Марка стали — это сжатая техническая формула: сколько углерода, какие легирующие элементы и в какой пропорции, насколько чистый металл. Прочитать её можно за минуту, если знать порядок символов.
19 буквенных обозначений · 4 шага разбора · погрешность перевода твёрдости ±3 HRC
Этот справочник марок стали заменяет бумажный марочник сталей и сплавов в трёх типовых задачах: прочитать обозначение с чертежа, понять достижимую твёрдость и найти зарубежный аналог. Разбор конкретных марок вынесен на отдельные страницы — здесь общая система.
- Как расшифровать марку стали: порядок действий
- Буквенные обозначения легирующих элементов в стали
- Марки стали: расшифровка по группам — таблица
- Твёрдость HRC: таблица перевода шкал
- Состояние поставки стали и термообработка
- Аналоги марок стали: ГОСТ, AISI, DIN, JIS
- Какую марку стали выбрать под задачу
- Вопросы и ответы
Как расшифровать марку стали: порядок действий
Обозначение марок стали в российской системе читается слева направо, по четырём шагам.
- Ст + цифра сталь обыкновенного качества
- Только цифры качественная углеродистая конструкционная (20, 45, 50)
- У + цифра углеродистая инструментальная
- Ш в начале шарикоподшипниковая
- Р в начале быстрорежущая
- Э в начале электротехническая
Шаг 2. Прочитайте содержание углерода. В конструкционных сталях цифры в начале — сотые доли процента: «30» в 30ХГСА означает 0,30% углерода. В инструментальных углеродистых цифра после «У» — десятые доли: У8 содержит 0,8% C. Если цифр перед буквами нет вообще, углерода 1% и больше — так устроены подшипниковые и часть инструментальных марок.
Шаг 3. Разберите легирующие элементы. Буква — элемент, цифра после неё — примерное содержание в процентах. Цифра не ставится, если элемента меньше 1,5%.
Шаг 4. Учтите суффиксы — качество металла, степень раскисления, способ выплавки.
Буквенные обозначения легирующих элементов в стали
Маркировка сталей по ГОСТ 4543-2016 использует кириллические буквы, которые не совпадают с химическими символами. Отсюда главная ошибка новичков — прочитать «С» как углерод вместо кремния.
| Буква | Элемент | Символ | Что даёт стали |
|---|---|---|---|
| А (в середине) | Азот | N | Упрочнение, измельчение зерна |
| Б | Ниобий | Nb | Стабилизация нержавеющих сталей |
| В | Вольфрам | W | Красностойкость, твёрдость при нагреве |
| Г | Марганец | Mn | Прокаливаемость, износостойкость |
| Д | Медь | Cu | Атмосферная коррозионная стойкость |
| Е | Селен | Se | Обрабатываемость резанием |
| К | Кобальт | Co | Жаропрочность, красностойкость |
| Л | Бериллий | Be | Упрочнение |
| М | Молибден | Mo | Прокаливаемость, снижение отпускной хрупкости |
| Н | Никель | Ni | Вязкость, коррозионная стойкость |
| П | Фосфор | P | Прочность (в избытке — вредная примесь) |
| Р (в середине) | Бор | B | Резкий рост прокаливаемости при 0,001–0,005% |
| С | Кремний | Si | Упругость, жаростойкость, раскисление |
| Т | Титан | Ti | Стабилизация структуры |
| Ф | Ванадий | V | Измельчение зерна, вязкость |
| Х | Хром | Cr | Коррозионная стойкость, прокаливаемость |
| Ц | Цирконий | Zr | Измельчение зерна |
| Ч | РЗМ | — | Модифицирование структуры |
| Ю | Алюминий | Al | Раскисление, жаростойкость |
Ещё одна ловушка — ШХ15. Цифра после «Х» здесь показывает хром не в целых процентах, а в десятых долях: хрома 1,5%, а не 15%.
Что означают буквы и сокращения в конце марки
| Обозначение | Расшифровка | Пример |
|---|---|---|
| А в конце | Высококачественная: сера и фосфор не более 0,025% каждого | У8А, 40ХА |
| Ш через тире | Особовысококачественная, электрошлаковый переплав | 30ХГСА-Ш |
| сп | Спокойная — полностью раскисленная, однородная структура | Ст3сп |
| пс | Полуспокойная | Ст3пс |
| кп | Кипящая — минимально раскисленная, с ликвацией примесей | Ст3кп |
| У в начале | Инструментальная углеродистая | У8, У10А, У12 |
Отличие качественной стали от высококачественной — только в содержании вредных примесей. У качественной допускается до 0,04% серы и 0,035% фосфора, у высококачественной — до 0,025% каждого элемента. Для сварных конструкций берут «сп» или «пс»; кипящая сталь для ответственной сварки не годится.
Марки стали: расшифровка по группам — таблица
Классификация сталей по ГОСТ строится по назначению. Ниже — марки, которые чаще всего встречаются в чертежах на детали промышленного оборудования, с разбором обозначения.
| Группа | Марка | Расшифровка обозначения | Где применяется | Подробнее |
|---|---|---|---|---|
| Углеродистые обыкновенного качества | Ст3сп | Сталь обыкновенного качества, номер 3, спокойная | Металлоконструкции, корпуса, оси конвейерных роликов | — |
| Ст3пс, Ст3кп | То же, полуспокойная и кипящая | Неответственные конструкции | — | |
| Качественные углеродистые конструкционные | 20 | 0,20% углерода | Цементуемые детали, трубы роликов | — |
| 45 | 0,45% углерода | Валы, шпонки, звёздочки, корпуса патронов | — | |
| 50 | 0,50% углерода | Нагруженные валы, зубчатые колёса | — | |
| Легированные конструкционные | 40Х | 0,40% C, хрома до 1,5% | Шлицевые валы, звёздочки, полумуфты | — |
| 38ХГ | 0,38% C, хром и марганец до 1,5% каждого | Валы под повышенные нагрузки | — | |
| 30ХГСА | 0,30% C, хром, марганец, кремний ~1%, высококачественная | Ответственные нагруженные детали | Разбор марки | |
| 38ХС | 0,38% C, хром и кремний до 1,5% | Валы, шестерни, муфты небольших размеров | Чем заменить | |
| 09Г2С | 0,09% C, марганца ~2%, кремний | Сварные конструкции, ёмкости, трубопроводы | — | |
| 40ХН2МА | 0,40% C, хром, никель ~2%, молибден, высококачественная | Тяжелонагруженные валы и шестерни | — | |
| Цементуемые легированные | 20Х | 0,20% C, хрома до 1,5% | Кулачки патронов, втулки, пальцы | — |
| 12ХН3А | 0,12% C, хром, никель ~3%, высококачественная | Зубчатые колёса, звёздочки под ударную нагрузку | — | |
| 18ХГТ | 0,18% C, хром, марганец, титан | Шестерни коробок скоростей | — | |
| Рессорно-пружинные | 65Г | 0,65% C, марганец до 1,5% | Крановые колёса, пружинные шайбы, стопорные кольца | — |
| 60С2А | 0,60% C, кремния ~2%, высококачественная | Тарельчатые пружины, рессоры | — | |
| 50Г2 | 0,50% C, марганца ~2% | Пружины, звёздочки | — | |
| Подшипниковые | ШХ15 | Шарикоподшипниковая, хрома 1,5% | Кольца, шарики и ролики подшипников | — |
| Инструментальные | У8А | Углеродистая, 0,8% C, высококачественная | Молотки, зубила, ножи | — |
| У10А | Углеродистая, 1,0% C, высококачественная | Метчики, напильники, ножи | — | |
| 9ХС | 0,9% C, хром и кремний | Свёрла, развёртки, шаберы | — | |
| Х12МФ | Углерода >1%, хрома ~12%, молибден, ванадий | Штампы холодного деформирования | — | |
| Быстрорежущие | Р6М5 | Быстрорежущая, 6% вольфрама, 5% молибдена | Фрезы, свёрла, резцы | — |
| Р18 | Быстрорежущая, 18% вольфрама | Режущий инструмент | — | |
| Нержавеющие | 12Х18Н10Т | 0,12% C, 18% Cr, 10% Ni, титан | Химаппаратура, трубопроводы | — |
| 08Х18Н10 | 0,08% C, 18% Cr, 10% Ni | Пищевое и химическое оборудование | — | |
| 20Х13, 40Х13 | 0,20 и 0,40% C, хрома 13% | Детали, работающие в агрессивной среде | — |
Виды сталей и их обозначения различаются и по содержанию углерода: до 0,25% — низкоуглеродистые, 0,25–0,6% — среднеуглеродистые, свыше 0,6% — высокоуглеродистые. Этот параметр определяет предельную твёрдость после закалки.
