Виды металла по ГОСТу в 2024 году

В статье собрана полная информация обо всех типах металлов, существующих и изготавливаемых согласно действующим ГОСТам в 2024 году. Приведена классификация сталей, чугунов, медных, алюминиевых сплавов, а также сводные данные по другим видам металлов. Собраны сведения не только об их разновидностях, о существующих марках, но также указаны характеристики и сферы применения.

Полный список всех металлов по ГОСТу в 2024 году

Металлами называют чистые химические вещества одноименного класса, а также их сплавы – как друг с другом, так и с другими элементами, например, кремнием, углеродом. Согласно периодической системе элементов всего существует 94 металла. Обычно их получают из различного рода руд. Также металлы могут встречаться в природе в чистом, самородном, виде. Если их выделяют из руды, то чистота зависит от метода получения и определяется наличием примесей других веществ. Есть ряд металлов, которые можно получить только в лабораторных условиях.

Существующая классификация ГОСТ (см. 77 раздел OK (MK (ИСО/ИНФКО МКС) 001-96) 001-2000 Общероссийский классификатор стандартов, утверждённый Постановлением Госстандарта России от 17.05.2000 N 138-ст) учитывает все типы металлов, применяемые в хозяйственной деятельности человека. Ознакомиться с классификатором металлов можно по ссылке здесь.

Нормативные документы в 2024 году подразделяют виды металлов таким образом:

• Черные металлы. К ним относятся, в том числе, железо и его сплавы (ГОСТ Р металлов 54384). Отличаются высокой температурой плавления без деформации, темной окраской, высокой плотностью.
• Цветные металлы отличаются от всех остальных окраской, за счет этого свойства и получили своё название (ГОСТ 25086). Согласно ГОСТ Р 54564-2022 (п.4) к ним относятся:
  • Алюминий.
  • Вольфрам.
  • Кадмий.
  • Кобальт.
  • Магний.
  • Медь.
  • Молибден.
  • Никель.
  • Олово.
  • Ртуть.
  • Свинец.
  • Титан.
  • Цинк.

А также ряд других, например, благородные, называемые драгоценными, металлы. Это платина, золото, серебро, осмий, родий, рутений, палладий (ГОСТ металлов 52793). К категории металлов относят и разнообразные их сплавы друг с другом, и с неметаллическими веществами, такими как углерод.

Как определяется вид металла?

Виды металлов можно отличить друг от друга как по внешним признакам: по цвету (медь красная, алюминий беловатого цвета, сталь серая), по зернистости, по гладкости; так и по физическим свойствам: температуре плавления, магнитным свойствам, электропроводности, по способности сопротивляться коррозии.

Для точного определения типа металла, процентного содержания в нём примесей, легирующих элементов, существуют лабораторные способы исследования. Методики регламентированы ГОСТ и практически для каждого сплава и металла существует свой стандарт определяющий порядок проведения исследований. Перечень таких нормативных документов можно найти в разделе 77.040 Общероссийского классификатора стандартов OK (MK (ИСО/ИНФКО МКС) 001-96) 001-2000. В него входят ГОСТ, регламентирующие конкретные методы лабораторных испытаний металлов, связанных с определением содержания их состава. Например:

• ГОСТ 6012 Никель. Методы химико-атомно-эмиссионного спектрального анализа.
• ГОСТ 20560 Стали легированные и высоколегированные. Общие требования к методам анализа.
• ГОСТ 28473 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа.
• ГОСТ 12344 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения углерода.

И многие другие – несколько десятков ГОСТ. Если говорить об эксплуатационных свойствах материалов, то сплавы различаются по твердости, пластичности, прочности. Наиболее распространёнными являются сплавы таких видов металлов по ГОСТ, как железо, алюминий, медь, цинк, титан.

Виды металла по ГОСТу

Большая группа металлов и сплавов, наиболее распространённая и востребованная в хозяйственной деятельности человека – это чёрные металлы. Они включают два крупных класса: сталь и чугун, которые представляют собой сплавы железа и углерода, отличаются друг от друга процентным содержанием компонентов (ГОСТ Р 54384). Черные металлы обладают выдающимися технологическими и эксплуатационными качествами. Они получили большое распространение в сфере производства металлопроката.

Другая крупная группа – цветные металлы и сплавы. Классификация, определённая в ГОСТ Р 54564-2022 (п.4) выделяет основные виды цветных металлов:

• Алюминий.
• Магний.
• Медь.
• Никель.
• Свинец.
• Титан.
• Цинк.

И ряд других. На основе чистых металлов, существует более 5 тысяч видов сплавов. К ним, а также ко всем видам металлов устанавливаются требования по ГОСТ:

• Сплавы железа и углерода: стали и чугуны. ГОСТ Р 54384.
• Алюминий и сплавы на основе алюминия. ГОСТ 11069, 4784, 2685.
• Магний и сплавы на основе магния. ГОСТ 14957, 2856.
• Медь и сплавы на основе меди. ГОСТ 859, 15527, 18175, 613 и другие.
• Никель и сплавы на его основе. ГОСТ 19241, 492.
• Титан и титановые сплавы. ГОСТ 19807.
• Свинец, цинк, олово и их сплавы. ГОСТ 21437, 25140.

Благодаря появлению многочисленных соединений с использованием цветных металлов удалось создать новые вещества, которые быстро стали востребованы во всех отраслях промышленности.

Виды стали по ГОСТу

Сталями называют сплавы железа с углеродом, в которых содержание углерода меньше 2,14% (согласно составленной на основе многолетних исследований диаграмме железо-углерод). В действующем в 2024 году ГОСТ Р 54384 в п 2.1 сталь определена как сплав, содержащий менее 2% углерода и именно это значение названо пограничным и разделяющим стали и чугуны. Согласно нормативным документам стали делят в зависимости от химического состава на нелегированные, нержавеющие и другие легированные. Это основной классификационный признак сталей, в соответствии с ГОСТ Р 54384 (п.3.2).

Нелегированными называют такие виды сталей, в которых количество примесей ниже, чем указано в таблице 1 того же ГОСТ 54384. В таблице приведены данные по таким веществам, как алюминий, висмут, кобальт, бор, кремний, ванадий, медь, хром и многие другие. К нержавеющим относят стали, включающие в себя хром в количестве не меньше 10,5% (хотя, есть исключения для некоторых видов сталей, где этот показатель может опускаться до 7,5%) и углерод не более 1,2%. Другие легированные – это стали, в которых процентное содержание элементов выше указанного в таблице 1 того же ГОСТ 54384.

Нелегированные стали по ГОСТ.

Нелегированные стали делят на две большие группы: качественные и специальные стали. Деление выполняется согласно характеристикам: химическим, физическим, технологическим. Так, например, к качественным сталям относятся те, к которым предъявляются только общие требования по таким параметрам, как вязкость, размер зерна, возможность обработки давлением и другие (ГОСТ Р 54384 п. 4.1) и которые не относятся к классу специальных. Дополнительно выделяют нелегированную электротехническую сталь, характеризующуюся заданными магнитными характеристиками (п.4.1.1.2).

Нелегированными специальными считаются стали, удовлетворяющие ряду четких требований, ограничивающих следующие параметры (п.4.1.2.2 ГОСТ Р металлов 54384):

• Минимальное значение ударной вязкости по итогам испытаний.
• Глубина закалённого слоя, в случае проведения термической обработки.
• Массовая доля неметаллических примесей.
• Процентное содержание серы и фосфора.
• Массовая доля меди кобальта, ванадия, других легирующих элементов.
• Минимальное значение показателя содержания углерода.

Стали данного типа используются в основном только после термической обработки. К их достоинствам относится то, что они равномерно упрочняются при закалке, обладают улучшенными показателями свариваемости и вязкости (п.4.1.2.1 ГОСТ Р металлов 54384).

Нержавеющие и другие виды легированной стали.

Следующий тип сталей, которые, согласно классификации металлов ГОСТ, применяются в промышленности – нержавеющие. Такое их свойство, как способность противостоять коррозии достигается за счёт  легирующих элементов. В п.4.2 ГОСТ Р 54384 их разделяют на два типа по составу: с содержанием никеля более 2,5% и с содержанием никеля менее 2,5%. На три типа по тому же ГОСТ их делят в соответствие со свойствами:

• Коррозионностойкие.
• Жаростойкие.
• Жаропрочные.

Если сталь не относится к классу нержавеющих, то её причисляют к другим легированным, которые в свою очередь бывают качественные и специальные. Для качественных устанавливают комплексные требования согласно п.4.3.1 ГОСТ Р 54384 по таким параметрам как:

• Структура.
• Механические свойства.
• Технологические свойства.
• Сопротивление разрушению.

Отдельно требования предъявляются к видам сталей следующего назначения (п.4.3.1.2.1–п.4.3.1.2.5 ГОСТ Р 54384):

• Для изготовления ёмкостей, находящихся под давлением.
• Для производства труб.
• Для создания рельсов, стоек, креплений.
• Для изготовления листовых материалов.

Кроме того, регламентируются электротехнические и стали, в которых содержится только один легирующий элемент – медь.

Другой класс – специальные легированные – определяется для сталей, в которых определённый химический состав достигается с высокой степенью точности. За счёт этого удаётся добиться специфических, улучшенных свойств материала (п.4.3.2.2 ГОСТ Р 54384). К таким сталям относятся конструкционные, подшипниковые, для сосудов, функционирующих под давлением, со специальными электротехническими значениями, с особыми свойствами, такими, как например, изменяемый коэффициент расширения, а также другие, не вошедшие в число качественных.

К основным легирующим элементам относят следующие виды веществ:

• Хром.
• Медь.
• Марганец.
• Молибден.
• Ниобий,
• Никель.
• Титан.
• Ванадий.
• Цирконий.

Процентное содержание данных элементов позволяет разграничить качественные и специальные легированные стали (таблица 2 ГОСТ Р 54384)

Чугуны по ГОСТу

Чугуны, как и стали, также являются сплавом металлов железа и углерода. Отличаются они массовыми долями компонентов. В чугунах содержание углерода более 2,14%, в соответствии с полученной в результате научных изысканий диаграммой железо-углерод. Одновременно с этим, актуальный в 2024 году ГОСТ Р 54384 называет границей раздела чугунов и сталей значение 2% (п.2.1). Максимальная же возможная массовая доля углерода в чугунах составляет 6,67 % – это предельная растворимость углерода в железе. Согласно разделу 77.080.10 Общероссийского классификатора стандартов ОК 001-2000 чугуны разделяют по таким признакам, как: сферы применения, методы изготовления, химический состав, форма входящего в них нерастворенного углерода.

По применяемости в соответсвии ГОСТ виды чугунов бывают:

• Предельные. Согласно ГОСТ 805 они используются для последующей переработки в сталь, либо для изготовления отливок.
• Литейные. В соответствии с ГОСТ 4832 Используются для изготовления отливок, применяемых на для фасонного литья любого уровня сложности;
• Обладающие специальными характеристиками: стойкостью к ржавлению, к температуре, с антифрикционными свойствами и другими параметрами. (ГОСТ 7769, 1585)

Предельные металлы чугунов согласно ГОСТ 805 п.1.1 бывают:

• для сталеплавильного и литейного производства (марки П1,П2, ПЛ1, ПЛ2);
• фосфористые (марки ПФ1-ПФ3);
• высококачественные (марки ПВК1-ПВК3).

Химический состав каждого из типов металлов задаётся в таблицах 1, 2, 3 того же ГОСТ (соответственно порядку перечисления).

Литейные чугуны в свою очередь делят на два вида металлов (ГОСТ 4832 п.3): обычные, литейных марок (Л1-Л6) и очищенные (рафинированные) с применением магния (ЛР1-ЛР7). Марки отличаются друг от друга структурой фаз, химическому содержанию, сферам применения, методам производства.

Виды сплавов на основе цветных металлов по ГОСТу в 2024 году

Цветные металлы и их сплавы обладают ценными свойствами, определяющими сферы их применения. Малая плотность магния и алюминия позволяет использовать их сплавы в авиастроении, в космической промышленности. Высокая теплопроводность меди даёт возможность делать из неё и её сплавов тепловое оборудование. Согласно Общероссийскому классификатору стандартов ОК 001-2000, в разделе 77.120  в 2024 году определены следующие виды сплавов цветных металлов:

• