.4301 = AISI 304 (аналог 08Х18Н10); 1.4401 = AISI 316 (аналог 08Х17Н13М2Т).

Система JIS (Япония)

Буквенно-цифровое обозначение: SxxC — углеродистые (S45C = сталь 45); SCr — хромистые (SCr420); SCM — хромомолибденовые; SUS — нержавеющие (SUS304, SUS316).

Современные высокопрочные стали (AHSS)

Advanced High-Strength Steels — стали нового поколения для автомобильной промышленности, обеспечивающие снижение массы кузова при сохранении безопасности.

HSLA (High-Strength Low-Alloy)

Высокопрочные низколегированные стали. Предел текучести 300–700 МПа. Микролегированы титаном, ниобием, ванадием.

DP (Dual-Phase)

Двухфазные стали со структурой феррит + мартенсит. Предел прочности 600–1200 МПа при хорошей штампуемости.

TRIP (Transformation-Induced Plasticity)

Стали с трансформационной пластичностью. Структура: феррит + бейнит + остаточный аустенит. При деформации аустенит превращается в мартенсит, повышая прочность.

TWIP (Twinning-Induced Plasticity)

Стали с двойниковой пластичностью. Высокомарганцовистые (15–30 % Mn) аустенитные стали. Относительное удлинение до 70 % при прочности 1000 МПа.

PHS (Press-Hardened Steel)

Закалённые под прессом стали. Нагреваются до аустенитной области, штампуются и закаливаются в матрице. Прочность до 1800 МПа.

Формы поставки стальной продукции

Компания RusskijMetall.ru осуществляет поставки стали в различных формах металлопроката и заготовок для нужд машиностроения, металлообработки, строительства.

Сортовой и фасонный прокат

Круг, квадрат, шестигранник, полоса из конструкционных, инструментальных, нержавеющих сталей. Калиброванный прокат повышенной точности. Поковки и кованые заготовки из легированных и специальных сталей.

Листовой и рулонный прокат

Толстолистовой и тонколистовой прокат из углеродистых, низколегированных, нержавеющих сталей. Нержавеющая сталь в рулонах для штамповочных производств.

Трубный прокат

Бесшовные и электросварные трубы из углеродистых и легированных сталей. Трубы из нержавеющих сталей для пищевой, химической, нефтегазовой промышленности.

Специальные формы

Проволока, лента, фольга из специальных сталей и сплавов. Жаростойкие сплавы для высокотемпературного оборудования.

Сводная таблица основных ГОСТов на стали

Группа сталей	ГОСТ	Примеры марок
Углеродистые обыкновенного качества	ГОСТ 380-2005	Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6
Углеродистые качественные	ГОСТ 1050-2013	08, 10, 15, 20, 30, 35, 40, 45, 50
Легированные конструкционные	ГОСТ 4543-2016	40Х, 30ХГСА, 40ХН2МА, 12ХН3А
Нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные	ГОСТ 5632-2014	12Х18Н10Т, 20Х13, 08Х17Т, ХН77ТЮР
Инструментальные углеродистые	ГОСТ 1435-99	У7, У8, У10, У12, У13
Инструментальные легированные	ГОСТ 5950-2000	9ХС, ХВГ, Х12МФ, 5ХНМ
Быстрорежущие	ГОСТ 19265-73	Р18, Р6М5, Р6М5К5
Подшипниковые	ГОСТ 801-78	ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ
Рессорно-пружинные	ГОСТ 14959-2016	65Г, 60С2А, 50ХФА
Низколегированные повышенной прочности	ГОСТ 19281-2014	09Г2С, 10ХСНД, 15ХСНД
Для строительных конструкций	ГОСТ 27772-2021	С235, С245, С345, С390, С440

Условия поставки стали

Поставка металлопродукции осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ или ТУ. По запросу предоставляются:

Сертификаты качества с указанием химического состава, механических свойств, результатов испытаний.

Нестандартные размеры и формы проката по индивидуальным чертежам.

Термическая обработка: отжиг, нормализация, закалка с отпуском.

Резка в размер на ленточнопильных станках и газовой резкой.

Для уточнения наличия конкретных марок и размеров, а также условий поставки направляйте запрос — ответ в течение рабочего дня.