Маркировка сталей и чугунов: как расшифровать СЧ20, ВЧ50 и 35Л

СЧ20, ВЧ50, 35Л, 40Х, 12Х18Н10Т — за короткими сочетаниями букв и цифр стоит вся информация о сплаве: состав, класс прочности, назначение. Разберём систему маркировки по ГОСТ, чтобы читать её без справочника и не путать сталь для литья с прокатной, а серый чугун — с высокопрочным.

Статья пригодится конструкторам, снабженцам, инженерам ОТК и всем, кто оформляет заявки на металл или отливки.

Зачем нужна маркировка сплавов

Марка — это «паспорт» материала в одной строке. Она отвечает на четыре вопроса:

• к какой группе относится сплав (сталь, чугун, какой именно);
• каков химический состав или класс прочности;
• какое назначение — конструкционное, инструментальное, литейное;
• по какому стандарту сплав изготовлен.

Ошибка в марке — это не «на одну букву больше»: это другой сплав, другая технология и часто другая цена. Разница между 45 и 45Л, между СЧ15 и ВЧ50, между 09Г2С и 09Г2 — принципиальная.

Кратко о том, как производят сталь и из чего она состоит — мы разбирали в отдельной статье. Здесь сосредоточимся на том, как эти сплавы кодируются в маркировке.

Маркировка чугунов

Чугун — это железоуглеродистый сплав с содержанием углерода более 2,14 %. По форме включений графита и способу их получения он делится на несколько типов, и каждому соответствует своя буквенная приставка.

Серый чугун — СЧ

Буквы: СЧ — серый чугун. Цифры: предел прочности при растяжении в МПа × 0,1 (по действующей системе — минимальное значение σв в МПа/10).

Примеры:

• СЧ15 — серый чугун с σв не менее 150 МПа.
• СЧ20 — не менее 200 МПа.
• СЧ25 — не менее 250 МПа.

Стандарт — ГОСТ 1412 (актуальную редакцию стоит проверить перед оформлением ТУ).

Серый чугун — самый распространённый литейный материал: корпуса, станины, крышки, детали, где нужны хорошая обрабатываемость, демпфирующие свойства и невысокая цена. Пластичность низкая, работать на растяжение и удар он плохо. Подробнее о том, что такое чугунное литьё и где оно применяется — в развернутом материале.

Высокопрочный чугун — ВЧ

Буквы: ВЧ — высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Цифры: предел прочности при растяжении, аналогично СЧ.

Примеры:

• ВЧ40 — σв не менее 400 МПа.
• ВЧ50 — не менее 500 МПа.
• ВЧ60 — не менее 600 МПа.

Стандарт — ГОСТ 7293. Шаровидная форма графита достигается модифицированием магнием или церием. Результат — прочность и пластичность на уровне сталей средней категории, при этом сохраняется хорошая литейная технологичность. ВЧ применяется в ответственных корпусах, коленчатых валах, зубчатых колёсах, деталях гидравлики.

Ковкий чугун — КЧ

Буквы: КЧ — ковкий чугун. Цифры: две группы. Первые — σв в кгс/мм² × 10 (МПа × 0,1), вторые — относительное удлинение δ, %.

Примеры:

• КЧ 30-6 — σв 300 МПа, δ = 6 %.
• КЧ 45-7 — σв 450 МПа, δ = 7 %.

Стандарт — ГОСТ 1215. Ковкий чугун получают отжигом белого чугуна: свободный углерод выделяется в виде хлопьевидного (углерода отжига) графита, что даёт материалу пластичность.

Разницу между обычным и ковким чугуном мы подробно разбирали в отдельной статье — чем отличается чугун от ковкого чугуна.

Специальные чугуны

• АЧС, АЧВ, АЧК — антифрикционные чугуны на основе СЧ, ВЧ и КЧ. Применяются в узлах трения — втулках, направляющих.
• ЧХ, ЧС, ЧН — легированные чугуны, стойкие к абразиву, коррозии, тепловым ударам. Цифры после букв обозначают среднее содержание легирующего элемента.
• БЧ — белый чугун, весь углерод в связанном виде (цементит). Твёрдый, хрупкий, применяется как заготовка для КЧ.

