Как определить марку стали: проверка вида и состава металла

• By: Семантика
• Без рубрики
• Comment: 0

Содержание статьи

1. Как определяется марка стали
2. Методы определения марки стали
3. Общие понятия о марках стали
4. Спектральный анализ металлов
5. Маркировка сталей по международным стандартам

Во всем мире приняты определенные нормы, как маркировать металлические изделия (металлопрокат и другие) перед продажей. К сожалению, они не являются международными, но даже знание российского ГОСТа не всегда помогает с тем, чтобы понять – какой сплав лежит перед вами. Ведь металлоконструкция может быть без отметин о качестве, а также являться старой. Тогда понадобятся знания о том, как определить марку стали и тип металла в зависимости от состава, ведь есть множество видов железосодержащих сплавов. Об этом и поговорим в нашей статье.

Сперва расскажем, с чем мы имеем дело. Стальные листы, бруски и прочие заготовки изготавливаются из металлических твердых растворов, содержащих в своей основе железо и углерод. Оба вещества являются обязательными. Поскольку Fe без добавления С не очень твердая металлоконструкция. Твердость и износостойкость он получает как раз после легирования. В зависимости от содержания углерода как раз проводят первую классификацию на:

• высокоуглеродистые – более 0,6%;

• среднеуглеродистые – до 0,6%;

• низкоуглеродистые – менее 0,25%.

Все они имеют разные характеристики и используются в различных ситуациях.

Активно применяется легирование другими материалами – металлами и неметаллами. Их вкрапление позволяет достичь более совершенного состава, который приобретает уникальные свойства, например, при высокой концентрации хлора получается нержавейка, поскольку вещество вступает в химическую реакцию с кислородом и на поверхности образуется пленка из оксида. Так могут быть добавлены: молибден, титан, никель, медь и прочие компоненты. В маркировке, которая является основным источником того, как узнать марку стали, перечисляются буквы тех элементов, которые представлены в преимуществе. Содержание более мелких примесей обычно не учитывается в названии. Таким образом, легирование тоже несет две различные классификации – это по степени:

• Высоколегированные – более 10%.

• Среднелегированные – до 10%.

• Малолегированные – до 2,5%.

И по веществу/ам в составе – хромоникелевый сплав, хромистый и пр.

Во всем мире несколько различных нормативов по маркировке. Наиболее распространены – европейская, американская и российская. Последняя, правильно будет сказать советская, актуальнее для нас и для государств, входящих в СНГ. На ней мы и будем далее больше концентрироваться.

Как определяется марка стали

Во время производственного цикла все просто и понятно – металлические заготовки закупаются в прутках, брусках, листах или полосах. С одного из краев на них нанесена маркировка (гравировка из цифр и букв) и специальный окрас – цвет также является сигнализатором для металлургов. На производстве сперва используется основная масса металла, а этот маркированный кончик – в самом конце. Но в домашних условиях умельцы зачастую покупают стальные листы с рук или в такой форме, что нельзя распознать маркировку. Поэтому ниже мы дадим несколько элементарных способов определения материала. Для этого вам понадобится:

• сама заготовка (желательно поместить ее в тиски для уменьшения риска травматизации);

• молоток и зубило;

• точильный круг;

• напильник;

• печь.

Также заблаговременно создайте оптимальные условия для теста, а именно – хорошее освещение, экипировку (наденьте защитные очки, обезопасьте открытые участки тела), материалы для сравнения, если они нужны, доступ в интернет.

Теперь перечислим возможные варианты проверки.

Методы определения марки стали

1. Прикрепляем режущую кромку инструмента к поверхности. Наша задача – срезать верхний тонкий слой средней длины. Теперь анализируем стружку. Если она быстро ломается, совсем не получается ее получить, только короткие обломки, то, скорее всего, в ваших руках высокоуглеродистая. Именно из-за содержания углерода теряется пластичность, появляется твердость, а прочность страдает. Низкоуглеродистый состав, напротив, даст длинные завитки однородной структуры. А сам процесс сбивания верхнего слоя будет проще.

2. Более энергозатратный способ. Подходит для тех, кто имеет печь – подойдет самая обыкновенная дровяная. Но для чистоты эксперимента, чем больше поддерживаемая внутри температура (до закаливания), тем лучше. Берем металлический пруток и напильник. Делаем надрез, запоминаем, какие усилия были при этом приложены. Теперь подвергаем образец закалке и проводим повторный распил. Если после нагрева сохраняется простота манипуляции, значит вы имеете дело с малоуглеродистой. Большое количество углерода в составе делает металл труднообрабатываемым после закаливания.

