Детальное исследование классификации и маркировки сталей: от основ до современных тенденций и исторических артефактов

В мире, где материалы являются строительными блоками цивилизации, сталь занимает особое, если не центральное, место. Её исключительная прочность, пластичность и универсальность позволяют использовать её от фундаментальных строительных конструкций до высокотехнологичных компонентов в авиации и ядерной энергетике. Однако за кажущейся простотой скрывается сложная и многогранная наука о материалах, требующая глубокого понимания каждого аспекта. Для студента технического или металлургического вуза, а также для практикующего инженера, освоение принципов классификации и маркировки сталей – это не просто академическая необходимость, а краеугольный камень профессиональной компетентности.

Целью данного исследования является систематизация и углубленный анализ информации о классификации и маркировке сталей, раскрытие их свойств и областей применения. Задачи охватывают изучение основных принципов классификации по химическому составу, назначению, качеству и структуре, подробный разбор национальных (ГОСТ) и международных (ISO, ASTM, EN) систем маркировки, анализ влияния легирующих элементов и вредных примесей на эксплуатационные характеристики, а также экскурс в историю уникальных дамасских и булатных сталей. Важность стандартизации и чёткой маркировки невозможно переоценить, ведь именно они обеспечивают правильный выбор материала, его безопасное и эффективное применение в самых разнообразных отраслях промышленности, от машиностроения до космических технологий. Понимание этих систем позволяет не только читать «паспорт» стали, но и предсказывать её поведение в заданных условиях, оптимизировать производственные процессы и разрабатывать инновационные материалы будущего.

Фундаментальные принципы классификации сталей

Сталь — это не просто металл, это целая вселенная сплавов, где каждое изменение в составе или структуре рождает новый материал с уникальными свойствами. В основе этой вселенной лежат железо и углерод, образующие бинарный сплав, в котором содержание углерода не превышает 2,14%. Однако сложность инженерных задач требует гораздо более тонкой настройки, что привело к разработке всеобъемлющих систем классификации. Эти системы позволяют инженерам и материаловедам быстро ориентироваться в бесчисленном множестве марок, выбирая оптимальный материал для конкретного применения, при этом понимая, какие скрытые факторы могут повлиять на долговечность и надежность конструкции.

Классификация по химическому составу: Углеродистые и легированные стали

Самое базовое и фундаментальное разделение сталей происходит по их химическому составу, который определяет их ключевые характеристики и потенциальные области применения.

1. Углеродистые стали: Это сплавы железа с углеродом, где углерод является основным регулирующим элементом, а другие элементы (такие как марганец, кремний) присутствуют в качестве примесей или естественных компонентов, но не вводятся целенаправленно для изменения свойств в значительной степени. Именно содержание углерода в углеродистых сталях определяет их твердость, прочность и пластичность.
2. Легированные стали: В отличие от углеродистых, в легированные стали целенаправленно вводятся специальные химические элементы — легирующие добавки. Эти элементы вводятся в строго определённых количествах для изменения структуры стали и придания ей желаемых физических, механических или химических свойств. Легирующие элементы могут значительно повысить прочность, твердость, коррозионную стойкость, жаропрочность, износостойкость и другие критически важные параметры.

По содержанию легирующих элементов легированные стали подразделяются на три основные категории:

• Низколегированные стали: Содержат до 2-3% легирующих элементов. Эти стали обычно имеют повышенную прочность и свариваемость по сравнению с углеродистыми сталями, сохраняя при этом относительно невысокую стоимость. Примеры таких сталей широко используются в строительстве и машиностроении.
• Среднелегированные стали: Содержание легирующих элементов колеблется в пределах от 3% до 10%. Эти стали обладают более выраженными специальными свойствами, такими как улучшенная прокаливаемость, повышенная износостойкость или лучшая устойчивость к высоким температурам.
• Высоколегированные стали: В этих сталях содержание легирующих элементов превышает 10%. К ним относятся, например, нержавеющие, жаропрочные и инструментальные стали, которые демонстрируют выдающиеся эксплуатационные характеристики в агрессивных средах или при экстремальных температурах. Типичным примером является нержавеющая сталь, где содержание хрома превышает 12,5% для обеспечения коррозионной стойкости.

Классификация по назначению: Конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами

Разнообразие требований, предъявляемых к металлическим изделиям, привело к функциональной классификации сталей по их основному назначению. Этот подход позволяет быстро определить, для каких целей данная марка стали подходит наилучшим образом.

1. Конструкционные стали: Как следует из названия, эти стали составляют основу большинства конструкций в строительстве и машиностроении. Они должны обладать определённым сочетанием прочности, пластичности, вязкости и хорошей свариваемости, чтобы выдерживать статические и динамические нагрузки.
   • Примеры:
     • Ст0: Используется для неответственных строительных конструкций, прокладок, шайб, кожухов – там, где не требуются высокие механические характеристики.
     • Ст3: Более универсальная сталь, применяемая для деталей металлоконструкций, рам тележек, крюков кранов. Она обеспечивает достаточную прочность и пластичность для широкого спектра применений.
     • Другие конструкционные стали используются для изготовления ответственных деталей, таких как рессоры, пружины, шарикоподшипники, болты, винты, гайки, оси, крюки и шпильки, где важны высокая прочность, износостойкость и усталостная прочность.
2. Инструментальные стали: Эти стали специально разработаны для изготовления инструментов, где критически важны высокая твердость, износостойкость и красностойкость (способность сохранять твердость при высоких температурах).
   • Примеры: Молотки, зубила, бородки, сверла, метчики, развертки, напильники, лезвия, пильные полотна и даже хирургические инструменты – все эти изделия требуют сталей, способных выдерживать интенсивные механические нагрузки и сохранять остроту или форму. Ключевым требованием является также способность к термической обработке для достижения нужной твердости.
3. Стали с особыми свойствами: Эта категория объединяет стали, разработанные для специфических условий эксплуатации, где требуются уникальные физические или химические характеристики, не достижимые для обычных конструкционных или инструментальных сталей.
   • Стали с особыми физическими свойствами:
     • Магнитные стали: Подразделяются на магнитно-мягкие (легко намагничиваются и размагничиваются, используются для сердечников трансформаторов) и магнитно-твердые (сохраняют остаточную намагниченность, применяются для постоянных магнитов).
     • Немагнитные стали: Используются там, где требуется отсутствие взаимодействия с магнитными полями.
     • Стали и сплавы с высоким электросопротивлением: Применяются для нагревательных элементов.
     • Сплавы с особенностями теплового расширения: Используются в биметаллических пластинах или для деталей, где важно сохранение размеров при изменении температуры.
     • Сплавы с высокими упругими свойствами: Для пружин и измерительных приборов.
     • Криогенные стали: Сохраняют прочность и пластичность при экстремально низких температурах.
     • Термобиметаллы: Состоят из двух металлов с разным коэффициентом теплового расширения, используются в терморегуляторах.
     • Пример: Электротехнические стали, такие как марки Э1200 (слаболегированные кремнием в количестве 0,8-1,8%), применяются для изготовления деталей магнитных цепей электротехнических машин, аппаратов, приборов, трансформаторов и статоров электродвигателей, благодаря их специфическим магнитным характеристикам.
   • Стали с особыми химическими свойствами:
     • Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали: Обладают высокой устойчивостью к электрохимической и химической коррозии, межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением. Ключевую роль играет содержание хрома более 12,5%, который формирует пассивную оксидную плёнку Cr₂O₃. Эти стали незаменимы в судостроении, химической промышленности, для пищевого оборудования и медицинских инструментов, где они работают во влажной атмосфере, морской воде, а также в азотной и многих органических кислотах.
     • Жаростойкие (окалиностойкие) стали: Устойчивы к химическому разрушению поверхности в газовых средах при температурах выше 550 °С, работая, как правило, в ненагруженном или слабонагруженном состоянии. Применяются для изготовления деталей печей, дымоходов, защитных экранов.
     • Жаропрочные стали: Способны работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение длительного времени, сохраняя свои свойства и форму. Они используются в турбинах, двигателях, реакторах, а также в условиях экстремально высоких температур (до 1100-1200 °С) и длительных нагрузок, например, в ваннах для выплавки и топках печей.