Маркировка сталей

Система маркировки сталей строится по назначению и способу производства. Основные группы, которые встречаются в заявках и на чертежах:

Углеродистые стали обыкновенного качества — Ст

Обозначение: буквы «Ст» + цифра от 0 до 6. Цифра — условный номер марки, который растёт вместе с содержанием углерода и прочностью.

Примеры:

• Ст3 — самая массовая марка для металлоконструкций общего назначения.
• Ст5 — детали повышенной прочности, оси, валы.

Дополнительные обозначения:

• сп — спокойная сталь (полностью раскисленная);
• пс — полуспокойная;
• кп — кипящая.

Например, Ст3сп — спокойная сталь номер 3.

Стандарт — ГОСТ 380. Именно эти стали чаще всего идут на балки, колонны, каркасы. Мы разбирали, какая сталь применяется для металлоконструкций и на что смотреть при выборе марки.

Углеродистые стали качественные — сталь 08, 20, 45

Обозначение: двузначное число, соответствующее среднему содержанию углерода в сотых долях процента.

Примеры:

• сталь 08 — 0,08 % C, мягкая, штампуемая (кузовной лист, глубокая вытяжка).
• сталь 20 — 0,20 % C, конструкционная, свариваемая, для крепежа и деталей средней нагрузки.
• сталь 45 — 0,45 % C, для валов, шестерён, поддающаяся закалке.

Стандарт — ГОСТ 1050.

Ключевая разница с группой «Ст»: у качественных сталей жёстче ограничения по вредным примесям (сере и фосфору), и содержание углерода известно точно.

Легированные конструкционные стали

Обозначение: цифры (углерод в сотых процента) + буквы легирующих элементов + цифры после каждой буквы (среднее содержание элемента в целых процентах).

Если после буквы стоит 1 или ничего — содержание элемента около 1 %. Если стоит цифра 2 — около 2 %, и так далее.

Примеры:

• 40Х — 0,4 % C, ~1 % Cr. Валы, шестерни, крепёж средней нагрузки.
• 40ХН — 0,4 % C, ~1 % Cr, ~1 % Ni. Более ответственные детали.
• 30ХГСА — 0,3 % C, Cr, Mn, Si, буква «А» в конце — сталь высшего качества (пониженное содержание S и P).
• 12ХН3А — 0,12 % C, ~1 % Cr, ~3 % Ni, высшего качества. Цементуемая сталь для зубчатых колёс.

Стандарт — ГОСТ 4543.

Буква А в середине марки — азот (например, 30Х13Н7А2). А в конце — высококачественная сталь.

Литейные стали — индекс «Л»

Обозначение: марка стали + буква «Л» в конце.

Примеры:

• 35Л — литейная углеродистая сталь с 0,35 % C.
• 45Л — литейная сталь с 0,45 % C.
• 20ГЛ, 30ХГСЛ, 110Г13Л — литейные легированные стали.

Стандарт для нелегированных литейных сталей — ГОСТ 977.

Литейные стали отличаются от прокатных по химсоставу (шире допуски по кремнию, марганцу, азоту) и по маршруту получения — они не прокатываются, а разливаются в форму. Даже если марка звучит похоже (сталь 45 и 35Л), это не взаимозаменяемые материалы.

Стальное литьё применяется там, где чугун не проходит по прочности или ударной вязкости, а сварная заготовка неоправданно сложна. Подробнее о нюансах и видах — на странице производство литья.

Инструментальные стали

• У7, У8, У10 — углеродистые инструментальные (цифра — углерод в десятых процента). Молотки, зубила.
• 9ХС, ХВГ, Х12М — легированные инструментальные для штампов, свёрл, ножей.
• Р6М5, Р18 — быстрорежущие («Р» от rapid). Цифра — среднее содержание вольфрама.

Нержавеющие стали

• 12Х18Н10Т — 0,12 % C, 18 % Cr, 10 % Ni, ~1 % Ti. Классическая аустенитная нержавейка для пищёвки, химии, ответственной арматуры.
• 08Х18Н10 — низкоуглеродистый аналог для сварных конструкций.
• 20Х13, 30Х13, 40Х13 — мартенситные хромистые. Применяются для деталей с высокой износостойкостью и умеренной коррозионной стойкостью.