3. Для третьего способа нам понадобится точильный круг. Сперва подготовьте рабочее место – хорошее освещение, сзади поставьте темный однородный фон, чтобы было лучше видно искры. Именно по ним будет проходить проверка стали. Если они крупные, брызгают в большом объеме, яркие, то вы имеете дело с высокой твердостью материала. В обратном случае при небольшом снопе и малых частицах искр – металлоконструкция не твердая. Чтобы верно интерпретировать результат, возьмите для сравнения другую заготовку, марку которой вы знаете. Обязательно надавливайте на оба образца с одинаковым усилием и под равным углом.

4. Используя точильный круг, можно определять материал и по другим признакам, например, цвет искр. Конечно, ряд показателей достаточно субъективный, намного лучше тестировать в сравнении с другими образцами. Если у вас сыпется в разные стороны, широко много звездочек небольшого размера, но при этом они долетают недалеко, оттенок при этом у них красный, то вы имеете дело с высокоуглеродистым образцом. Сноп посветлее и с меньшим количеством искр будет свидетельствовать о среднем содержании углерода, в то время как вовсе малая его часть в составе даст длинные соломенного цвета полосы без звездочек на концах – так обтачивается железо.

Если вы имеете дело со сталью, которую легировали, то по некоторым ее характеристикам можно предположить, какие легирующие элементы добавляли. Например:

• Наличие фосфора в большом количестве (это вредная примесь) приведет к повышенной хладноломкости, то есть при отрицательных температурах металлический лист или прут будет просто переломить, на нем образуются трещины.

• Хром делает заготовку очень устойчивой к образованию коррозии, поэтому, если вы взяли чистый, без ржавчины образец, который долго пролежал на улице, скорее всего, это хромистая.

• Тот же хром, как и никель, если их добавлено большое количество, убирают магнитные свойства образца.

Некоторые другие характеристики проверить в домашних условиях не просто. Но если вы можете определить особенности металлообработки, закалки, жаропрочности, то получится и выяснить наличие других добавок.

Общие понятия о марках

Будем рассматривать маркировку, которая была разработана еще в СССР и сейчас активно применяется на территории России и во всех странах ближнего зарубежья. Она универсальна тем, что включает все классы, которых очень много. Основные моменты:

• Номер присваивается всей партии, проставляется клеймо (краской, путем гравирования) на каждое отдельное изделие. Он состоит из цифр и букв, символов нет.

• Иногда в самом начале указывается сокращение «Ст», то есть «сталь», но это совсем не обязательно.

• Обычно начальные цифры указывают на сотые доли углерода, при этом литера, обозначающая это вещество, не ставится, поскольку углеродистость – одна из основополагающих характеристик сплавов. Например, если указано 20, то содержание 0,2%.

Теперь более подробно на примере:

Мы имеем буквы (русские или латинские, как в образце), они обозначают легирующие элемент, который находится в составе. Если вам нужен метод определения марки металла без справочников, то потребуется запомнить наиболее распространенные сокращения:

• А – азот.

• Н – никель.

• Х – хром.

• Т – титан.

• К – кобальт.

• В – вольфрам.

• Ц – цирконий.

• С – кремний.

• Д – медь.

• Б – ниобий.

• Г – марганец.

• Ю – алюминий.

Более полный перечень можно найти в нормативных документах. Кстати, интересно, что ГОСТы по изготовлению стальных сплавов, принятые еще в Советском Союзе, действуют до настоящего момента, как и правила маркировок. Всего номенклатура насчитывает более 1500 индивидуальных значений – именно столько разновидностей металлов данной категории изготавливается во всем мире. Не удивительно, что в таком многообразии очень сложно на глаз определить, какой именно материал находится в руках.

С буквами мы разобрались, теперь цифры. С ними все просто – первая по счету принадлежит углероду, а дальше читаем слева направо: литера, а за ней цифровое указание – какая доля (в процентном соотношении) вещества находится в составе.

Но, кроме обозначения химических элементов, можно встретить и другие, порой непонятные буквы. Они могут свидетельствовать о наличии особых свойств, а также о принадлежности к какой-либо категории. Рассмотрим, как проверить марку стали по этим обозначениям, ниже.

Качество материала

Помимо специально введенных в точной пропорции добавок, которые улучшают характеристики сплава, есть вредные примеси – они находятся в растворе при выплавке без намерений металлургов. Обычно это неметаллы, которые оказывают негативное влияние. Так, например, фосфор делает металл очень ломким при понижении температуры, а сера приводит к образованию трещин при нагреве. Поэтому от этих и других элементов (кислород, излишки азота) стараются избавиться, и чем их меньше в образце, тем выше его качество. Стать может называться:

• обыкновенной, тогда в самом начале проставляется «Ст», это значит, что примесей находится в количестве 0,06-0,07%;

• качественной – никаких особых пометок не ставится, содержание веществ – до 0,035%;

• высококачественной – в конце маркировки будет стоять «А» (не путать с азотом), это значит, что не более 0,025% вредных элементов;

• особо высококачественной – название заканчивается литерой «Ш», а процентное содержание не превышает 0,02%.