Твёрдость HRC: таблица перевода шкал
Метод Роквелла — основной способ измерения твёрдости стали в машиностроении. По шкале C прибор считает глубину вдавливания алмазного конуса с углом 120° под нагрузкой 1471 Н. Отличие шкал HRC, HRA и HRB — в инденторе и нагрузке: HRA использует тот же конус при меньшей нагрузке, для тонких и очень твёрдых образцов, HRB работает стальным шариком по мягким материалам. Измерить твёрдость стали без твердомера точно нельзя — напильник и эталонные образцы дают лишь грубую оценку.
| HRC | HB (Бринелль) | HV (Виккерс) | HRA | Типичные детали |
|---|---|---|---|---|
| 67 | 745 | 800 | 83,5 | Инструментальные стали |
| 65 | — | 820–840 | 84 | Предел для закалённых сталей |
| 63 | 712 | 775 | 83 | Режущий инструмент |
| 58 | 601 | 650–655 | 81 | Штампы, матрицы |
| 53 | 534 | 575 | 79 | Рессорные стали |
| 45 | 429 | 460 | 75 | Конструкционные стали |
| 35 | 331 | 350 | 70 | Среднеуглеродистые стали |
| 22 | 241 | 255 | — | Низкоуглеродистые стали |
Максимальная твёрдость стали HRC упирается в содержание углерода: каждые 0,1% дают прибавку 2–3 единицы. Поэтому 40Х физически не выдаст 60 HRC при объёмной закалке — потолок около 48–50 HRC, дальше только азотирование или другая марка.
Твёрдость стали после закалки: таблица по маркам
| Марка | Тип | HRC после закалки | Температура отпуска, °C | Применение |
|---|---|---|---|---|
| У7А | Углеродистая инструментальная | 58–60 | 150–200 | Молотки, зубила, топоры |
| У10А | Углеродистая инструментальная | 62–64 | 150–180 | Ножи, метчики, напильники |
| 9ХС | Легированная инструментальная | 60–62 | 180–220 | Свёрла, развёртки |
| 8ХФ | Легированная инструментальная | ≥ 59 | закалка 800–860 | Штампы, пуансоны |
| 9ХФ | Легированная инструментальная | ≥ 61 | закалка 820–880 | Метчики, плашки |
| 13Х | Легированная инструментальная | ≥ 65 | закалка 780–810, вода | Режущий инструмент |
| Х12МФ | Штамповая | 56–60 | 450–500 | Штампы холодного деформирования |
| Р6М5 | Быстрорежущая | 62–65 | 540–560 | Фрезы, свёрла, резцы |
Значения выше 67 HRC для обычных сталей недостижимы — такие цифры относятся к порошковым сталям, твёрдым сплавам и керамике.
Состояние поставки стали и термообработка
Состояние поставки — обработка, в которой прокат приходит на склад. От неё зависят твёрдость и прочность заготовки до того, как деталь попадёт в термичку. Один и тот же круг 40Х в разных состояниях поставки даёт разную обрабатываемость и разный припуск на деформацию.
