Пояснення номерів сталей AISI/SAE: як читати 4140, 1045 та 304

Чотирицифрова система вуглецевих і легованих сталей

Для вуглецевих і легованих сталей код SAE/AISI має чотири цифри:

• Перша цифра — родина сплавів: 1 = вуглецеві, 2 = нікелеві, 3 = нікель-хромові, 4 = молібденові (включно з Cr-Mo та Ni-Mo), 5 = хромові, 6 = хромованадієві, 7 = вольфрамові, 8 = нікель-хром-молібденові, 9 = кремній-марганцеві.
• Друга цифра — приблизний вміст основного легувального елемента в легованих сталях: 23xx містить приблизно 3.5% Ni, 31xx — приблизно 1.25% Ni з хромом. У звичайних вуглецевих марках 10xx вона просто дорівнює 0.
• Останні дві цифри — номінальний вміст вуглецю в сотих частках відсотка: 4140 ≈ 0.40% C, 1045 ≈ 0.45% C, 8620 ≈ 0.20% C.

Отже, 4140 читається як «родина Cr-Mo, приблизно 0.40% вуглецю», а 4340 — як «родина Ni-Cr-Mo, 0.40% вуглецю» — система з першого погляду повідомляє вам клас рецептури, саме тому інженери досі мислять у ній.

Підродини вуглецевих сталей

• 10xx — звичайні вуглецеві сталі.
• 11xx — автоматні сталі з повторним сіркуванням.
• 12xx — автоматні сталі з повторним сіркуванням і повторним фосфоруванням.
• 15xx — вуглецеві сталі з підвищеним вмістом марганцю (зазвичай 1.00–1.65%).

Літери всередині коду несуть реальну інформацію: B позначає сталь, оброблену бором (50B44), L позначає свинцевмісну автоматну сталь (12L14), а кінцева H (4140H) означає, що межі прогартовуваності гарантуються за стандартним діапазоном, а не лише за хімічним складом.

Нержавіючі: інша трицифрова логіка

Для нержавіючих і жаростійких сталей використовуються три цифри, де перша цифра є родиною, а не елементом:

• 2xx — аустенітні хромонікель-марганцеві.
• 3xx — аустенітні хромонікелеві: 304, 316, 321. Останні дві цифри є порядковими номерами в межах родини.
• 4xx — хромові сталі: мартенситні (410, 420) та феритні (430, 409).
• 5xx — низькохромові жаростійкі марки.
• 6xx — марки з дисперсійним твердненням (630, більш відомі як 17-4 PH).

Суфіксні літери мають таке саме значення, як і цифри: L = низький вміст вуглецю (≤ 0.03%), H = контрольований вищий вміст вуглецю для роботи за повзучості, N = зміцнені азотом, Ti/Nb = стабілізовані марки (316Ti, 347).

Ще дві домовленості, які варто знати

• Літера E перед кодом (E52100, підшипникова сталь) історично позначає плавлення в електропечі — гарантію процесу, додану до того самого сплаву, а не інший сплав.
• Коди, що мають спільні перші три цифри, але відрізняються вмістом вуглецю, є різними сталями за поведінкою: 4130, 4140 та 4150 переносять одну родину рецептур Cr-Mo відповідно у труби, вали та пружини, суто завдяки вмісту вуглецю та термічній обробці, яку він дозволяє.

Застереження

Код описує лише номінальний хімічний склад — він нічого не каже про форму продукції, термічну обробку чи гарантовані властивості, які походять із замовленої специфікації ASTM/ASME. Сама AISI більше не підтримує цю систему; опікунство перейшло до SAE та ASTM, а номери формально зберігаються як позначення UNS (G41400, S30400), які цитують сучасні специфікації. Дві марки, що мають спільний чотирицифровий код у різних специфікаціях, належать до однієї родини сплавів, а не є автоматично взаємозамінною продукцією.