Расшифровка буквенных обозначений легирующих элементов

Основа системы — русские буквы, не всегда совпадающие с международными обозначениями.

Один и тот же символ А в разных позициях имеет разный смысл: в середине — азот, в конце — «высококачественная сталь». Это распространённый источник путаницы.

Как читать марку: разбор на примерах

СЧ20 — Серый Чугун, σв ≥ 200 МПа. Литейный, обычная категория, широко применяется для корпусов.

ВЧ50 — Высокопрочный Чугун с шаровидным графитом, σв ≥ 500 МПа. Ответственные литейные детали, работающие на изгиб и удар.

35Л — Литейная сталь с 0,35 % углерода. Нелегированная. Применяется там, где чугун не проходит по прочности.

40Х — Легированная сталь: 0,40 % C, ~1 % Cr. Классика для валов, шестерён среднего класса ответственности.

110Г13Л — Литейная высокомарганцовистая сталь Гадфильда: 1,1 % C, ~13 % Mn. Износостойкая, применяется для щёк дробилок, зубьев ковшей.

12Х18Н10Т — Нержавеющая аустенитная: 0,12 % C, 18 % Cr, 10 % Ni, стабилизированная титаном.

Сталь 45 и 45Л — разные материалы: первая прокатная качественная, вторая литейная. Взаимозаменяемости нет.

Частые ошибки при выборе марки

• Пишут в заявке «сталь 45» и получают заготовку из проката вместо отливки. Литейным маркам обязательно ставят «Л».
• Путают Ст3 и сталь 30. Первая — обыкновенного качества, вторая — качественная с известным содержанием углерода. Требования и цена разные.
• Заказывают ВЧ вместо СЧ «на всякий случай». Высокопрочный чугун дороже и не всегда нужен — если деталь не воспринимает ударные нагрузки, серого хватит.
• Игнорируют букву «А» в конце марки. Это принципиальная разница по чистоте металла и стоимости.
• Пишут «нержавейка» без марки. 12Х18Н10Т, 08Х18Н10 и 20Х13 — три совершенно разных стали.
• Смешивают отечественные и зарубежные обозначения. AISI 304 ≈ 08Х18Н10, но по нюансам состава это не тождество, и в спецификации лучше писать по одной системе.

Как выбрать марку под задачу

Короткий алгоритм для конструктора или снабженца:

1. Определить тип нагрузки. Статическая, ударная, знакопеременная, циклическая.
2. Оценить условия эксплуатации. Температура, среда, износ, коррозия.
3. Выбрать группу сплава. Чугун — при отсутствии ударных нагрузок и высокой сложности литья; литейная сталь — при повышенных требованиях к прочности; прокат — если геометрия позволяет.
4. Сузить до конкретной марки. По справочникам, ГОСТ, ТУ на аналогичные детали.
5. Согласовать с технологом производителя. Иногда завод предлагает близкий по свойствам аналог, который проще получить без потери эксплуатационных характеристик.

Готового «универсального» рецепта нет: одна и та же деталь у разных производителей может делаться из разных марок в зависимости от парка оборудования и наработанной технологии.

Коротко о главном

• Чугуны обозначаются буквами группы (СЧ, ВЧ, КЧ) + цифра предела прочности.
• Стали обыкновенного качества (Ст) — по номеру, качественные — по содержанию углерода в сотых процента.
• Легированные стали кодируются связкой «углерод — буквы легирующих — цифры содержания».
• Буква «Л» в конце марки означает литейную сталь и не заменяется прокатной.
• Буква «А» в конце — высококачественная сталь, «А» в середине — азот.
• Ошибка в марке — это другой сплав и другие свойства, а не «мелочь».

Для заявки на литьё в паспорте детали должны быть указаны: марка сплава по ГОСТ, категория качества, требования по механическим свойствам и (если критично) допустимые методы контроля. Чем полнее описание — тем меньше вероятность получить не тот металл.