| ГОСТ | Состояние поставки | σв, МПа не менее | δ5, % | HB не более |
|---|---|---|---|---|
| ГОСТ 1050-88 | Горячекатаная, кованая после нормализации (2-я категория) | 410 | 25 | — |
| ГОСТ 1050-88 | 5-я категория после нагартовки | 490 | 7 | — |
| ГОСТ 1050-88 | 5-я категория после отжига или высокого отпуска | 390 | 21 | — |
| ГОСТ 10702-78 | После отпуска или отжига | 390–490 | — | 163 |
| ГОСТ 10702-78 | После сфероидизирующего отжига | 340–440 | — | 163 |
| ГОСТ 10702-78 | Нагартованная без термообработки | 490 | 7 | 207 |
| ГОСТ 4041-71 | Лист термообработанный, 1-я и 2-я категории | 340–490 | 28 | 127 |
Нагартованная сталь — упрочнённая холодной деформацией без нагрева. Прочность растёт, пластичность падает: удлинение проваливается с 21–25% до 7%.
- Закалка — нагрев выше критической точки и быстрое охлаждение в воде, масле или на воздухе; даёт мартенсит и максимальную твёрдость
- Отпуск — нагрев закалённой детали для снятия напряжений; чем выше температура, тем ниже итоговая твёрдость
- Отжиг — медленное охлаждение с печью, снимает наклёп и облегчает резание
- Нормализация — охлаждение на воздухе, выравнивает структуру после ковки
- Нагартовка — упрочнение без нагрева
Разница между закалкой, отпуском и отжигом в одном: закалка твёрдость даёт, отпуск её частично забирает ради вязкости, отжиг убирает почти полностью ради обрабатываемости.
Аналоги марок стали: ГОСТ, AISI, DIN, JIS
Таблица соответствия марок стали ГОСТ, AISI, DIN и JIS даёт близкие, а не идентичные марки. Эквивалент подбирают по химсоставу, и допуски по каждому элементу у стандартов свои. Для ответственных узлов сверяют полный состав по сертификату, а не строку в таблице.
| ГОСТ | AISI/ASTM | DIN/EN (W.-Nr.) | JIS |
|---|---|---|---|
| Ст3, Ст3сп | A36 | S235JR / St37-2 (1.0038) | SS400 |
| Сталь 20 | 1020 | — | — |
| Сталь 45 | 1045 | C45E (1.1191) | S45C |
| Сталь 50 | 1050 | — | — |
| 09Г2С | A572 Gr.50 | — | — |
| 40Х | 5140 | 42Cr4 (1.7045) | — |
| 38ХМ, 40ХГМ | 4140 | 42CrMo4 (1.7225) | SCM440 |
| 30ХГСА | 4130 (близкий) | — | — |
| 40ХН2МА | — | 40NiCrMo6 (1.6565) | — |
| У10А | W1-1.0C | — | — |
| У12А | W1-1.2C | — | — |
| Х12МФ | D2 | — | — |
| ШХ15 | 52100 | — | — |
Нержавеющие стали
| ГОСТ | AISI | W.-Nr. (EN/DIN) | JIS |
|---|---|---|---|
| 08Х18Н10 | 304 | 1.4301 | SUS304 |
| 03Х18Н11 | 304L | 1.4306 / 1.4307 | SUS304L |
| 08Х18Н10Т | 321 | 1.4541 | SUS321 |
| 03Х17Н14М3 | 316L | 1.4404 | SUS316L |
| 08Х17Н13М2 | 316 | 1.4401 / 1.4436 | SUS316 |
| 10Х17Н13М2Т | 316Ti | 1.4571 | — |
| 08Х13 | 410S | 1.4000 | SUS410S |
| 12Х13 | 410 | 1.4006 | SUS410 |
| 20Х13 | 420 | 1.4021 / 1.4031 | — |
| 40Х13 | 420HC | 1.4034 | — |
| 95Х18 | 440C | — | — |
| 12Х17 | 430 | 1.4016 | SUS430 |
Российский аналог AISI 304 — 08Х18Н10, аналог DIN 1.4301 — та же марка. Отечественный аналог AISI 316 — 08Х17Н13М2. Точного соответствия у 12Х18Н9Т в западной номенклатуре нет: приводят близкие по составу марки, для труб и сварочных материалов чаще указывают TP321.
