Маркування сталей за хімічним складом і механічними властивостями

Ви стикалися з труднощами вибору відповідної марки сталі для свого проєкту? Не впевнені, як розшифрувати позначення на кшталт 12Х18Н10Т, S355JR або AISI 304, і чим вони відрізняються один від одного? А можливо, ви намагаєтеся знайти закордонний аналог вітчизняної сталі, але боїтеся помилитися в підборі та отримати матеріал з іншими властивостями? Ці питання актуальні для інженерів, технологів, закупівельників і всіх, хто працює з металами в машинобудуванні, будівництві, енергетиці та інших галузях.

Неправильно обрана марка сталі — це не просто помилка в документації. Це ризик корозії, деформацій, руйнування конструкції чи обладнання. А отже — втрати часу, бюджету і, найголовніше, безпеки.

Саме тому розуміння маркування сталей за хімічним складом і механічними властивостями життєво важливе. Ця система — не просто набір символів. Це мова, якою металурги та інженери по всьому світу обмінюються точною технічною інформацією.

У цій статті ви дізнаєтеся:

• Як влаштовані системи маркування за ГОСТ, AISI, EN та іншими стандартами;
• Як за позначенням визначити склад, властивості та сферу застосування сталі;
• Як правильно підбирати та зіставляти аналоги в міжнародних проєктах;
• Які помилки допускають при виборі сталей — і як їх уникнути.

Якщо ви хочете впевнено розбиратися в сталях, уникнути дорогих прорахунків і приймати обґрунтовані інженерні рішення — читайте далі.

Класифікація сталей

Класифікація сталей — основа для правильного вибору матеріалу залежно від умов експлуатації, технологічних вимог і конструкційних особливостей. Вона базується на трьох ключових критеріях: хімічний склад, призначення та умови обробки. Кожен із цих параметрів безпосередньо впливає на властивості сталі: міцність, твердість, пластичність, зварюваність, стійкість до корозії та зносу.

Класифікація за хімічним складом

Вуглецеві сталі

Це сталі, у складі яких відсутні (або присутні в слідових кількостях) легуючі елементи, крім вуглецю (C) і марганцю (Mn). Їхні властивості в основному визначаються вмістом вуглецю:

Приклад: Ст3 — низьковуглецева конструкційна сталь загального призначення.

Леговані сталі

Містять легуючі елементи в обсязі до 10% (за масою): Cr, Ni, Mo, V, Si, Mn та ін. Добавки покращують міцність, корозійну стійкість, твердість, прокалюваність, термостійкість.

Приклад: 40Х (0,4% C, ~1% Cr) — конструкційна легована сталь, застосовується у валах, шестернях.

Високолеговані сталі

Вміст легуючих елементів перевищує 10%. В основному це нержавіючі та жаростійкі сталі, що мають унікальні властивості: стійкість до кислот, лугів, температур вище 500 °C.

Приклад: 12Х18Н10Т (18% Cr, 10% Ni, Ti) — аустенітна нержавіюча сталь із хорошою зварюваністю.

Класифікація за призначенням

Конструкційні сталі

Використовуються в машинобудуванні, будівництві, суднобудуванні тощо. Повинні забезпечувати міцність, пластичність, зварюваність і стійкість до втомних навантажень.

• Вуглецеві (наприклад, Ст3)
• Леговані (наприклад, 30ХГСА — для авіації)

Інструментальні сталі

Призначені для виготовлення різального, вимірювального, формувального інструменту. Мають високу твердість, зносостійкість, термостійкість.

• Вуглецеві інструментальні: У7, У10
• Леговані інструментальні: Х12МФ, Р6М5 (швидкорізальна)

Нержавіючі сталі

Вміст хрому ≥12%, стійкі до окислення, кислот і лугів. Класифікуються за структурою:

• Аустенітні (не магнітяться): 08Х18Н10, AISI 304
• Феритні (магнітяться): 12Х13, AISI 430
• Мартенситні: 20Х13 — можна загартовувати

Жароміцні та жаростійкі сталі

Зберігають міцність за температур вище 500 °C і стійкі до окислення, карбонізації, сірковмісних газів.

• Приклад: 15Х5М, ХН60ВТ — застосовуються в турбінах, котлах, реакторах

Класифікація за умовами обробки

Гарячекатані сталі

Прокатуються за температур вище точки рекристалізації (~1000 °C). Мають крупнозернисту структуру, хорошу оброблюваність, але менш точні геометричні параметри.

• Приклад: гарячекатаний лист Ст3пс

Холоднокатані сталі

Прокатуються за кімнатної температури. Мають більш точні розміри, хорошу поверхню, підвищену міцність завдяки зміцненню. Можуть потребувати відпалу для зняття напружень.

• Приклад: холоднокатаний лист 08Ю

Термооброблені сталі

Пройшли загартування, відпуск, нормалізацію або відпал для досягнення потрібних механічних властивостей. Термообробка впливає на:

• Міцність
• Пластичність
• Твердість
• Стійкість до зносу

Приклад: 40Х — після загартування та відпуску досягає твердості до HRC 45–50.

Маркування сталей за хімічним складом

основних легуючих елементів і призначення матеріалу. Існують національні та міжнародні системи маркування, кожна з яких відображає підхід країни чи регіону до класифікації сталей. Найпоширеніші: ГОСТ, американська (AISI/SAE) та європейська (EN/DIN) системи.

Система СРСР (ГОСТ)

У країнах СНД застосовуються стандарти ГОСТ, найзначніші з них:

• ГОСТ 4543-2016 — леговані конструкційні сталі
• ГОСТ 5632-2014 — корозійностійкі, жаростійкі та жароміцні сталі
• ГОСТ 1050-2013 — вуглецеві якісні сталі

Принцип побудови маркування:

Таблиця позначень легуючих елементів:

Якщо елемент входить до складу в меншій кількості, він може не відображатися в марці.

Приклад: 12Х18Н10Т

• 12 — 0,12% вуглецю
• Х18 — 18% хрому
• Н10 — 10% нікелю
• Т — титан (для стабілізації структури та підвищення зварюваності)

Призначення: корозійностійка аустенітна нержавіюча сталь, стійка в агресивних середовищах до +600 °C.
Аналог: AISI 321, X6CrNiTi18-10 (1.4541)

Американська система (AISI/SAE)

Американський стандарт розроблено Американським інститутом сталі та сплавів (AISI) і Товариством автомобільних інженерів (SAE). Він базується на цифровому кодуванні, при цьому хімічний склад чітко визначений у межах стандартів ASTM і SAE.

Система AISI/SAE поділяється на серії:

Приклад: AISI 304

• Аустенітна нержавіюча сталь
• ~18% Cr, ~8% Ni
• Хороша зварюваність, висока корозійна стійкість
• Не магнітиться, застосовується в харчовій, медичній, хімічній промисловості

Позначення AISI 304L — низьковуглецевий варіант (≤0,03% C), кращий для зварювання

Європейська система (EN/DIN)

Європейське маркування за стандартом EN 10027 включає дві системи позначень:

Номер матеріалу (Material Number)

Форма: 1.XYZ — де:

• 1.4XXX — нержавіючі сталі
• 1.0XXX / 1.1XXX — вуглецеві та леговані конструкційні сталі
• 1.2XXX — інструментальні сталі

Приклад: 1.4301 — аустенітна нержавіюча сталь, аналог AISI 304

Літерно-цифрова система (літерний код)

Приклад: X5CrNi18-10

• X — високолегована сталь
• 5 — 0,05% вуглецю
• Cr18 — 18% хрому
• Ni10 — 10% нікелю
• Аустенітна нержавіюча сталь

Аналог: AISI 304, 12Х18Н10

Приклади інших марок:

• S355J2 — конструкційна нелегована сталь із межею плинності ≥355 МПа та ударною в’язкістю ≥27 Дж при -20 °C
• X12CrMoWVNbN10-1-1 — жароміцна мартенситна сталь (Cr-Mo-W легування)

Порівняння систем маркування (таблиця)

Маркування сталей за механічними властивостями

Механічні властивості сталі — один із ключових факторів при виборі матеріалу для несучих конструкцій, машинобудування, будівництва та інших інженерних галузей. Такі характеристики, як межа міцності, межа плинності, ударна в’язкість, пластичність і твердість, безпосередньо впливають на експлуатаційну надійність виробу.

У маркуваннях сталей за EN (європейськими) і ГОСТ стандартами існує своя логіка позначення, яка дозволяє швидко визначити мінімальні значення міцнісних характеристик матеріалу.

Європейська система: EN 10025 — конструкційні сталі

EN 10025-2:2019 — це стандарт на гарячекатані прокати з нелегованих конструкційних сталей. Він охоплює низьколеговані та вуглецеві сталі, що використовуються в будівництві та машинобудуванні.

Формат маркування: SXXXYZ

• S — Structural steel (конструкційна сталь)
• XXX — мінімальна межа плинності (Re) у мегапаскалях (MPa) при товщині ≤16 мм
• Y, Z — позначення ударної в’язкості та умов випробування

Приклади розшифровки:

S235JR

• Re ≥ 235 MPa
• JR — ударна в’язкість 27 Дж при +20 °C

S355J2

• Re ≥ 355 MPa
• J2 — ударна в’язкість 27 Дж при –20 °C

Додаткові позначення в EN:

• +N — нормалізована поставка
• +AR — без термічної обробки (as rolled)
• +M — термомеханічно оброблена
• +QT — загартування та відпуск

Приклад: S355J2+N → Сталь із межею плинності ≥355 МПа, випробувана на в’язкість при -20 °C, поставляється в нормалізованому стані.

ГОСТ 27772-2015 — будівельні сталі

ГОСТ 27772 поширюється на прокат із вуглецевої та низьколегованої сталі для будівельних конструкцій. У маркуванні враховуються:

• Хімічний склад
• Якість сталі
• Спосіб розкислення
• Група механічних властивостей

Формат маркування: СтX[сп/пс/кп][Y]

• Ст — сталь
• X — номер марки (від 0 до 6), умовно відображає вміст вуглецю:
  • Ст0 — ~0,06–0,10% C
  • Ст3 — ~0,20–0,27% C (найпопулярніша універсальна конструкційна сталь)
  • сп / пс / кп — спосіб розкислення:
  • сп — спокійна (повністю розкислена)
  • пс — напівспокійна
  • кп — кипляча (найменш стійка за структурою)
• Y (1–6) — група механічних властивостей

Приклад: Ст3сп5

• Ст3 — середньовуглецева конструкційна сталь (~0,25% C)
• сп — спокійна (менш схильна до дефектів усадки)
• 5 — висока група механічних властивостей:

Ст3сп5 підходить для зварних конструкцій, відповідальних елементів будівель, опор, мостів та інших навантажених деталей.

Порівняльний аналіз EN і ГОСТ за механічними властивостями

Міжнародні відповідності (аналогія марок сталей)

Існує безліч таблиць відповідностей між радянськими та закордонними марками. Однак пряма відповідність не завжди можлива через відмінності в допустимих відхиленнях, термообробці, мікроструктурі.

Практичні поради щодо вибору та інтерпретації маркування

1. Враховуйте умови експлуатації: висока температура, корозійне середовище, навантаження, ударні впливи.
2. Перевіряйте сертифікати якості та паспорти: маркування має бути підтверджене хімічним аналізом і випробуваннями на міцність.
3. Вивчайте міжнародні аналоги з обережністю: проконсультуйтеся з фахівцями з металургії, оскільки навіть незначні відхилення можуть вплинути на властивості зварювання, термообробки та зносостійкості.
4. Використовуйте бази даних: доступні онлайн-сервіси (Key to Metals, Total Materia) для точного порівняння марок.

Маркування сталей за хімічним складом і механічними властивостями

Маркування сталей — це мова металознавства, через яку фахівець отримує повну картину про властивості матеріалу: від хімічного складу до механічної міцності, корозійної стійкості та придатності до термічної чи зварювальної обробки. Вона формується на основі суворих міжнародних і національних стандартів — ГОСТ, EN, AISI, ISO — і слугує універсальним інструментом для точного вибору матеріалів у машинобудуванні, будівництві, енергетиці та інших високонавантажених галузях.

Розуміння принципів маркування дозволяє:

• Уникнути помилок при виборі сталі, не допустити браку та аварій;
• Порівнювати матеріали різних країн, забезпечуючи сумісність у міжнародних проєктах;
• Оптимізувати витрати, обравши не найдорожчий, а відповідний матеріал;
• Оцінювати придатність сталі до умов експлуатації: низькі температури, підвищена вологість, агресивні середовища тощо.

В умовах глобальної конкуренції та дедалі жорсткіших вимог до якості продукції інженер, який уміє читати маркування, — не просто фахівець, а експерт, здатний приймати стратегічно правильні рішення.

Якщо ви хочете бути впевнені в якості та походженні металопрокату — звертайтеся до “Стіллар”. Ми пропонуємо:

• Тільки сертифіковані сталі з повною розшифровкою маркування за ГОСТ, EN, AISI;
• Консультації від металургійних експертів щодо вибору матеріалу під конкретне завдання;
• Широкий асортимент у наявності та під замовлення — від вуглецевих до високолегованих сталей;
• Прозору логістику та швидке відвантаження по всій Україні.

Замовте якісну сталь на базі Стіллар — і будуйте на міцному фундаменті.