Кроме того, при работе с обыкновенным классом качества необходимо еще учитывать категории – от 0 до 6. Так получается уже «Ст» с цифровым индексом. Чем ниже цифра, тем качественнее, с точки зрения примесей, состав.

Еще одно важное понятие – это степень раскисления. Это показатель, который отображает поведение металла в расплавленном состоянии. Это зависит от того, как выводится кислород из раствора. Согласно этой классификации, сплавы могут быть:

• Спокойные (СП в маркировке), они застывают без газовыделения. В них есть содержание марганца, кремния или алюминия.

• Полуспокойные (ПС), которые раскисляются двумя этапами из-за одержащегося углерода.

• Кипящие (КП). В процессе их нагрева активно происходит выработка углекислого газа, который восходит к поверхности пузырьками и застывает таким образом.

А если вы имеете дело с легированной сталью, то можете наткнуться на специализированные обозначения, для примера приведем несколько сокращений:

• Ш – шарикоподшипниковое назначение.

• Р – быстрорежущая для изготовления инструментов.

• А – автоматная специализированная.

• Э – электротехническая, она же очищенная фактически от любых примесей, более 99% – сплошное железо.

Спектральный анализ металлов

 Это современный метод, позволяющий узнать структуру практически любого полезного ископаемого или готового изделия на основании проанализированных физических свойств, в частности, отражения, испускания, люминесценции и пр. Дело в том, что атомы разных веществ испускают особенные, характерные только одному элементы волны. Они имеют свою длину, частоту и пр. Поэтому можно учитывать только волновую природу образца, чтобы с точностью установить, какие добавки находятся в его составе. И для этого используют спектральный определитель марки стали. Это прибор, который и производит этот анализ. Он есть практически на всех производствах, но может применяться и в быту, поскольку особых умений использования не требует.

Но есть нюансы. Например, важно учесть тот факт, что при прожиге (так терминологически называется процесс взятия пробы) определяется только верхний слой в несколько мм, поэтому очень важно, чтобы весь брусок (прут) был изготовлен из однородного материала. Также стоит знать о существовании четырех разновидностей спектрального анализа:

• Эмиссионный – регистрирует испускаемые веществом волны.

• Абсорбционный – учитывает то, сколько оно поглощает.

• Люминесцентный – определяет, могут ли добавки светиться, излучать свет.

• Комбинационный – концентрируется на рассеивании света и возбужденииколебаний молекул.

Данный метод очень широко применяется в лабораториях, а также на крупных производствах. Прибор имеет в качестве источника света высокотемпературную плазму искры или электродуги (более 10000 К), которая генерируется внешним накопителем. Только после такого возбуждения извне атомы начинают излучать собственные волны, а уже по их длине и особенностям можно делать выводы.

Маркировка сталей по международным стандартам

Есть нормативный документ, который напоминает российский ГОСТ, EN 10027-1 – это Евронормы для нанесения номеров. В нем прописывается цифро-буквенное определение проката. Сперва указывается степень раскисления:

• U – кипящая.

• R – спокойная.

После этого может быть литера, которая отвечает за специальное назначение, например:

• Q – приготовленная для отбортовки;

• K – для холодного формования;

• Z – для последующего волочения.

Затем уже ставится St, то есть «сталь» с последующим цифровым набором. Но если в российских нормативах более ценят фактор количественного и качественного состава, а характеристики этой марки, предполагается, что должен знать сам металлург или ответственное лицо, справочник, на худой конец. То в Евронормах, напротив, не так важно, какие элементы содержатся в расплаве, главное, определение маркировки металла по качеству. Поэтому сначала стоит цифра, указывающая на минимальный предел прочности, а затем через дефис или без него – одна из трех групп качества. Иногда в конце проставляется еще одна литера:

• U – материал поступил уже после прокатки;

• N – предварительно была пройдена процедура нормализации.

Еще могут добавляться прописные буквы и различные индексы, но это уже частности. Таким образом, понимаем, что маркировка по Европейским нормам не сильно отличается от нашего российского ГОСТа.

В статье мы рассказали, как определяется марка стали несколькими способами – в домашних условиях, на производстве прибором и по маркировке. Если необходима помощь – обращайтесь в компанию «Рокта», мы занимаемся продажей лентопильных станков, чтобы проконсультироваться со специалистом позвоните по контактным номерам, указанным на странице. В качестве завершения темы посмотрим видео: