Понимание элементного состава обычных стальных сплавов может помочь инженерам, производителям и конструкторам продукции выбирать правильные материалы для удовлетворения конкретных требований применения, обеспечения качества, оптимизации производственных процессов и повышения производительности в определенных условиях. Эти знания имеют решающее значение для принятия обоснованных решений в процессах разработки, строительства и производства продукции. Теперь давайте рассмотрим элементный состав обычных марок углеродистой стали, нержавеющей стали, никелевых сплавов и других материалов.
Что такое состав сплава?
Элементный состав сплава относится к относительной пропорции или процентному содержанию различных химических элементов, входящих в состав сплава. Содержание этих элементов напрямую влияет на физические, химические и механические свойства сплава. Например, сталь — это сплав, состоящий из железа и определенной доли углерода, а содержание углерода в стали влияет на ее твердость, прочность, пластичность и другие свойства.
Сплавы обычно состоят из основного металла и добавленных легирующих элементов. Основной металл является основным компонентом сплава, в то время как легирующие элементы используются для улучшения свойств материала, таких как повышение прочности, коррозионной стойкости и высокотемпературных характеристик.
Марки и состав углеродистой стали:
Углеродистая сталь — это тип стали, где основным легирующим элементом является углерод. В зависимости от содержания углерода углеродистые стали подразделяются на три основные категории: низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь. Ниже приведен обзор распространенных марок углеродистой стали и их состава, которые обычно используются в конструкционных и производственных приложениях.
| Оценка | Углерод (C%) | Марганец (Mn%) | Кремний (Si%) | Фосфор (P%) | Сера (S%) | Железо (Fe%) | Другие элементы |
| А36 | 0,26 макс. | 0.60-0.90 | 0,40 макс. | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| A572 Гр 50 | 0,23 макс. | 1.35-1.65 | 0,40 макс. | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| A283 Gr C | 0,26 макс. | 0.60-0.90 | 0,30 макс. | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| А105 | 0,35 макс. | 0.60-0.90 | 0,30 макс. | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| A106 Группа B | 0.30-0.35 | 0.60-0.90 | 0,30 макс. | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| A53 Группа B | 0,30 макс. | 0.30-0.60 | 0.10-0.30 | 0,05 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| А500 | 0,26 макс. | 0.60-1.65 | 0,40 макс. | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| А513 | 0,30 макс. | 0.60-0.90 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| 1018 | 0.18-0.23 | 0.60-0.90 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| 1045 | 0.43-0.50 | 0.60-0.90 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| 1060 | 0.58-0.64 | 0.30-0.60 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| 1095 | 0.90-1.03 | 0.30-0.50 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| 1117 | 0.13-0.20 | 0.60-0.90 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| 1215 | 0.12-0.18 | 0.50-1.20 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| 15Б30 | 0.28-0.35 | 0.50-0.80 | 0.20-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | – |
| 4130 | 0.28-0.33 | 0.40-0.60 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | Cr 0,80-1,10, Mo 0,15-0,25 |
| 4140 | 0.38-0.43 | 0.75-1.00 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | Cr 0,80-1,10, Mo 0,15-0,25 |
| 4150 | 0.48-0.55 | 0.60-0.90 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | Cr 0,80-1,10, Mo 0,15-0,25 |
| 4340 | 0.38-0.43 | 0.60-0.80 | 0.15-0.30 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | Cr 0,70-0,90, Ni 1,65-2,00 |
| 5160 | 0.56-0.64 | 0.60-0.90 | 0.20-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | Cr 0,70-0,90, Mo 0,15-0,25 |
| 52100 | 0.98-1.10 | 0.25-0.45 | 0.10-0.35 | 0,04 макс. | 0,05 макс. | Баланс | Cr 1,30-1,60, Mo 0,15-0,25 |
Классификация углеродистой стали:
1. Низкоуглеродистая сталь (мягкая сталь)
Содержание углерода: обычно от 0,05% до 0,25%.
Характеристики: Мягкий, пластичный, легко сваривается и формуется. Используется для общего строительства и деталей кузова автомобиля.
Обычные оценки: A36, 1018, A53, A105.
2. Среднеуглеродистая сталь
Содержание углерода: обычно от 0,25% до 0,60%.
