Номера сталей AISI/SAE разъяснены: как читать 4140, 1045 и 304

Четырёхзначная система для углеродистых и легированных сталей

Для углеродистых и легированных сталей код SAE/AISI состоит из четырёх цифр:

• Первая цифра — семейство легирования: 1 = углеродистые, 2 = никелевые, 3 = никель-хромовые, 4 = молибденовые (включая Cr-Mo и Ni-Mo), 5 = хромовые, 6 = хромованадиевые, 7 = вольфрамовые, 8 = никель-хром-молибденовые, 9 = кремнемарганцевые.
• Вторая цифра — приблизительное содержание основного легирующего элемента в легированных сталях: 23xx содержит примерно 3.5% Ni, 31xx — примерно 1.25% Ni с хромом. В обычных углеродистых марках 10xx это просто 0.
• Последние две цифры — номинальное содержание углерода в сотых долях процента: 4140 ≈ 0.40% C, 1045 ≈ 0.45% C, 8620 ≈ 0.20% C.

Таким образом, 4140 читается как "семейство Cr-Mo, около 0.40% углерода", а 4340 — как "семейство Ni-Cr-Mo, 0.40% углерода" — система с первого взгляда показывает класс рецептуры, поэтому инженеры до сих пор мыслят в ней.

Подсемейства углеродистых сталей

• 10xx — обычные углеродистые стали.
• 11xx — автоматные стали с повышенным содержанием серы.
• 12xx — автоматные стали с повышенным содержанием серы и фосфора.
• 15xx — углеродистые стали с повышенным содержанием марганца (обычно 1.00–1.65%).

Буквы внутри кода несут реальную информацию: B обозначает сталь, обработанную бором (50B44), L обозначает автоматную сталь со свинцом (12L14), а конечная H (4140H) означает, что пределы прокаливаемости гарантируются в соответствии со стандартной полосой, а не только химическим составом.

Нержавеющие стали: другая трёхзначная логика

Для нержавеющих и жаростойких сталей используются три цифры, где первая цифра обозначает семейство, а не элемент:

• 2xx — аустенитные хромоникельмарганцевые.
• 3xx — аустенитные хромоникелевые: 304, 316, 321. Последние две цифры — порядковые номера внутри семейства.
• 4xx — хромистые стали: мартенситные (410, 420) и ферритные (430, 409).
• 5xx — жаростойкие марки с низким содержанием хрома.
• 6xx — дисперсионно-твердеющие марки (630, более известные как 17-4 PH).

Суффиксные буквы так же важны, как и цифры: L = низкое содержание углерода (≤ 0.03%), H = контролируемое более высокое содержание углерода для работы при ползучести, N = упрочнённые азотом, Ti/Nb = стабилизированные марки (316Ti, 347).

Ещё два соглашения, которые стоит знать

• Буква E перед кодом (E52100, подшипниковая сталь) исторически обозначает выплавку в электропечи — гарантию процесса, привязанную к тому же сплаву, а не другой сплав.
• Коды, у которых совпадают первые три цифры, но различается содержание углерода, — это разные по поведению стали: 4130, 4140 и 4150 ведут одно семейство рецептуры Cr-Mo соответственно в производство труб, валов и пружин исключительно за счёт содержания углерода и термообработки, которую оно позволяет.

Оговорки

Код описывает только номинальный химический состав — он ничего не говорит о форме продукции, термообработке или гарантируемых свойствах, которые берутся из заказанной спецификации ASTM/ASME. Сама AISI больше не поддерживает систему; ответственность перешла к SAE и ASTM, а номера формально сохраняются как обозначения UNS (G41400, S30400), на которые ссылаются современные спецификации. Две марки с одинаковым четырёхзначным кодом в разных спецификациях относятся к одному семейству сплавов, но не являются автоматически взаимозаменяемой продукцией.