Классификация по качеству: Влияние вредных примесей

Качество стали напрямую связано с чистотой её химического состава, в частности, с содержанием вредных примесей — серы (S) и фосфора (P). Эти элементы, попадающие в сталь из исходного сырья, могут значительно ухудшать её механические и эксплуатационные свойства. Чем ниже содержание этих примесей, тем выше качество стали, что напрямую влияет на долговечность и надежность конечного изделия.

Классификация по качеству выглядит следующим образом:

1. Стали обыкновенного качества: Это наиболее массовый и экономичный тип сталей. Для них допускается относительно высокое содержание вредных примесей:
   • Сера: до 0,06%
   • Фосфор: до 0,07%

   Такие стали используются для менее ответственных конструкций, где высокая чистота материала не является критичной.

2. Качественные стали: Производятся с более строгим контролем химического состава.
   • Сера: не более 0,04%
   • Фосфор: не более 0,035%

   Эти стали обладают улучшенными механическими свойствами и используются для более ответственных деталей и конструкций в машиностроении.

3. Высококачественные стали: Отличаются ещё более низким содержанием серы и фосфора, что значительно повышает их эксплуатационные характеристики, особенно пластичность и ударную вязкость.
   • Сера: до 0,025%
   • Фосфор: до 0,025%

   Применяются для критически важных деталей, где требуется высокая надежность и долговечность.

4. Особовысококачественные стали: Вершина чистоты и качества.
   • Сера: менее 0,015%
   • Фосфор: менее 0,025%

   Эти стали производятся с использованием специальных технологий выплавки и рафинирования, что минимизирует содержание вредных примесей. Они используются для самых ответственных деталей, работающих в экстремальных условиях, таких как аэрокосмическая промышленность, медицинское оборудование, высокоточные инструменты.

Классификация по структуре: Мартенситный, ферритный и другие классы по ГОСТ 5632-2014

Структурная классификация сталей, особенно актуальная для высоколегированных сплавов, основана на типе их основной кристаллической решетки при нормальной температуре или после стандартной термической обработки. Эта классификация тесно связана с химическим составом и термической обработкой, поскольку легирующие элементы влияют на устойчивость различных фаз. Согласно ГОСТ 5632-2014, высоколегированные стали и сплавы подразделяются на следующие структурные классы:

• Мартенситный класс: Стали с преимущественно мартенситной структурой, образующейся при закалке. Отличаются высокой твердостью и прочностью.
• Мартенситно-ферритный класс: Сочетает мартенсит и феррит, обеспечивая баланс прочности и пластичности.
• Ферритный класс: Стали с преимущественно ферритной структурой. Обычно обладают хорошей пластичностью, но относительно невысокой прочностью.
• Аустенитно-мартенситный класс: Сочетание аустенита и мартенсита, что может быть достигнуто при определённых режимах термообработки.
• Аустенитно-ферритный класс: Двухфазные стали, сочетающие преимущества аустенитной (пластичность, коррозионная стойкость) и ферритной (прочность, устойчивость к некоторым видам коррозии) структур.
• Аустенитный класс: Стали с преимущественно аустенитной структурой при комнатной температуре. Обладают высокой пластичностью, ударной вязкостью, коррозионной стойкостью и, как правило, немагнитностью.

Понимание структурного класса стали критически важно для прогнозирования её механических свойств, коррозионной стойкости и поведения при последующей термической и механической обработке. Это позволяет инженерам и материаловедам не просто выбирать материал, а активно управлять его поведением на всех этапах жизненного цикла.

Национальные системы маркировки углеродистых сталей (ГОСТ)

В России система маркировки сталей регулируется Государственными стандартами (ГОСТ), которые обеспечивают единообразие и ясность в обозначении химического состава и свойств материалов. Для углеродистых сталей существуют отдельные стандарты, зависящие от их качества и назначения.

Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380-2005)

Маркировка углеродистых сталей обыкновенного качества регламентируется ГОСТ 380-2005 (который заменил более ранний ГОСТ 380-94). Эти стали являются наиболее массовыми и применяются в основном для неответственных конструкций.

Система маркировки включает:

• Буквы «Ст»: Обозначают, что это сталь углеродистая.
• Условный номер марки (от 0 до 6): Этот номер указывает на увеличение содержания углерода и, как следствие, повышение временного сопротивления (прочности). Чем выше номер, тем прочнее сталь, но тем ниже её пластичность и свариваемость.
  • Ст0: Самая «мягкая» сталь, наименьшее содержание углерода.
  • Ст6: Самая «твердая» сталь из этой группы, наибольшее содержание углерода.
• Буква «Г» (опционально): Если после номера марки стоит буква «Г» (например, Ст3Гпс), это указывает на повышенное содержание марганца в стали. Марганец является важным раскислителем и десульфуратором, улучшает прочность и пластичность, а также снижает «красноломкость».
• Степень раскисления (опционально): Обозначается буквами в конце маркировки и указывает на количество кислорода, удалённого из расплава в процессе выплавки. Это влияет на структуру слитка и свойства конечного продукта:
  • «кп» (кипящая): Сталь, которая не полностью раскислена, содержит повышенное количество кислорода. При застывании расплав «кипит» из-за выделения углекислого газа. Такая сталь более пластична, но имеет неоднородный химический состав и склонна к образованию внутренних дефектов. Содержание кремния в кипящей стали не превышает 0,05%.
  • «пс» (полуспокойная): Частично раскисленная сталь, занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной.
  • «сп» (спокойная): Полностью раскисленная сталь. Обладает наиболее однородным химическим составом, высокой плотностью и лучшими механическими свойствами, особенно ударной вязкостью. Содержание кремния в спокойной стали может достигать до 0,3%.