Характеристики: Обеспечивает хорошее соотношение прочности и пластичности, что делает его пригодным для применения в строительстве.
Обычные сорта: A572 Gr 50, 1045, 4130, 4140.
3. Высокоуглеродистая сталь
Содержание углерода: обычно от 0,60% до 1,00% и выше.
Характеристики: Очень прочный, твердый, но менее пластичный и трудно свариваемый. Используется в инструментах и машинах.
Обычные оценки: 1060, 1095, 52100.
4. Сверхвысокоуглеродистая сталь
Содержание углерода: обычно выше 1,00%.
Характеристики: Чрезвычайно твердый и хрупкий, используется для изготовления специализированных инструментов, может подвергаться термической обработке для обеспечения высокой износостойкости.
Общие оценки: 1095.
Марки и состав нержавеющей стали:
Марки аустенитной нержавеющей стали:
Аустенитные нержавеющие стали в основном состоят из железа, хрома и никеля и обладают превосходной коррозионной стойкостью, хорошей свариваемостью и формуемостью.
| Оценка | Кр (1ТП3Т) | Никель (%) | С (1ТР3Т) | Мн (%) | Си (%) | Мо (%) | Другие элементы |
| 201 | 16-18 | 3.5-5.5 | ≤0,15 | 5-7 | 1 | – | – |
| 202 | 17-19 | 4-6 | ≤0,15 | 7-10 | 1 | – | – |
| 205 | 17-19 | 4-6 | ≤0,15 | 7-10 | 1 | – | – |
| 301 | 16-18 | 6-8 | ≤0,15 | 2-4 | 1 | – | – |
| 302 | 17-19 | 8-10 | ≤0,08 | 2-4 | 1 | – | – |
| 303 | 17-19 | 9-11 | ≤0,15 | 2-3 | 1 | – | – |
| 304 | 18-20 | 8-10 | ≤0,08 | 2 | 1 | – | – |
| 305 | 18-20 | 9-12 | ≤0,08 | 2-4 | 1 | – | – |
| 308 | 18-20 | 8-10 | ≤0,08 | 2-4 | 1 | – | – |
| 309 | 22-24 | 12-15 | ≤0,08 | 2-4 | 1 | – | – |
| 310 | 24-26 | 19-22 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | – |
| 314 | 24-26 | 19-22 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | – |
| 316 | 16-18 | 10-14 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | 2-3 | – |
| 317 | 18-20 | 10-13 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | 3-4 | – |
| 321 | 17-19 | 9-12 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | Ti 0,4-0,7% |
| 330 | 24-26 | 19-22 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | – |
| 347 | 17-19 | 9-13 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | Кол-во 10xC% |
| 348 | 17-19 | 9-13 | ≤0,08 | 2-3 | 1 | – | Ти 5xC% |
Марки ферритной нержавеющей стали:
Ферритные нержавеющие стали в основном состоят из железа и хрома. Они обладают хорошей стойкостью к окислению и, как правило, магнитны.
| Оценка | Кр (1ТП3Т) | Никель (%) | С (1ТР3Т) | Мн (%) | Си (%) | Мо (%) | Другие элементы |
| 409 | 10.5-11.75 | ≤0,75 | ≤0,08 | 0.5-1.0 | ≤1 | – | – |
| 430 | 16-18 | ≤0,75 | ≤0,12 | 1.0-1.5 | ≤1 | – | – |
| 434 | 17-19 | ≤0,75 | ≤0,08 | 1.0-2.0 | ≤1 | – | – |
| 439 | 17-19 | ≤0,75 | ≤0,08 | 1.0-2.0 | ≤1 | – | – |
| 444 | 18-20 | ≤0,75 | ≤0,08 | 1.0-2.0 | ≤1 | 2-3 | – |
Марки дуплексной нержавеющей стали:
Бережливый дуплекс:
Сорта стали «бережливого» типа имеют более низкое содержание никеля, чем стандартные дуплексные стали, что делает их более экономичными, обеспечивая при этом хорошую коррозионную стойкость.