Для импортных плит инструментального назначения сравнение марок стали России и Европы удобнее вести по твёрдости в поставке — она указывается прямо в справочниках поставщика.
| W.-Nr. | DIN | Российский аналог | Твёрдость в поставке | Закалка нужна |
|---|---|---|---|---|
| 1.0570 | S355J2+N | Ст3 | до 190 HB | нет |
| 1.1730 | C45U | Сталь 45 | до 190 HB | нет |
| 1.2311, 1.2312 | 40CrMnMo7 | 4Х2ГМ, 5ХГМ | 280–325 HB | не требуется |
| 1.2738 | 40CrMnNiMo8 | 4Х2ГНМ, 5ХГНМ | 280–325 HB | не требуется |
| 1.2085 | X33CrS16 | 30Х16 | 280–325 HB | не требуется |
Какую марку стали выбрать под задачу
Подбор идёт от нагрузки и требуемой твёрдости, а не от «чем прочнее, тем лучше». Избыточная марка удорожает деталь и усложняет обработку, не добавляя ресурса.
| Тип детали | Марки | Твёрдость | Почему так |
|---|---|---|---|
| Валы, шлицевые валы | 45, 40Х, 38ХГ | 45–55 HRC | 45 — стандартные нагрузки, 40Х и 38ХГ — повышенные и большие сечения |
| Звёздочки, зубчатые колёса | 45, 40Х, 12ХН3А, 20Х | 45–55 HRC | Цементуемые марки дают твёрдый зуб и вязкую сердцевину |
| Крановые колёса | 65Г | 300–390 HB | Реборда работает на истирание, нужна пружинно-рессорная сталь с сорбитизацией |
| Штампы холодного деформирования | Х12МФ, 9ХС | 56–62 HRC | Сопротивление смятию и износу при высоких давлениях |
| Режущий инструмент | Р6М5, У10А | 62–65 HRC | Красностойкость Р6М5 держит нагрев в зоне резания |
| Пружины, стопорные кольца, шайбы | 65Г, 60С2А | 40–48 HRC | Кремний и марганец дают упругость |
| Сварные конструкции | 09Г2С, Ст3сп | без термообработки | Низкий углерод — сталь хорошо варится без подогрева |
| Детали в агрессивной среде | 12Х18Н10Т, 20Х13 | 20–45 HRC | Хром выше 13% формирует пассивную плёнку |
Какая сталь лучше для валов, зависит от диаметра: до 30 мм хватает стали 45, дальше прокаливаемость падает и нужна легированная марка.
Виды стали для ножей и прочего режущего инструмента подбирают по тому же принципу: углерод от 0,8% и выше плюс легирование хромом. Ниже 0,6% углерода нужную твёрдость режущей кромки получить нельзя.
Вопросы и ответы по расшифровке марок стали
Практика чтения марки с чертежа, назначения твёрдости и подбора аналога — вопросы с профильных технических форумов. Общая система обозначений разобрана выше.
| Где стоит «А» | Что означает | Пример |
|---|---|---|
| В конце марки | Высококачественная сталь, пониженные сера и фосфор | У8А, 40ХА |
| В середине | Азот как легирующий элемент | 12Х17Г9АН4 |
| В начале | Автоматная сталь с повышенным содержанием серы и фосфора для лёгкой обработки резанием | А12, А20 |
| Категория | Сера, не более | Фосфор, не более | Признак в марке |
|---|---|---|---|
| Обыкновенного качества | 0,06% | 0,07% | Ст3, Ст5 |
| Качественная | 0,04% | 0,035% | 45, 40Х |
| Высококачественная | 0,025% | 0,025% | «А» в конце |
| Особовысококачественная | 0,015% | — | «Ш» через тире |
| Шкала | Индентор | Основная нагрузка | Рабочий диапазон | Для чего |
|---|---|---|---|---|
| HRA | Алмазный конус 120° | 588 Н (60 кгс) | 70–85 | Твёрдые сплавы, тонкие изделия, цементированный слой |
| HRB | Стальной шарик 1,588 мм | 981 Н (100 кгс) | 25–100 | Мягкие стали, цветные металлы |
| HRC | Алмазный конус 120° | 1471 Н (150 кгс) | 20–70 | Закалённые и улучшенные стали |