Пример расшифровки:
Ст3Гпс означает:

• Ст – сталь углеродистая.
• 3 – марка 3 (среднее содержание углерода).
• Г – с повышенным содержанием марганца.
• пс – полуспокойная.

Углеродистые конструкционные качественные стали (ГОСТ 1050-2013)

Для более ответственных применений, где требуется повышенная надёжность и предсказуемость свойств, используются углеродистые конструкционные качественные стали. Их маркировка регламентируется ГОСТ 1050-2013 (ранее ГОСТ 1050-88).

Система маркировки:

• Двухзначные числа: Обозначаются двумя цифрами (например, 08, 10, 20, 45), которые указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.
  • Например, сталь «20» содержит в среднем 0,20% углерода.
  • Сталь «45» содержит в среднем 0,45% углерода.
• Индексы «кп» или «пс» (опционально): Для качественных сталей с содержанием углерода менее 0,2%, которые не были подвергнуты полному раскислению (т.е., они кипящие или полуспокойные), в обозначение добавляются соответствующие буквы.
  • Например, 08кп – качественная углеродистая сталь с 0,08% углерода, кипящая.
  • 15пс – качественная углеродистая сталь с 0,15% углерода, полуспокойная.
• Отсутствие индекса для спокойных сталей: Если сталь полностью раскислена (спокойная), никакие дополнительные буквы в конце наименования не добавляются. Например, «45» – это спокойная углеродистая качественная сталь с 0,45% углерода.

Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-90)

Инструментальные стали, предназначенные для изготовления режущего и штампового инструмента, должны обладать высокой твердостью и износостойкостью. Их маркировка регулируется ГОСТ 1435-90 (ранее ГОСТ 1435-74, ГОСТ 1435-99). Эти стали обычно содержат от 0,65% до 1,35% углерода.

Система маркировки:

• Буква «У»: Обозначает, что это углеродистая инструментальная сталь.
• Цифра: Указывает среднее содержание углерода в десятых долях процента.
  • Например, У7 – углеродистая инструментальная сталь со средним содержанием углерода 0,7%.
  • У10 – 1,0% углерода.
  • У13 – 1,3% углерода.
• Буква «А» (опционально): Если после марки стоит буква «А» (например, У10А), это означает, что сталь является высококачественной. Это указывает на пониженное содержание вредных примесей серы и фосфора, что критически важно для инструментальных сталей, работающих под высокими нагрузками.
• Буква «Г» (опционально): Иногда в обозначениях углеродистых инструментальных сталей может присутствовать буква «Г», указывающая на повышенное содержание марганца, что способствует улучшению прокаливаемости.

Примеры расшифровки:

• У8: Углеродистая инструментальная сталь со средним содержанием 0,8% углерода.
• У12А: Углеродистая инструментальная высококачественная сталь со средним содержанием 1,2% углерода.

Понимание этих систем маркировки является ключом к правильному выбору и применению углеродистых сталей в различных отраслях промышленности, обеспечивая соответствие материала требуемым эксплуатационным характеристикам.

Международные и национальные системы маркировки легированных сталей

Легированные стали, с их многообразием химических составов и уникальными свойствами, требуют более сложной и детализированной системы маркировки. Наряду с российскими стандартами (ГОСТ), в мире широко применяются международные системы, такие как EN, ASTM и ISO, каждая из которых имеет свои особенности и логику.

Маркировка высоколегированных сталей по ГОСТ 5632-2014

Для высоколегированных сталей и сплавов, предназначенных для работы в агрессивных средах и при высоких температурах, действует ГОСТ 5632-2014 (заменивший ГОСТ 5632-72). Этот стандарт охватывает коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные стали и сплавы на железоникелевой и никелевой основах.

Классификация по ГОСТ 5632-2014:

1. Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали (Группа I):
   • Характеристики: Обладают выдающейся стойкостью против электрохимической и химической коррозии, а также межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением. Ключевым элементом, обеспечивающим эту стойкость, является хром, которого должно быть более 12,5% для формирования пассивной оксидной плёнки Cr₂O₃.
   • Применение: Незаменимы в судостроении, для изготовления ёмкостей и арматуры, работающих в условиях повышенной влажности, морской и речной воде, а также в азотной и многих органических кислотах.
2. Жаростойкие (окалиностойкие) стали (Группа II):
   • Характеристики: Отличаются устойчивостью к химическому разрушению поверхности (окалинообразованию) в газовых средах при температурах выше 550 °С. Как правило, работают в ненагруженном или слабонагруженном состоянии, где важна именно сопротивляемость окислению, а не механическая прочность при высокой температуре.
   • Применение: Используются для элементов печей, теплообменников, защитных экранов, работающих при высоких температурах без значительных механических нагрузок.
3. Жаропрочные стали (Группа III):
   • Характеристики: Способны работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение длительного времени, сохраняя свои механические свойства (прочность, ползучесть). Эти стали спроектированы для сохранения своих свойств и формы в условиях экстремально высоких температур (например, в ваннах для выплавки и топках печей) и способны выдерживать длительные нагрузки при температурах до 1100-1200 °С.
   • Применение: Применяются в авиационных и ракетных двигателях, турбинах, компонентах ядерных реакторов, где сочетание высокой температуры и механических нагрузок является критическим фактором.

Европейская система обозначений сталей (EN 10027)

Европейская система (EuroNorm, EN) является одной из наиболее полных и широко используемых в мире. Она регламентируется стандартом EN 10027, который состоит из двух частей: EN 10027-1 (порядок наименований) и EN 10027-2 (порядок присвоения порядковых номеров).

Структура EN 10027-1:

Стали делятся на две основные группы обозначений:

Группа 1: Стали, обозначаемые по назначению и механическим/физическим свойствам.