| Оценка | Кр (1ТП3Т) | Никель (%) | С (1ТР3Т) | Мн (%) | Си (%) | Мо (%) | Другие элементы |
| 2205 | 22-23 | 4.5-6.5 | ≤0,03 | 1.5-2.5 | ≤1 | 3-5 | Н 0,08-0,21ТР3Т |
| 2304 | 23-25 | 4-6 | ≤0,03 | 1.5-2.5 | ≤1 | 0.5-1 | Н 0,1-0,21ТР3Т |
Стандартный дуплекс:
Стандартные дуплексные стали представляют собой сбалансированное сочетание аустенитной и ферритной микроструктур, обеспечивающее как хорошую прочность, так и отличную коррозионную стойкость.
| Оценка | Кр (1ТП3Т) | Никель (%) | С (1ТР3Т) | Мн (%) | Си (%) | Мо (%) | Другие элементы |
| 2507 | 25-26 | 6-8 | ≤0,03 | 1.5-2.5 | ≤1 | 4-6 | Н 0,14-0,201ТР3Т |
Супердуплекс:
Супердуплексные стали — это высоколегированные дуплексные стали с повышенным содержанием хрома и молибдена, обеспечивающие превосходную коррозионную стойкость, особенно в агрессивных средах, таких как морская вода.
| Оценка | Кр (1ТП3Т) | Никель (%) | С (1ТР3Т) | Мн (%) | Си (%) | Мо (%) | Другие элементы |
| ЛДКС 2101 | 21-23 | 1.5-2.5 | ≤0,03 | 4.5-6 | ≤1 | 1.5-2 | Н 0,21ТР3Т |
Марки дисперсионно-твердеющей нержавеющей стали:
Дисперсионно-твердеющие стали сочетают в себе преимущества мартенситной нержавеющей стали с повышенной твердостью за счет термической обработки.
| Оценка | Кр (1ТП3Т) | Никель (%) | С (1ТР3Т) | Мн (%) | Си (%) | Мо (%) | Другие элементы |
| 17-4 ФС | 15-17 | 3-5 | 0.07 | 1-3 | ≤1 | 3-5 | Cu 3-5% |
| 13-8 мес. | 13-15 | 7-9 | 0.07 | 1-3 | ≤1 | 2-3 | Мо 2.0-3.5% |
| 15-5 ФС | 14-16 | 3-5 | 0.07 | 1-3 | ≤ |
Марки и состав сплава Хастеллой:
Hastelloy — это зарегистрированное название семейства высокопроизводительных, коррозионно-стойких сплавов, в основном из никеля, используемых в экстремальных условиях. Эти сплавы разработаны для выдерживания суровых условий, таких как высокие температуры, агрессивное химическое воздействие и высокие нагрузки. Некоторые распространенные марки Hastelloy включают:
| Сорт Хастеллоя | Никель (Ni) % | Молибден (Mo) % | Хром (Cr) % | Железо (Fe) % | Вольфрам (W) % | Кобальт (Co) % | Углерод (С) % | Кремний (Si) % | Марганец (Mn) % |
| C-276 (UNS N10276) | 57-63% | 15-17% | 14.5-16.5% | 4-7% | 3-4.5% | Макс 2% | Макс 0.01% | Макс 0.08% | Макс 1% |
| C-22 (UNS N06022) | 56-63% | 14.5-16.5% | 20-22% | 5% | 3-4% | Макс 2% | Макс 0.015% | Макс 0.08% | Макс 1% |
| B-2 (UNS N10665) | 61-70% | 28-31% | – | 3-6% | – | Макс 2% | Макс 0.02% | Макс 0.08% | Макс 1% |
| B-3 (UNS N10675) | 60-70% | 26-30% | 0.5-1.0% | Макс 2.5% | – | – | Макс 0.01% | Макс 0.08% | Макс 1% |
| C-2000 (UNS N06200) | 57-63% | 15-17% | 20-22% | 4-7% | 3-4% | Макс 2% | Макс 0.02% | Макс 0.08% | Макс 1% |
| X (UNS N06002) | 47-51% | 8-10% | 20-23% | 17-21% | – | 1.5-3% | Макс 0.10% | Макс 0.08% | Макс 1% |
| G-30 (UNS N06030) | 50-60% | 28-32% | 12-15% | 6-9% | – | – | Макс 0.02% | Макс 0.08% | Макс 1% |
| C-4 (UNS N06455) | 50-60% | 15-17% | 14-16% | 4-7% | – | – | Макс 0.03% | Макс 0.08% | Макс 1% |
Марки и состав монеля:
Сплавы Монель представляют собой группу сплавов никеля и меди, которые известны своей исключительной стойкостью к коррозии, особенно в морской и химической среде. Основными легирующими элементами в Монель являются никель (Ni) и медь (Cu), но другие элементы, такие как железо (Fe), марганец (Mn), углерод (C) и кремний (Si), также могут присутствовать в различных сортах. Вот некоторые из наиболее распространенных сортов Монель и их составы:
| Сорт Монель | Никель (Ni) % | Медь (Cu) % | Железо (Fe) % | Марганец (Mn) % | Алюминий (Al) % | Титан (Ti) % | Углерод (С) % | Кремний (Si) % | Сера (S) % |
| Монель 400 | 63-70% | 28-34% | Макс 2.5% | Макс 2% | – | – | Макс 0.30% | Макс 0.50% | Макс 0.024% |
| Монель 405 | 63-70% | 28-34% | Макс 2.5% | Макс 2% | – | – | Макс 0.30% | Макс 0.50% | Макс 0.024% |
| Монель К-500 | 63-70% | 27-33% | Макс 2.5% | Макс 1.5% | 2.3-3.15% | 0.35-0.85% | Макс 0.25% | Макс 0.50% | Макс 0.024% |
| Монель 404 | 63-70% | 28-34% | Макс 3% | Макс 2% | – | – | Макс 0.30% | Макс 0.50% | Макс 0.024% |
| Монель 500 | 63-70% | 27-33% | Макс 2.5% | Макс 1.5% | 2.3-3.1% | 0.35-0.85% | Макс 0.25% | Макс 0.50% | Макс 0.024% |
Сплавы Монель широко используются в морской, химической и аэрокосмической промышленности благодаря своей превосходной коррозионной стойкости, прочности и производительности в экстремальных условиях. Выбор марки зависит от требуемых механических свойств и факторов окружающей среды.
Марки и состав сплава Инколой:
Incoloy — это зарегистрированное название семейства высокопроизводительных сплавов на основе никеля, специально разработанных для работы в условиях высоких температур и коррозионных сред. Сплавы обычно состоят из никеля, железа и хрома с различными количествами других элементов, таких как молибден, титан и алюминий. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных марок Incoloy:
| Оценка | Никель (Ni) % | Хром (Cr) % | Железо (Fe) % | Молибден (Mo) % | Титан (Ti) % | Медь (Cu) % | Алюминий (Al) % | Углерод (С) % |
| Инколой 800 | 30-35% | 19-23% | Баланс | Макс 0.15% | 0.15-0.60% | – | Макс 0.15% | Макс 0.10% |
| Инколой 800H | 30-35% | 19-23% | Баланс | Макс 0.15% | 0.60-1.20% | – | Макс 0.15% | 0.05-0.15% |
| Инколой 800HT | 30-35% | 19-23% | Баланс | Макс 0.15% | 0.60-1.20% | – | Макс 0.15% | 0.05-0.15% |
| Инколой 825 | 38-46% | 19-23% | Баланс | 2.5-3.5% | 0.2-0.6% | 1.5-3.0% | Макс 0.2% | Макс 0.05% |
| Инколой 909 | 45-50% | 19-23% | Баланс | 2.0-2.5% | 0.6-1.0% | – | Макс 0.5% | Макс 0.03% |
| Инколой 330 | 33-37% | 19-23% | Баланс | Макс 0.5% | 0.15-0.60% | – | Макс 0.15% | Макс 0.20% |
Марки и состав инконеля:
Inconel — это зарегистрированное название семейства высокопроизводительных суперсплавов на основе никеля и хрома, предназначенных для выдерживания экстремальных условий, в частности высоких температур и коррозионных сред. Ниже приведены некоторые из наиболее часто используемых марок Inconel:
| Сорт Инконель | Никель (Ni) % | Хром (Cr) % | Железо (Fe) % | Молибден (Mo) % | Титан (Ti) % | Ниобий (Nb) % | Кобальт (Co) % | Углерод (С) % | Алюминий (Al) % | Кремний (Si) % |
