Сталейный рынок Великобритании и стандарты, связанные с их классификацией и спецификацией, имеют глубокие исторические корни, уходящие в начало XX века. Одним из основополагающих актов в области металлургии стало создание Британского института стандартов (British Standards Institute — BSI), который взял на себя задачу разработки и внедрения унифицированных систем кодирования сталей. Эти стандарты играют важную роль в обеспечении качества и безопасности продукции в самых разных отраслях — от машиностроения до строительства и энергетики.
Стандарты, созданные для описания состава и качества сталей, позволяют значительно повысить эффективность производства и упростить международную торговлю. Они являются результатом долгого процесса эволюции металлургических технологий, и их влияние на индустрию трудно переоценить. Кодирование сталей, особенно с учетом их химического состава и механических свойств, помогает не только стандартизировать изделия, но и определять их устойчивость к воздействию внешних факторов, таких как температура, влажность и агрессивные среды.
В данной статье рассмотрим ключевые особенности системы кодов сталей, используемой в Великобритании, а также их значение для современного производства. Мы углубимся в особенности классификации и объясним, как система кодов стала эффективным инструментом для производителей и потребителей стали.
История стандартизации сталей в Великобритании тесно связана с развитием промышленности в конце XIX — начале XX века. В этот период металлургические заводы и фабрики в Великобритании начали использовать различные методы классификации и маркировки продукции, что стало необходимым для улучшения качества продукции и обеспечения её соответствия заявленным требованиям.
К примеру, в 1901 году был создан первый стандарт по сталям, который регулировал их химический состав и механические свойства. Однако развитие этой отрасли не стояло на месте, и с каждым годом требования к материалам становились все более строгими, что потребовало дальнейшей работы по уточнению стандартов.
В 1929 году в Великобритании был официально создан Британский институт стандартов (BSI), который взял на себя задачу разработки нормативов для промышленности, включая стандарты на сталь. С тех пор BSI сыграл ключевую роль в формировании международных стандартов и в том числе в разработке системы кодов для различных типов сталей.
В Великобритании стандартные коды для спецификации сталей заданы Британским институтом стандартов (В.S. — British Standard). Ниже следуют коды для рафинированных сталей.
1. Первые три цифры кода обозначают тип стали:
| От 000 до 199 | Углеродистые и углеродистомарганцевые типы;
номер обозначает содержание марганца в процентах, умноженное на коэффициент 100 |
| От 200 до 240 | Автоматные стали;
вторая и третья цифры обозначают приблизительное содержание серы в процентах, умноженное на 100 |
| 250 | Кремнемарганцевые пружинные стали |
| От 300 до 499 | Нержавеющие и окалиностойкие клапанные стали |
| От 500 до 999 | Легированные стали |
2. Четвертым символом является буква:
| А | Сталь, поставляемая по ее химическому составу,
определенному химическим анализом |
| Н | Сталь, поставляемая по стандартам, исходя из ее закаливаемости |
| М | Сталь, поставляемая по стандартам, исходя из ее механических свойств |
| S | Сталь нержавеющая |
3. Пятая и шестая цифры обозначают среднее содержание углерода в стали в процентах, умноженных на 100.
Для иллюстрации системы кодов, изложенной выше, рассмотрим сталь с кодом 070М20. Первые три цифры 070 находятся между 000 и 199, и, таким образом, сталь углеродистая или углеродистомарганцевого типа. Код 070 обозначает, что сталь содержит 0.70% марганца. Четвертый символ М, и следовательно, сталь поставляется по техническим условиям исходя из ее механических свойств. Пятая и шестая цифры 20, т.е. сталь содержит 0.20% углерода.
Первые три знака обозначают принадлежность к легированным сталям, подразделяющимся, как показано в Таблице 1, согласно основным легирующим элементам.