• Структура: Наименования состоят из одной или более букв, связанных с назначением стали, за которыми следуют цифры, определяющие её свойства.
• Примеры буквенных обозначений назначения:
  • S: Конструкционные стали (Structural steels).
  • P: Стали для сосудов под давлением (Pressure steels).
  • L: Стали для трубопроводов (Line pipe steels).
  • E: Стали для машиностроения (Engineering steels).
  • B: Стали для армирования бетона (Concrete reinforcing steels).
  • Y: Стали для предварительно напряжённого бетона (Prestressing steels).
  • R: Стали для рельсов (Rail steels).
• Числовые показатели: Обычно указывают минимальный предел текучести в Н/мм² (МПа).
  • Пример: S355 – конструкционная сталь с минимальным пределом текучести 355 Н/мм².
• Дополнительные символы: Могут указывать на состояние поставки или особенности обработки:
  • N: Нормализованная (Normalized).
  • Q: После закалки и отпуска (Quenched and tempered).
  • M: Термомеханически обработанная (Thermo-mechanically rolled).
  • J0, J2, K2: Указывают на ударную вязкость при определённой температуре.

Группа 2: Стали, обозначаемые по химическому составу.

• Для нелегированных сталей (кроме автоматных):
  • Если содержание марганца менее 1,0%, и сталь является нелегированной, обозначение начинается с буквы «C» (Carbon steel).
  • За «C» следует среднее содержание углерода в сотых долях процента.
  • Пример: C22 – нелегированная сталь со средним содержанием углерода 0,22%.
• Для легированных сталей (кроме быстрорежущих):
  • Если содержание хотя бы одного легирующего элемента превышает 5%, используется буква «X».
  • После «X» указывают до трёх цифр среднего содержания углерода в сотых долях процента.
  • Затем следуют химические символы легирующих элементов и их содержание в процентах, умноженное на определённый фактор. Этот фактор позволяет стандартизировать обозначение и сделать его более компактным.
  • Примеры факторов:
    • Для марганца (Mn), хрома (Cr), никеля (Ni), кремния (Si), кобальта (Co), вольфрама (W) фактор равен 4.
    • Для молибдена (Mo), ванадия (V), титана (Ti), ниобия (Nb), циркония (Zr), алюминия (Al), бериллия (Be), меди (Cu), никеля (Ni) (если содержание Ni ≤ 30%) фактор равен 10.
    • Для фосфора (P), серы (S), азота (N), церия (Ce) фактор равен 100.
    • Для бора (B) фактор равен 1000.
  • Пример: X5CrNi18-10 – высоколегированная сталь с 0,05% углерода, 18% хрома и 10% никеля (типичная нержавеющая сталь).
  • Пример с фактором: Сталь 20Mn6 расшифровывается как сталь со средним содержанием углерода 0,20%, а содержание марганца составляет 6/4 = 1,5%.

Американская система маркировки ASTM

Американское общество по испытанию материалов (American Society for Testing and Materials, ASTM) разработало свою систему стандартов, которая широко используется в Северной Америке и других регионах мира.

• Общие принципы: Маркировка ASTM обычно включает:
  • Букву «A»: Указывает, что стандарт относится к чёрным металлам (железу и его сплавам).
  • Порядковый номер стандарта: Уникальный номер, присвоенный конкретному стандарту.
  • Обозначение марки стали: Дополнительные символы, указывающие на специфический тип стали или её свойства.
• Пример: ASTM A36
  • A: Чёрный металл.
  • 36: Номер стандарта, который относится к углеродистой конструкционной стали для общего применения, известной своей хорошей свариваемостью и прочностью.
• Метрическая система: В стандартах ASTM традиционно принята американская система физических величин, однако версии, использующие метрическую систему (СИ), часто обозначаются буквой «M» после номера стандарта (например, ASTM A36M).

Сравнительный анализ ГОСТ и международных стандартов

Различия между ГОСТ и международными стандартами обусловлены историческими, экономическими и технологическими факторами.

Признак сравнения	ГОСТ (Россия)	EN (Европейские нормы)	ASTM (США)
Основной принцип	Акцент на химическом составе и назначении.	Две группы: по назначению/свойствам и по хим. составу.	Серийные номера стандартов с указанием свойств.
Обозначение углерода	Прямое указание %C (для качественных), номер марки (для обыкновенных), десятые доли %C (для инструментальных).	Сотые доли %C (для нелегированных), сотые доли %C после «X» (для легированных).	Часто через спецификации стандарта.
Обозначение легирования	Буквенные символы для элементов (Х, Г, Н, М и т.д.) с числом для содержания (если >1%).	Буквенные символы с числом, умноженным на фактор (для легированных >5%).	Через спецификации стандарта, часто без прямого % в маркировке.
Степень раскисления	«кп», «пс», «сп» для углеродистых сталей.	Не так явно в маркировке, скорее в доп. символах и спецификациях.	Через спецификации стандарта.
Доп. символы	«А» для высококачественной, «Г» для повышенного марганца.	Состояние поставки (N, Q), ударная вязкость (J0, J2).	Иногда указывают тип обработки или класс прочности.
Пример	Ст3Гпс, 45, У10А, 12Х18Н10Т	S355J2, C22, X5CrNi18-10, 20Mn6	ASTM A36, ASTM A514

Сложности гармонизации:

Гармонизация национальных и международных систем маркировки является одним из ключевых вызовов в современном материаловедении. Эти сложности включают:

• Различия в классификационных признаках: Каждая система исторически развивалась своим путём, опираясь на свои приоритеты и методологии.
• Разные методы испытаний: Даже если обозначения кажутся схожими, базовые методы определения свойств могут отличаться, что приводит к неточностям при прямом сопоставлении.
• Терминологические расхождения: Одни и те же понятия могут иметь разные названия или трактовки в различных стандартах.
• Различные определения свойств: Например, требования к минимальному пределу текучести или ударной вязкости для «аналогичных» марок могут варьироваться.

Эти различия требуют глубокого понимания каждой системы и использования специальных таблиц соответствия для корректного выбора и применения материалов в международном контексте. Цель гармонизации – создание единого, прозрачного и однозначного языка для описания сталей, что упростит торговлю, производство и инженерные разработки по всему миру.

Глубинное влияние легирующих элементов и вредных примесей на свойства сталей

Сталь — это не просто смесь железа и углерода; это сложная многокомпонентная система, где каждый элемент, будь то легирующая добавка или нежелательная примесь, играет свою уникальную роль, определяя конечные свойства материала. Понимание этих взаимодействий критически важно для инженеров и материаловедов. Какой важный нюанс здесь упускается? Часто недооценивается синергетический эффект, когда комбинация элементов дает неожиданные результаты, требующие глубокого анализа микроструктурных изменений, а не просто суммы индивидуальных влияний.

Влияние углерода (C)

Углерод является центральным элементом в сталях, определяющим их фундаментальные механические и технологические свойства. Его содержание напрямую влияет на микроструктуру и, как следствие, на твердость, прочность, пластичность и обрабатываемость стали.

• Классификация по содержанию углерода:
  • Низкоуглеродистые стали: до 0,25-0,3% C. Отличаются высокой пластичностью, хорошей свариваемостью, но относительно низкой прочностью. Применяются для листового проката, арматуры, деталей, не требующих высокой прочности.
  • Среднеуглеродистые стали: от 0,25-0,3% до 0,6-0,7% C. Обладают хорошим сочетанием прочности и пластичности, хорошо поддаются термической обработке. Используются для деталей машин, валов, осей.
  • Высокоуглеродистые стали: более 0,6-0,7% C. Отличаются высокой твердостью и износостойкостью, но пониженной пластичностью. Применяются для инструмента, пружин, рессор.
• Механизмы влияния:
  • С ростом содержания углерода увеличивается количество цементита (Fe₃C) — твёрдой и хрупкой фазы, и уменьшается доля феррита — мягкой и пластичной основы. Это приводит к:
    • Повышению прочности и твердости: За счёт упрочнения кристаллической решётки и увеличения объёмной доли цементита.
    • Снижению пластичности и ударной вязкости: Цементит, будучи хрупкой фазой, снижает способность стали к деформации без разрушения.
  • Технологические свойства:
    • Ухудшение литейных свойств: Высокоуглеродистые стали имеют более узкий интервал кристаллизации, что повышает склонность к образованию усадочных раковин.
    • Ухудшение обрабатываемости давлением: Повышенная твёрдость затрудняет горячую и холодную деформацию.
    • Ухудшение обрабатываемости резанием: Высокая твёрдость приводит к быстрому износу инструмента.
    • Ухудшение свариваемости: При сварке высокоуглеродистых сталей часто возникают трещины из-за образования хрупкого мартенсита в зоне термического влияния и внутренних напряжений.

Влияние хрома (Cr)

Хром — один из важнейших легирующих элементов, значительно улучшающий ряд свойств стали.

• Прокаливаемость: Хром увеличивает прокаливаемость стали, то есть способность к образованию закалённой структуры (мартенсита) на большую глубину при термической обработке.
• Коррозионная стойкость: Это самое известное свойство хрома. При концентрации более 12,5% хром образует на поверхности стали тонкую, но плотную и прочную оксидную плёнку Cr₂O₃, которая пассивирует поверхность и резко увеличивает коррозионную стойкость в агрессивных средах, превращая сталь в нержавеющую.
• Твердость и прочность: Хром повышает твёрдость и прочность стали, особенно мартенсита, не снижая при этом пластичности при умеренных концентрациях. Он образует карбиды хрома, которые также способствуют упрочнению.
• Ударная вязкость: При содержании хрома выше 1,0-1,5% может наблюдаться некоторое снижение ударной вязкости, особенно при определённых режимах отпуска, из-за образования хрупких карбидов.

Влияние никеля (Ni)

Никель — ещё один ценный легирующий элемент, улучшающий комплекс механических свойств.

• Прокаливаемость: Как и хром, никель увеличивает прокаливаемость стали.
• Пластичность, прочность и вязкость: Никель повышает эти свойства, причём его уникальность в том, что он делает это, не снижая ударной вязкости. Он стабилизирует аустенитную структуру, которая отличается высокой пластичностью.
• Усталостная прочность: Особенно эффективен в комбинации с хромом и молибденом, значительно повышая усталостную прочность сталей, что критически важно для деталей, работающих под циклическими нагрузками.

Влияние марганца (Mn) и кремния (Si)

Марганец и кремний являются типичными компонентами стали, играющими как роль раскислителей, так и легирующих элементов.

• Марганец (Mn):
  • Раскислитель и десульфуратор: Марганец активно связывает кислород и серу, предотвращая образование вредных легкоплавких сульфидов железа (FeS), которые вызывают «красноломкость». Он образует высокоплавкий сульфид MnS, который не располагается по границам зёрен, тем самым значительно снижая вредное воздействие серы.
  • Упрочнение твердого раствора: Растворяясь в феррите, марганец упрочняет его.
  • Замедление разупрочнения при отпуске: Способствует сохранению твердости при термической обработке.
  • Повышение прочности без снижения пластичности: В умеренных концентрациях марганец улучшает механические свойства без заметного ухудшения пластичности.
• Кремний (Si):
  • Раскислитель: Кремний является эффективным раскислителем, удаляющим кислород из расплава. В углеродистой стали в количестве до 0,35-0,4% он является постоянной примесью, выполняющей эту функцию.
  • Упрочнение феррита: Растворяясь в феррите, кремний повышает его прочность.
  • Ограничение использования: При высоких концентрациях (более 1%) кремний может значительно снижать пластичность и ударную вязкость, поэтому его содержание строго контроли��уется.

Вредные примеси: Сера (S) и Фосфор (P)

Сера и фосфор являются наиболее опасными примесями в стали, даже в малых концентрациях значительно ухудшающими её свойства. Именно поэтому их содержание строго регламентируется стандартами качества.

• Сера (S):
  • Механизм: Сера практически нерастворима в железе и образует с ним легкоплавкую эвтектику FeS (сульфид железа), которая имеет низкую температуру плавления (около 988 °C). Эта эвтектика располагается по границам зерен.
  • «Красноломкость»: При горячей обработке давлением (ковка, прокатка) при температурах выше температуры плавления FeS, расплавленные сульфиды по границам зерен снижают когезионную прочность, что приводит к образованию трещин и разрушению металла. Это явление называется «красноломкостью» или «горячеломкостью».
  • Допустимое содержание: В высококачественной стали содержание серы не превышает 0,02-0,03%, а в углеродистой стали обычного качества — не более 0,03-0,04%.
  • Нейтрализация: Вредное действие серы частично компенсируется марганцем, который образует высокоплавкий сульфид MnS (температура плавления около 1620 °C), который имеет глобулярную форму и равномерно распределяется в объёме зерна, не вызывая «красноломкости».
• Фосфор (P):
  • Механизм: Фосфор является сильно ликвационной примесью, то есть имеет склонность к неравномерному распределению в металле, концентрируясь в определённых областях (ликвационных зонах). Он растворяется в феррите.
  • Влияние на свойства: Повышает твердость и прочность стали, но при этом резко снижает её вязкость, пластичность и особенно ударную вязкость.
  • «Хладноломкость»: Фосфор вызывает «хладноломкость» – хрупкость стали при нормальных и пониженных температурах, а также склонность к образованию трещин при ударной деформации. Это связано с тем, что фосфор, растворяясь в феррите, искажает его кристаллическую решетку и облегчает распространение трещин.
  • Количественное влияние: Каждые 0,01% фосфора повышают порог хладноломкости на 20-25 °C, что критически важно для эксплуатации в холодных условиях.
  • Допустимое содержание: В качественной стали содержание фосфора допускается не более 0,035%.