| Инконель 600 (UNS N06600) | 72% | 14-17% | 6-10% | – | – | – | Макс 1% | Макс 0.15% | – | Макс 0.5% |
| Инконель 625 (UNS N06625) | 58-70% | 20-23% | Макс 5% | 8-10% | 0.4-1% | 3.15-4.15% | Макс 2% | Макс 0.10% | Макс 0.4% | Макс 0.08% |
| Инконель 718 (UNS N07718) | 50-55% | 17-21% | Баланс | 2.8-3.3% | 0.65-1.15% | 4.75-5.5% | Макс 1% | Макс 0.08% | 0.2-0.8% | Макс 0.5% |
| Инконель 600H (UNS N06600H) | 72-76% | 14-17% | 6-10% | – | – | – | Макс 1% | 0.05-0.15% | – | Макс 0.5% |
| Инконель 617 (UNS N06617) | 50-55% | 19-23% | Макс 5% | 8-10% | 0.25-0.85% | – | 12-18% | Макс 0.08% | Макс 1% | Макс 0.5% |
| Инконель 725 (UNS N07725) | 50-55% | 19-23% | Баланс | 3-4% | 1.4-2.4% | – | Макс 1% | Макс 0.08% | 0.3-1% | Макс 0.5% |
| Инконель X-750 (UNS N07750) | 70-75% | 15-17% | 5-9% | 0.9-1.6% | 0.25-0.85% | – | Макс 1% | Макс 0.08% | 0.3-1% | Макс 0.5% |
Никель 200/201 Состав:
| Оценка | Никель (Ni) % | Углерод (С) % | Железо (Fe) % | Медь (Cu) % | Марганец (Mn) % |
| Никель 200 | 99.0% мин. | Макс 0.15% | Макс 0.40% | Макс 0.50% | Макс 0.35% |
| Никель 201 | 99.0% мин. | Макс 0.02% | Макс 0.40% | Макс 0.50% | Макс 0.35% |
И никель 200, и никель 201 являются превосходными материалами для применений, требующих высокой стойкости к коррозии, особенно в щелочных и кислотных средах. Никель 201 с пониженным содержанием углерода обеспечивает улучшенные характеристики при более высоких температурах и используется в более требовательных средах по сравнению с никелем 200. В зависимости от конкретных потребностей применения — будь то пищевая промышленность, электрические компоненты или высокотемпературное промышленное применение — любой сорт может быть идеальным выбором.
Марки и состав CuNi:
Сплавы CuNi (медно-никелевые) в основном состоят из меди и никеля и известны своей превосходной устойчивостью к коррозии в морской воде и хорошими механическими свойствами. Эти сплавы широко используются в морских, химических и промышленных приложениях. Наиболее распространенные марки сплавов CuNi определяются процентным содержанием никеля и меди, а также дополнительными элементами, такими как железо (Fe) и марганец (Mn), которые добавляются для повышения прочности и коррозионной стойкости.
| Оценка | Медь (Cu) % | Никель (Ni) % | Железо (Fe) % | Марганец (Mn) % | Другие элементы |
| CuNi 90/10 | 90% | 10% | 1.0-1.5% | 0.5-1.0% | Небольшие количества серы, фосфора, цинка |
| CuNi 70/30 | 70% | 30% | 1.0-2.5% | 0.5-1.0% | Небольшие количества серы, фосфора, цинка |
| CuNi 60/40 | 60% | 40% | 1.5-3.0% | 1.0-2.0% | Небольшие количества серы, фосфора, цинка |
| CuNi 10/90 | 10% | 90% | 0.1-0.3% | 0.1-0.5% | Небольшие количества серы, фосфора, цинка |
Сплавы CuNi представляют собой универсальное семейство материалов с превосходной коррозионной стойкостью, особенно в морской и химической среде. Конкретный выбор марки (90/10, 70/30, 60/40 или другие) зависит от требуемых свойств, таких как прочность, коррозионная стойкость и механические характеристики в конкретных условиях окружающей среды.
Дополнительные ресурсы：
Материалы
RU 
EN 
DE 
FA 
ID