Метал має значення: як обрати ідеальну марку сталі для будь-яких завдань

Як фахівець з обробки металу, я розумію, що для правильного вибору недостатньо знати лише назву — треба розуміти «характер» кожної марки. Нижче наведено розширений технічний опис 22 видів металів із детальним аналізом їхніх властивостей та хімічного складу.

Детальна експертиза: властивості 22 марок металів

Конструкційні та леговані сталі

 1. Ст3сп (Вміст вуглецю: 0.14-0.22%)

Ця марка є еталоном зварюваності, оскільки не потребує підігріву та не схильна до утворення тріщин у зоні шва. Вона має чудову пластичність, що дозволяє виготовляти з неї складні металоконструкції шляхом гнуття. Проте, через низький вміст легуючих елементів, вона швидко піддається корозії без захисного покриття (фарби або цинку).

Вироби: Несучі ферми, рами, будівельні закладочні деталі.

 2. Сталь 20 (Вміст вуглецю: 0.17-0.24%)

Високоякісна конструкційна сталь, яка вирізняється високою в’язкістю та здатністю витримувати значні термічні навантаження. Після цементації (насичення поверхні вуглецем) вона отримує тверду поверхню при м’якій серцевині, що ідеально для деталей, що працюють на стиск. Її часто обирають для виробництва безшовних труб через легкість обробки тиском.

Вироби: Деталі котлів, гаки кранів, пальці та втулки.

 3. Сталь 45 (Вміст вуглецю: 0.42-0.50%)

Це сталь із високим вмістом вуглецю, що робить її ідеальним кандидатом для гартування (покращення). Вона має високу міцність на розрив, але стає досить крихкою при неправильній термообробці. Через високий вуглець вона вважається важкозварюваною, тому з’єднання краще робити болтовими.

Вироби: Колінчасті вали, шестерні великих модулів, шпинделі.

 4. 09Г2С (Вміст: С < 0.12%, Mn до 2%)

Низьколегована сталь, спеціально розроблена для роботи в суворих кліматичних умовах. Завдяки марганцю вона не втрачає міцності при температурі до -70°C, уникаючи явища “холодноламкості”. Вона також добре піддається зварюванню, що робить її незамінною для магістральних трубопроводів.

Вироби: Мостові переходи, нафтові резервуари, деталі спецтехніки.

 5. 40Х (Вміст: С 0.4%, Cr 1%)

Хромиста сталь, яка після загартування в маслі набуває високої поверхневої твердості та зносостійкості. Наявність хрому покращує прогартовуваність деталі по всьому перерізу, що важливо для масивних валів. Вона стійка до динамічних ударів, але схильна до відпускної крихкості, що потребує точного дотримання технології обробки.

Вироби: Осі, болти високої міцності, зубчасті рейки.

 6. 30ХГСА (Вміст: Cr, Mn, Si по ~1%)

Відома як “хромансиль”, ця сталь має унікальне співвідношення міцності до власної ваги. Вона здатна витримувати величезні змінні навантаження, тому широко використовується в авіабудуванні. Сталь чудово протистоїть втомним руйнуванням, що робить вироби з неї надзвичайно довговічними.

Вироби: Зварні вузли літаків, рами баггі, деталі підвіски.

 7. 65Г (Вміст: С 0.65%, Mn 1%)

Високовуглецева марганцева сталь, головною властивістю якої є пружність. Вона здатна повертатися в початковий стан після сильної деформації, не накопичуючи залишкову напругу. Проте вона дуже чутлива до корозії та вимагає обов’язкового оксидування або лакування.

Вироби: Автомобільні ресори, ножі (мачете), пружинні шайби.

 8. Сталь 35 (Вміст вуглецю: 0.35%)

Займає проміжне положення між м’якою Сталлю 20 та твердою Сталлю 45. Вона має гарну пластичність і помірну міцність, що дозволяє використовувати її для деталей середньої напруженості. Добре обробляється на токарних та фрезерних верстатах.

Вироби: Важелі керування, тяги, диски зчеплення.

 9. Сталь 10 (Вміст вуглецю: 0.1%)

Надзвичайно м’яка та пластична сталь, яку можна деформувати в холодному стані (холодна висадка). Вона не схильна до гартування, проте має відмінну в’язкість. Це найкращий вибір для виробів, де важлива точність форми при штампуванні.

Вироби: Прокладки, ковпачки, трубки для паливних систем.

Нержавіючі сталі

 10. 08Х18Н10 (AISI 304) (Вміст: Cr 18%, Ni 10%)

Це аустенітна нержавіюча сталь, яка не магнітиться і має найвищу стійкість до окислення в побутових умовах. Вона не виділяє токсичних речовин при контакті з їжею, що робить її “золотим стандартом” харчової промисловості. Високий вміст нікелю робить її пластичною навіть при кріогенних температурах.

Вироби: Столові прибори, ємності для вина, димоходи.

 11. 12Х17 (AISI 430) (Вміст: Cr 17%)

Ферритна сталь, яка магнітиться і містить мінімум нікелю, що значно знижує її вартість. Вона стійка до корозії в м’яких середовищах, але гірше зварюється, ніж 304-та марка. Має високу теплопровідність, що корисно для теплообмінного обладнання.

Вироби: Передня панель побутової техніки, декор, елементи печей.

 12. 95Х18 (Вміст: С 0.95%, Cr 18%)

Це високовуглецева нержавійка, яку можна загартувати до твердості 58-60 HRC. Вона поєднує в собі ріжучі властивості інструментальної сталі та корозійну стійкість нержавійки. Через високу твердість вона складна в заточуванні, але дуже довго тримає гостроту.

Вироби: Хірургічні скальпелі, мисливські ножі преміум-класу.

 13. Х18Н10Т (Вміст: Cr 18%, Ni 10%, Ti до 1%)

Стабілізована титаном сталь, яка розроблена для роботи в агресивних хімічних середовищах (кислоти, луги). Титан запобігає випаданню карбідів хрому при зварюванні, тому шви залишаються такими ж міцними, як основний метал. Вона жароміцна і витримує тривалу роботу при температурах до 600°C.

Вироби: Трубопроводи хімзаводів, корпуси реакторів.

 14. 40Х13 (Вміст: Cr 13%)

Мартенситна нержавіюча сталь, яка часто називається “технічною нержавійкою”. Вона має гарну стійкість до води та пари, але може іржавіти в морській воді. Після термообробки стає дуже пружною та твердою.

Вироби: Пружини для роботи в агресивних середовищах, клапани, кухонні ножі.

Інструментальні сталі

 15. Х12МФ (Вміст: С 1.5%, Cr 12%, Mo, V)

Високохромиста інструментальна сталь із величезним вмістом вуглецю. Вона володіє колосальною зносостійкістю та міцністю на стиск, що робить її незамінною для холодного штампування. Її часто називають “напівнержавійкою”, бо 12% хрому захищають від іржі лише при ретельному догляді.

Вироби: Матриці, пуансони, професійні клинки.

 16. У8А (Вміст вуглецю: 0.8%)

Вуглецева інструментальна сталь високої якості (буква “А” означає знижений вміст шкідливих домішок). Вона легко заточується і має високу твердість ріжучої кромки. Проте вона абсолютно не стійка до перегріву — при терті на високих швидкостях вона втрачає твердість (відпускається).

Вироби: Напилки, стамески, сокири, мітчики.

Кольорові метали та сплави

 17. АД31 (Алюміній з Mg та Si)

Сплав алюмінію, який ідеально підходить для екструзії складних профілів. Він має високу корозійну стійкість та відмінно анодується (створення захисної кольорової плівки). Це досить м’який сплав, тому він не підходить для силових рам, але чудовий для архітектури.

Вироби: Алюмінієві вікна, офісні перегородки, торговельне обладнання.

 18. Д16Т (Дюралюміній загартований)

Сплав алюмінію з міддю та марганцем, який пройшов процес штучного старіння. За своєю міцністю він не поступається багатьом сталям, але важить у 2.8 раза менше. Головний недолік — схильність до корозії, тому деталі з Д16Т завжди плакують чистим алюмінієм або фарбують.

Вироби: Тяги літаків, рами швидкісних катерів, деталі тюнінгу.

 19. Л63 (Мідь 63%, Цинк 37%)

Це латунь, яка має прекрасну пластичність у холодному стані. Вона набагато міцніша за чисту мідь і має приємний золотистий колір. Також вона володіє гарними антифрикційними властивостями, що дозволяє використовувати її в механізмах.

Вироби: Радіаторні стрічки, меблеві ручки, гільзи патронів.

 20. БрАЖ 9-4 (Алюмінієва бронза з залізом)

Сплав, який поєднує міцність сталі та ковзні властивості бронзи. Залізо в складі дрібнить зерно металу, що підвищує його стійкість до тертя та ударів. Вона працює там, де звичайна латунь просто зімнеться.

Вироби: Зубчасті колеса, втулки ковзання, деталі для морських суден.

 21. М1 (Чиста мідь 99.9%)

Найчистіша марка міді, яка цінується за мінімальний електричний опір. Вона дуже м’яка, легко гнеться і паяється будь-якими припоями. Також мідь має антибактеріальні властивості, що робить її популярною в сантехніці преміум-класу.

Вироби: Обмотки двигунів, покрівля соборів, теплообмінники.

 22. ВТ1-0 (Технічний титан)

Це найлегший з міцних металів, який має абсолютну стійкість до корозії в морській воді та людському тілі. Титан має низький модуль пружності, тому деталі з нього трохи “пружинять”. Його важко обробляти різанням через низьку теплопровідність — інструмент швидко перегрівається.

Вироби: Хірургічні пластини, вихлопні системи суперкарів, лопатки турбін.

Порівняльна таблиця характеристик

Порада фахівця наостанок

Вибір металу — це завжди компроміс між ціною та характеристиками. Якщо ваша задача — виготовити надійний кронштейн для дому, не купуйте нержавійку AISI 304, достатньо Ст3 з балончиком фарби. Але якщо ви робите деталь для двигуна, що працює на високих обертах — ваш вибір тільки 40Х або 30ХГСА з обов’язковим загартуванням.