Газовые примеси: Водород, Кислород, Азот

Даже в тысячных и сотых долях процента газовые примеси могут катастрофически влиять на свойства стали. Суммарная концентрация газовых примесей в стали (водород, кислород, азот) не должна превышать 0,01-0,02%. Что из этого следует? Даже малейшие отклонения в чистоте могут привести к непредсказуемым отказам, особенно при высоких нагрузках или в агрессивных средах, делая контроль газовых примесей вопросом критической важности.

• Водород (H):
  • Механизм: Водород, растворяясь в стали, может вызывать так называемую водородную хрупкость. При охлаждении он стремится выйти из кристаллической решётки, образуя газовые пузырьки в микропорах и несплошностях.
  • Флокены: При определённых условиях эти скопления водорода могут приводить к образованию внутренних трещин, называемых флокенами, которые резко снижают работоспособность стали и могут вызвать внезапное хрупкое разрушение.
• Кислород (O):
  • Механизм: Кислород в стали в основном связан в оксиды, образуя неметаллические включения (оксиды железа, кремния, марганца и др.).
  • Влияние на свойства: Эти хрупкие оксидные включения загрязняют сталь, действуют как концентраторы напряжений и значительно ухудшают механические свойства, особенно вязкость и пластичность. Они могут служить источниками зарождения трещин.
• Азот (N):
  • Механизм: Азот, растворяясь в железе, образует нитриды.
  • Влияние на свойства: Является сильным упрочнителем, но его повышенное содержание может вызывать нестойкость против динамических нагрузок, делая сталь более хрупкой при ударных воздействиях. Он также может способствовать старению стали.

Контроль за содержанием всех этих элементов – легирующих и примесных – является краеугольным камнем современного металлургического производства, обеспечивающим получение материалов с заданными и предсказуемыми свойствами.

Исторический экскурс: Дамасская и булатная стали – уникальное наследие

Путешествие в мир сталей было бы неполным без обращения к их легендарному прошлому. Дамасская и булатная стали — это не просто сплавы, это символы древнего мастерства, окутанные мифами и преданиями. Их уникальные свойства и завораживающий узор на протяжении веков будоражили умы оружейников и ученых.

Булатная сталь: История, производство и особенности

Булат — это слово, вызывающее образы невероятной остроты, прочности и упругости. Происходящее от авестийского «palawad» и среднеперсидского «pulad» (что означает «сталь»), оно описывает особый вид стали, которая отличается своеобразной внутренней структурой и характерным узором на поверхности. Родиной булата по праву считается Индия, где эта сталь производилась под различными региональными названиями, такими как табан, хорасан, фаранд. Оттуда секреты её изготовления распространились по всему Востоку.

Метод производства булата был уникален и требовал глубоких знаний металлургии того времени. Он заключался в совместной плавке мягкого железа и чугуна в закрытом глиняном тигле. При этом создавались условия для медленной, контролируемой кристаллизации углерода. В булатных сталях, как правило, содержание углерода составляло от 1,0% до 1,8%. Именно это высокое содержание углерода, в сочетании с особой термической обработкой, формировало характерную структуру, состоящую из твёрдых карбидов (цементита) и более мягкой ферритной матрицы.

Узор на булатной стали — это не просто декорация. Он возникает из-за сложного взаимодействия двух фаз:

• Цементит (Fe₃C): Твёрдые, износостойкие включения, которые располагаются в виде сеток или полос, придавая булату высокую твердость и способность держать острую кромку.
• Феррит: Более мягкая и пластичная основа, которая обеспечивает булату упругость и сопротивление хрупкому разрушению.

Такое сочетание твердых и мягких фаз в уникальной узорчатой структуре обеспечивало булатному оружию легендарные свойства: способность разрубать мягкие предметы без затупления и при этом не ломаться при сильных ударах.

В XIX веке, когда секреты восточного булата были почти утеряны, русский горный инженер Павел Петрович Аносов в 1833 году на Златоустовском заводе совершил выдающийся подвиг. Путём многолетних исследований и экспериментов он смог воссоздать литой булат, аналогичный старинным восточным образцам, вернув миру эту уникальную технологию.

Дамасская сталь: Методы изготовления и свойства

В отличие от литого булата, дамасская сталь представляет собой композитную углеродистую сталь с видимым узором, которая изготавливалась человечеством уже несколько тысячелетий. Дамасская сталь была известна с III века нашей эры и активно использовалась на Ближнем Востоке для изготовления оружия, прежде всего мечей.

Метод получения дамасской стали принципиально отличался от булатного. Он заключался в кузнечной ковке пакета, состоящего из чередующихся слоев металла с разным содержанием углерода. Обычно это были слои высокоуглеродистой стали (для твердости и остроты) и низкоуглеродистой стали (для пластичности и упругости). Этот «слоеный пирог» многократно сваривался, проковывался, складывался и снова сваривался, что приводило к образованию сотен и даже тысяч тончайших слоев.

Свойства и узор:

• Чередующиеся слои металла: Слои с высоким содержанием углерода придавали изделию остроту режущей кромки и общую прочность, тогда как слои с низким содержанием углерода препятствовали его растрескиванию и обеспечивали необходимую упругость. Эта комбинация позволяла создавать клинки, которые были одновременно твёрдыми, острыми и относительно гибкими.
• Проявление узора: Узор на дамасской стали проявляется после специального травления. Фрагменты с различным содержанием углерода по-разному взаимодействуют с едкими растворами (например, слабыми кислотами): более высокоуглеродистые слои травятся медленнее или темнеют, а низкоуглеродистые — быстрее или остаются светлее, создавая характерный контрастный рисунок, который может быть волнистым, лестничным или иметь другие сложные формы.

Как дамасская, так и булатная стали являются яркими примерами того, как глубокое эмпирическое понимание свойств материалов и изобретательность древних мастеров приводили к созданию уникальных сплавов, которые и сегодня вызывают восхищение и служат объектом научных исследований.

Современные тенденции и вызовы в разработке и стандартизации сталей

Мир материаловедения не стоит на месте. Глобальные вызовы — от необходимости повышения энергоэффективности до безопасности ядерных реакторов и освоения космоса — стимулируют непрерывную разработку новых, более совершенных сталей. Эти инновации идут рука об руку с необходимостью гармонизации стандартов, чтобы обеспечить глобальное сотрудничество и обмен технологиями. Разве не удивительно, что, несмотря на тысячелетия развития, мы все еще находим новые способы улучшить такой, казалось бы, простой материал, как сталь?

Разработка новых материалов: Высокопрочные и радиационно-стойкие стали

Современные тенденции в разработке сталей направлены на создание материалов с улучшенными механическими свойствами, которые способны выдерживать более экстремальные условия эксплуатации. Эти улучшения включают:

• Высокая прочность и вязкость: Цель — получить стали с высоким пределом текучести и временным сопротивлением, при этом сохраняя или даже улучшая вязкость разрушения, что критически важно для предотвращения хрупкого разрушения.
• Повышенная коррозионная стойкость: Разработка сплавов, способных работать в агрессивных химических средах, в том числе при высоких температурах и давлениях.
• Улучшенная жаропрочность: Создание сталей, сохраняющих свои механические свойства при длительном воздействии высоких температур и нагрузок.
• Оптимизированная свариваемость: Новые стали должны быть не только прочными, но и легко свариваемыми, чтобы упростить их производство и монтаж в конструкциях.
• Высокая общая и локальная деформация: Способность материала деформироваться без разрушения, что обеспечивает надежность конструкций.

Особое внимание уделяется радиационно-стойким сталям, которые являются ключевыми для развития ядерной и термоядерной энергетики. Российские исследователи, в частности из НИЦ «Курчатовский институт» и ИМЕТ РАН, активно ведут разработки в этой области.

• Цель: Создание материалов, способных выдерживать высокие температуры и радиационные нагрузки (до 100 смещений на атом при температуре до 700°C) в активных зонах реакторов нового поколения (например, БН-800, БН-1200), а также для будущих термоядерных реакторов.
• Задача: Обеспечить стабильность структуры, минимизировать радиационное охрупчивание и набухание, а также сохранить механические свойства в условиях интенсивного нейтронного облучения. Эти разработки имеют стратегическое значение для энергетической безопасности и технологического суверенитета страны.

Инновационные технологии в материаловедении

Прогресс в материаловедении сегодня неразрывно связан с развитием информационных технологий и вычислительных методов.

• Искусственный интеллект и машинное обучение: Системы искусственного интеллекта на базе алгоритмов машинного обучения становятся мощным инструментом для разработки новых сплавов. Они позволяют:
  • Прогнозировать свойства материалов на основе их химического состава.
  • Оптимизировать соотношение легирующих элементов для достижения заданных характеристик.
  • Сокращать время и стоимость экспериментальных исследований.
  • Выявлять неочевидные взаимосвязи между компонентами и свойствами.
• Пример новой жаропрочной стали: Благодаря таким подходам, разработана новая жаропрочная сталь, способная выдерживать температуру 650°C и давление пара 30-35 МПа. Её состав включает сложный комплекс легирующих элементов: углерод, кремний, марганец, хром, никель, вольфрам, молибден, ванадий, ниобий, азот, бор, кобальт, серу, фосфор, алюминий, медь, рений, титан и железо. Эта сталь демонстрирует значительное повышение сопротивления ползучести и увеличение времени до разрушения при экстремально высоких температурах, что открывает новые возможности для высокоэффективных энергетических установок.
• Высокопрочные стали с улучшенными технологическими свойствами: Активно разрабатываются новые марки сталей, обеспечивающие высокую общую и локальную деформацию без ухудшения свариваемости и стойкости к коррозии. Такие материалы находят применение в:
  • Строительстве: Позволяя возводить более лёгкие и прочные конструкции.
  • Автомобилестроении: Для создания безопасных и экономичных автомобилей с улучшенной энергоэффективностью.
  • Авиации и энергетике: Для компонентов, работающих под критическими нагрузками.

Вызовы стандартизации: Гармонизация ГОСТ и международных систем

На фоне стремительного развития новых материалов, одной из наиболее острых проблем остаётся гармонизация систем стандартизации. Множество национальных (ГОСТ) и международных (ISO, ASTM, EN, JIS) систем маркировки, каждая со своей уникальной логикой и терминологией, создаёт значительные барьеры для международного сотрудничества, торговли и обмена технологиями.

• Сложности гармонизации:
  • Различия в классификационных признаках: Каждая система исторически формировалась исходя из своих приоритетов (например, ГОСТ часто фокусируется на химическом составе и назначении, EN — на назначении и свойствах или на хим. составе с факторами).
  • Разные методы испытаний: Даже для, казалось бы, «аналогичных» марок, методы определения механических свойств (например, ударной вязкости или предела текучести) могут существенно отличаться, что делает прямое сравнение затруднительным.
  • Терминологические расхождения: Одни и те же термины могут иметь различные трактовки, а некоторые понятия могут отсутствовать в одной системе, но быть ключевыми в другой.
  • Несовпадение требований к химическому составу и свойствам: Даже при наличии таблиц соответствия, полное совпадение свойств и химического состава между «аналогичными» марками из разных стандартов редко достигается, что требует тщательной проверки и верификации при импорте/экспорте материалов.
• Цель гармонизации: Создание единых, универсальных и общепринятых правил для классификации, маркировки и испытаний сталей. Это не только упростит международную торговлю и производственную кооперацию, но и ускорит внедрение инновационных материалов, сделает инженерные решения более надёжными и предсказуемыми в глобальном масштабе. Разработка и внедрение таких стандартов требуют значительных усилий со стороны национальных и международных организаций, а также активного участия научного и промышленного сообщества.

Заключение

Исчерпывающее исследование классификации и маркировки сталей позволяет сделать вывод о том, что эта область материаловедения представляет собой динамичную и многогранную дисциплину. От древних секретов булата до современных радиационно-стойких сплавов, сталь остаётся ключевым материалом, формирующим облик нашей цивилизации.

Мы систематизировали основные принципы классификации по химическому составу, назначению, качеству и структуре, подчеркнув, как каждый аспект влияет на выбор и применение материала. Детальный разбор систем маркировки по ГОСТ для углеродистых сталей, а также углубленный анализ европейских (EN) и американских (ASTM) стандартов для легированных сталей, выявил их логику и особенности, а также обозначил сложности гармонизации в условиях глобализации.

Особое внимание было уделено глубинному влиянию легирующих элементов и вредных примесей, раскрывая механизмы, посредством которых углерод, хром, никель, марганец, кремний, сера, фосфор и газовые примеси формируют уникальный комплекс свойств стали. Исторический экскурс в мир дамасской и булатной сталей напомнил о глубоких корнях металлургического мастерства и непрерывном поиске совершенства. Наконец, анализ современных тенденций и вызовов, таких как разработка высокопрочных и радиационно-стойких сталей с использованием искусственного интеллекта, а также проблемы гармонизации стандартов, подчеркнул актуальность непрерывного развития в этой области.

Глубокое понимание этих систем классификации и маркировки является неотъемлемой частью профессиональной подготовки будущих специалистов в металлургии и материаловедении. Оно позволяет не только правильно выбирать материалы, но и участвовать в разработке инновационных решений, способных отвечать на вызовы будущего. Перспективы дальнейших исследований включают углубление в специфические аспекты микроструктурного инжиниринга, развитие интеллектуальных систем для проектирования сплавов и совершенствование международных стандартов для обеспечения беспрепятственного технологического обмена.

Список использованной литературы

1. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. Технология термической обработки. Москва: Металлургия, 1986.
2. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. Москва: Металлургия, 1989.
3. Гуляев А.П. Металловедение. Москва: Металлургия, 1986.
4. Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение. Москва: Высш. шк., 1990.
5. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин А.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. Москва: Металлургия, 1981.
6. Лахтин Ю.М. Основы материаловедения. Москва: Металлургия, 1988.
7. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. Москва: Машиностроение, 1990.
8. Материаловедение. Под ред. Б.Н. Арзамасова. Москва: Машиностроение, 1986.
9. Материаловедение и конструкционные материалы. Под ред. Пинчука Л.М. Минск: Высш. шк., 1989.
10. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник. Москва: Металлургия, 1983.
11. Мозберг Р.К. Материаловедение. Москва: Высш. шк., 1991.
12. Влияние хрома на свойства сталей. Учебные материалы. URL: https://www.sites.google.com/site/materialovedenieo/glavnaa/vliyanie-hroma-na-svojstva-stalej (дата обращения: 16.10.2025).
13. Влияние легирующих элементов на свойства стали (Стр. 15). Центральный металлический портал. URL: https://metal-portal.ru/literature/vliyanie-legiruyushchih-elementov-na-svojstva-stali-str-15 (дата обращения: 16.10.2025).
14. Влияние примесей на свойства сталей. Кафедра технологии материалов, Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского. URL: https://msun.ru/upload/iblock/vliyanie_primesey_na_svojstva_staley.pdf (дата обращения: 16.10.2025).
15. Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-90). Учебные материалы. URL: https://www.sites.google.com/site/materialovedenieo/glavnaa/uglerodistye-instrumentalnye-stali-gost-1435-90 (дата обращения: 16.10.2025).
16. Влияние углерода на свойства стали: изменения прочности и пластичности. URL: https://pro-metalls.ru/chugun/vliyanie-ugleroda-na-svojstva-stali (дата обращения: 16.10.2025).
17. Европейская система маркировки сталей. Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков. URL: http://uas.su/ru/article/evropeyskaya-sistema-markirovki-staley (дата обращения: 16.10.2025).
18. Нержавеющая сталь, Марки и маркировка нержавеющей стали по ГОСТ и AISI. URL: https://a-steel.ru/nerzhaveyushchaya-stal/marki-nerzhaveyushchey-stali.html (дата обращения: 16.10.2025).
19. Маркировка сталей по Евронормам. СНГ ЭКСПОРТ. URL: http://sng-export.ru/articles/markirovka-stalejj-po-evronormam/ (дата обращения: 16.10.2025).
20. ГОСТ 1435-90 Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Торговый дом «РКМ». URL: https://tdrkm.ru/gost/gost-1435-90/ (дата обращения: 16.10.2025).
21. Копцева Н.В. Влияние легирующих элементов. 2021. URL: https://edu.tltsu.ru/sites/sitefiles/f-1033/vliyanie_legiruyushchih_elementov.pdf (дата обращения: 16.10.2025).
22. Влияние углерода на свойства стали. Учебные материалы. URL: https://www.sites.google.com/site/materialovedenieo/glavnaa/vliyanie-ugleroda-na-svojstva-stali (дата обращения: 16.10.2025).
23. Классификация и маркировка сталей. URL: https://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/class_mark (дата обращения: 16.10.2025).
24. Углеродистые стали. Классификация, ГОСТ’ы, свойства, применение. URL: https://pro-metalls.ru/chugun/uglerodistye-stali (дата обращения: 16.10.2025).
25. Инструментальная углеродистая сталь. Центральный металлический портал. URL: https://metal-portal.ru/literature/instrumentalnaya-uglerodistaya-stal (дата обращения: 16.10.2025).
26. Влияние содержания углерода на механические свойства сталей. Учебное пособие по материаловедению. Глава: Влияние содержания углерода на механические свойства сталей. Предмет: Материаловедение. ВУЗ: СПбГМТУ. URL: https://studfile.net/preview/8762744/page:12/ (дата обращения: 16.10.2025).
27. Таблица соответствия марок нержавеющей стали. ООО Интера. URL: https://interra.pro/articles/tablitsa-sootvetstviya-marok-nerzhaveyushchey-stali/ (дата обращения: 16.10.2025).
28. Инструментальная сталь. Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%81%D1%82%D1%80%D1%83%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C (дата обращения: 16.10.2025).
29. Сера в сталях. Металлография. URL: http://www.metal-graphics.ru/page-116.html (дата обращения: 16.10.2025).
30. ГОСТ 5632-2014 Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки (с Изменением N 1, с Поправкой). docs.cntd.ru. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200115024 (дата обращения: 16.10.2025).
31. Аналоги Порядок нумерации сталей Евросоюза по стандарту EN 10027-1. МАРОЧНИК СТАЛИ И СПЛАВОВ. URL: https://www.marochnik.ru/stali-i-splavy/en-10027-1.html (дата обращения: 16.10.2025).
32. Инструментальная сталь — марки, виды, свойства, состав, применение, маркировка. URL: https://metprok.ru/info/instrumentalnaja-stal (дата обращения: 16.10.2025).
33. Как влияют примеси (марганец, кремний, сера, фосфор) на свойства стали? Казанский государственный архитектурно-строительный университет. URL: https://studfile.net/preview/6786842/page:3/ (дата обращения: 16.10.2025).
34. Вредные примеси в сталях. Статьи. ПЗПС. URL: https://pzps.ru/articles/vrednye-primesi-v-stalyakh/ (дата обращения: 16.10.2025).
35. Углеродистая сталь обыкновенного качества ГОСТ 380-88. ПКФ «ГлавСтройИнвест. URL: https://gk-gsi.ru/gost/uglerodistaya-stal-obyknovennogo-kachestva-gost-380-88/ (дата обращения: 16.10.2025).
36. ГОСТ 1435-90 (СТ СЭВ 2883-81) Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия. docs.cntd.ru. URL: https://docs.cntd.ru/document/901769747 (дата обращения: 16.10.2025).