ГОСТ 4543-2016. Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия
ГОСТ 4543-2016 «Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия» устанавливает марочный состав, нормы химического состава и механических свойств (определяемых после термической обработки) для легированной конструкционной стали. Это документ именно технических условий, а не сортамента: он отвечает на вопрос «из какой стали и с какими свойствами», тогда как геометрические размеры проката регулируются отдельными стандартами. Введён в действие 01.10.2017, заменил ГОСТ 4543-71. Класс ОКС 77.140.10.
Стандарт распространяется на горячекатаную и кованую металлопродукцию диаметром или толщиной до 250 мм, а также на калиброванную сталь и прокат со специальной отделкой поверхности. Область назначения охватывает детали машин и механизмов, которые эксплуатируются после термической обработки: улучшения, закалки ТВЧ, цементации или нитроцементации.
ГОСТ 4543-2016 вступил в силу взамен редакции 1971 года и гармонизирован с современными требованиями к документированию химического состава и механических характеристик. Документ охватывает десятки марок, сгруппированных по системам легирования: хромистые, хромоникелевые, хромомолибденовые, хромомарганцевокремнистые и другие.
01О чём ГОСТ 4543-2016
Легирующие элементы - хром, никель, молибден, марганец, кремний, титан - целенаправленно изменяют структуру стали и обеспечивают свойства, недостижимые для углеродистых марок той же прочностной категории. Ключевой эффект - высокая прокаливаемость: легированная сталь прокаливается на значительно большую глубину, что критично для крупных сечений. Дополнительно достигаются повышенная ударная вязкость при низких температурах, износостойкость и теплостойкость.
Среди наиболее распространённых марок стандарта - хромистая 40Х (валы, оси, нагруженные болты), цементуемая 20Х (зубчатые колёса с твёрдой поверхностью и вязкой сердцевиной), высокопрочная хромомарганцевокремнистая 30ХГСА (авиационные и ответственные машиностроительные детали), хромоникелевые 40ХН и 20ХН3А (крупные улучшаемые и цементуемые детали), хромомарганцевотитановая 18ХГТ (шестерни, кулачки). Каждая марка имеет строго нормированный химический состав и гарантированные механические свойства после термообработки.
ГОСТ 4543-2016 применяется совместно с сортаментными стандартами: для круглого проката это ГОСТ 2590-2006, для квадратного и шестигранного - соответствующие стандарты на сортамент. Сортаментный ГОСТ задаёт диаметры, допуски на размеры и кривизну; ГОСТ 4543 определяет марку и гарантированные свойства материала. В документах на поставку оба номера указываются совместно.
02Марки легированной конструкционной стали ГОСТ 4543-2016
Основные группы легированных конструкционных сталей. Полные таблицы химсостава и свойств после термообработки - в тексте стандарта. Марки связаны с марочником.
| Марка | Легирующие элементы | Группа и применение |
|---|---|---|
| 40Х | хром (Cr) | Улучшаемая: валы, оси, нагруженные болты |
| 20Х | хром (Cr) | Цементуемая: шестерни, кулачки |
| 30ХГСА | Cr-Mn-Si | Высокопрочная: авиа, ответственные детали |
| 40ХН | Cr-Ni | Улучшаемая: крупные нагруженные детали |
| 12ХН3А | Cr-Ni | Цементуемая высококачественная |
| 18ХГТ | Cr-Mn-Ti | Цементуемая: шестерни коробок передач |
| 38ХМ | Cr-Mo | Улучшаемая: крепёж, валы, теплостойкость |
В ГОСТ 4543-2016 включены десятки марок. Механические свойства нормируются после термической обработки (закалка, отпуск, цементация). Полный перечень - в тексте стандарта.
03Легированная и углеродистая конструкционная сталь: в чём разница
Легирование даёт прокаливаемость и прочность в крупных сечениях, недостижимые для углеродистой стали.
| Параметр | Углеродистая (1050-2013 / 535-2005) | ГОСТ 4543-2016 |
|---|---|---|
| Тип стали | углеродистая | легированная конструкционная |
| Прокаливаемость | поверхностная (сечения до 20-30 мм) | на всю глубину крупных сечений |
| Легирование | нет | Cr, Ni, Mo, Mn, Si, Ti |
| Назначение | умеренно нагруженные детали | ответственные детали под термообработку |
| Относительная цена | ниже | выше |
Легированная сталь ГОСТ 4543-2016 и углеродистая сталь ГОСТ 1050-2013 (качественная) или ГОСТ 535-2005 (обыкновенного качества) занимают разные ниши по соотношению свойства и цена. Углеродистые марки (Ст3, Ст5, 20, 45) дешевле, проще в механической обработке и хорошо свариваются без подогрева; их применяют там, где нагрузки умеренны или сечение детали невелико. Легированные марки по ГОСТ 4543 обоснованы, когда необходима высокая прочность в крупном сечении, стойкость к ударным нагрузкам при низких температурах или деталь проходит цементацию с требованием твёрдой поверхности и вязкой сердцевины. Разница в цене окупается ресурсом детали и снижением её массы при равной несущей способности.
04Сертификат соответствия и паспорт качества к партии
По ГОСТу к каждой партии металлопроката должны прикладываться два документа. Без них партия на стройплощадке не проходит входной контроль - возврат за счёт поставщика.