Таблица 1. Система кодов легированных сталей по британскому стандарту
| Цифры | Основные легирующие элементы |
| 500…519 | Ni |
| 520…539 | Cr |
| 540…549 | Mо |
| 550…569 | V, Ti, Al, Nb |
| 570…579 | Si-Ni, Si-Cr, Si-Mо, Si-V |
| 580…589 | Mn-Si, Mn-Ni |
| 590…599 | Mn-Cr |
| 600…609 | Mn-Mо |
| 610…619 | Mn-V |
| 620…629 | Ni-Si, Ni-Mn |
| 630…659 | Ni-Cr |
| 660…669 | Ni-Mо |
| 670…679 | Ni-V, Ni-Х |
| 680…689 | Cr-Si, Cr-Mn |
| 690…699 | Cr-Ni |
| 700…729 | Cr-Mо |
| 730…739 | Cr-V |
| 740…749 | Cr-Х |
| 750…759 | Mо-Cr, Mо-V, Mо-Х |
| 760…769 | Si-Mn-Cr |
| 770…779 | Mn-Ni-Cr |
| 780…789 | Mn-Ni-Mо |
| 790…799 | — |
| 800…839 | Ni-Cr-Mо |
| 840…849 | Ni-Cr-V, Ni-Cr-Х |
| 850…859 | Ni-Mо-V, Ni-Cr-Х |
| 860…869 | — |
| 870…879 | Cr-Ni-Mо |
| 880…889 | — |
| 890…899 | Cr-Mо-V |
| 900…909 | Cr-Al-Mо |
| 910…919 | — |
| 920…929 | Si-Mn-Cr-Mо |
| 930…939 | — |
| 940…949 | Mn-Ni-Cr-Mо |
| 950…969 | — |
| 970…979 | Ni-Cr-Mо-V |
| 980…999 | — |
Примечание: Элементы, данные через тире, например Mо-Cr, являются основными легирующими элементами. Элементы или группы элементов, разделенные запятой, например Mо-Cr, Mо-V, Mо-Х, имеют каждый в отдельности номер в спецификационном диапазоне знаков. Символ Х — это некий средний элемент, иной, чем уже указанный в паспорте.
Прокомментируем пример из Табл. 1: 805М20 есть сплав Ni-Cr-Mо, первые три знака попадают внутрь диапазона 800…839.
Стали, как правило, имеют механические свойства, соответствующие техническим условиям. Это обычно предел прочности на растяжение в упрочненном и отпущенном состояниях. Для определения предела прочности на растяжение (Таблица 2) может использоваться код, обозначающий диапазон предела прочности на растяжение, который соответствовал нагруженному состоянию стали. Буква как бы указывает это состояние.
Таблица 2. Коды состояний стали
| Код состояния | Диапазон предела прочности
на растяжение (МПа, или МН·м-2) |
| Р | 550…700 |
| Q | 629…770 |
| R | 700…850 |
| S | 770…930 |
| T | 850…1000 |
| U | 930…1080 |
| V | 1000…1150 |
| W | 1080…1240 |
| Х | 1150…1300 |
| Y | 12400…1400 |
| Z | 1540 минимум |
Интересные факты
- Развитие легированных сталей: Одним из важных этапов в истории стали стало развитие легированных материалов, которые обеспечивали новые характеристики стали, такие как повышенная прочность, износостойкость, а также устойчивость к коррозии. Например, стали с добавлением никеля и хрома стали основой для производства высококачественного инструмента, а в строительстве — для создания долговечных конструкций.
- Секреты металлического состава: Понимание химического состава стали и ее механических свойств было не только вопросом практическим, но и своего рода искусством. Например, в некоторых частях Великобритании металлурги долгое время использовали свои собственные секреты по созданию «особенных» сплавов, которые становились местными производственными конкурентными преимуществами.
- Пример применения стандартов в авиации: Одним из ярких примеров успешного применения стандартов сталей можно считать авиационную промышленность. В 1930-х годах, с развитием авиации, было необходимо использовать высококачественные стали, которые могли бы выдерживать высокие температуры и нагрузки. Это стало возможным благодаря строгой стандартизации сталей, обеспечивающей необходимые характеристики.
- Широкий международный спрос на британские стандарты: Британская система классификации сталей приобрела мировую популярность и была признана в других странах, таких как США, Германия и Япония, где ее использовали для разработки собственных стандартов в металлургической промышленности.
Заключение
Сегодня стандарты сталей, разработанные Британским институтом стандартов, играют ключевую роль в глобальной металлургической промышленности. Они позволяют производителям и потребителям сталей гарантировать качество материалов, соответствующих жестким требованиям, независимо от страны их происхождения. Система кодирования сталей помогает эффективно классифицировать продукцию по различным параметрам, таким как состав, механические свойства и предназначение. Это способствует не только повышению безопасности и долговечности изделий, но и улучшению производственных процессов в самых разных отраслях.
Как показывает история, создание и развитие таких стандартов было ответом на вызовы времени, и, несмотря на значительные достижения металлургической науки, стандартизация остается важнейшей частью в промышленной сфере. Внедрение новых технологий и совершенствование стандартов стали позволяет создавать материалы, которые соответствуют самым строгим требованиям и обеспечивают высокую степень надежности и долговечности.
