При сравнении стандартов на сталь от различных национальных и международных организаций по разработке стандартов — ASTM, JIS, EN, ISO — необходимо четко сознавать, что не существует такой вещи как эквивалентные стандарты на сталь. В лучшем случае, можно объединить аналогичные стандарты и их стали в определенные группы на основе некоторых заданных правил.
Стали: аналоги и близкие аналоги
Например, сталь марки 70 по американскому стандарту ASTM A 516/A 516M является аналогичной стали SGV 480 по японскому стандарту JIS G 3118, а также стали P295GH по европейскому стандарту EN 10028-2, если их все сравнивать по химическому составу и механическим свойствам. Сравнение стандартов на сталь никак нельзя назвать точной наукой и нельзя привести к математическому уравнению, когда две его стороны равны друг другу – между различными стандартами всегда будут различия.
Эти различия могут быть значительными для одного потребителя, но быть совершенно несущественными для другого. Слово «аналогичный» имеет относительное значение. Степень «аналогичности» неизбежно зависит от требований конечного потребителя, который и несет ответственность за выбор подходящей стали для конкретных изделий и конструкций.
Бывают стали, которые являются общими для нескольких организаций по разработке стандартов. Например, европейский стандарт EN ISO 4957 на инструментальные стали является общим стандартом для Европейского комитета по стандартизации (CEN) и Международной организацией по стандартизации (ISO). Естественно, все данные этих стандартов эквивалентны, потому, что один и тот же стандарт.
Существуют также различные стандарты, которые имеют общие марки стали. Например, стандарты ASTM A 485 и EN ISO 683-17 имеют семь идентичных химических составов для подшипниковых сталей. Однако эти стандарты различны по требованиям (например, по размеру зерна, закаливаемости, микроструктуре и твердости, приемке, испытаниям и так далее). В результате, эти семь подшипниковых сталей в этих двух стандартах не являются эквивалентными, но являются аналогичными.
Как сравнивать стали?
При сравнении двух или больше сталей по различным стандартам возникают следующие вопросы.
- Что должно быть главным критерием – механические свойства или химический состав?
- Если сравнивать механические свойства, то какое из них взять основным для сравнения – предел текучести, предел прочности, удлинение, ударную прочность, твердость?
- Когда выбрали главный критерий, скажем, предел прочности, то не надо ли еще выбрать вторичный признак для ранжирования сталей внутри группы, например, предел текучести, твердость и так далее?
- Когда механические свойства или химический состав изменяются по сечению изделия из данной марки стали, то на какой глубине надо сравнивать эти свойства?
- Когда две стали имеют одинаковый минимальный предел прочности, но различные пределы текучести, то являются ли такие стали аналогичными или нет?
- Надо ли производить сравнение свойств сталей по их минимальным значениям, максимальным значениям или средним значениям?
- Можно ли сравнивать легированные стали и нержавеющие стали по их механическим свойствам, тогда как их обычно выбирают по способности легирующих элементов обеспечивать им нормальную работу в химически сложных условиях.
- Разумно ли сравнивать стали только по их химическому составу, независимо от вида продукции? То есть, можно ли сравнивать стали для ковки со сталями для листов и труб, только потому, что они имеют одинаковый химический состав.
Критерии сравнения: прочность и химический состав
Для сравнения сталей различных стандартов применяют два основных критерия – механические свойства и химический состав. Для каждой конкретной марки стали из определенного стандарта обычно находится только один химический состав, который является идеальным для сравнения. Однако всегда существует несколько механических свойств, по которым можно сравнивать марки стали, а для сравнения нужно выбрать одно из них. Чаще всего, механическим критерием служит предел прочности при растяжении.
Часто возникает вопрос, по какому их двух критериев – механическим свойствам или химическому составу, или по обоим – сравнивать конкретные стали? Поскольку углеродистые стали обычно выбирают по механическим свойствам, то главным критерием для сравнения углеродистых сталей считают предел прочности. С другой стороны, легированные стали и нержавеющие стали выбирают по их химическому составу, поэтому их разумно сравнивать именно по химическому составу. С другой стороны, некоторые высокопрочные легированные конструкционные стали удобнее, все-таки, сравнивать по пределу прочности, но с учетом их химического состава.
Однако единой методологии для сравнения сталей не существует. Например, марка стали SC 4330 по ASTM A958 имеет только один химический состав, но 13 различных классов прочности в зависимости от различных режимов термической обработки. Поэтому, если две стали аналогичны по химическому составу, то это не означает, что их можно сравнивать по механическим свойствам и наоборот.
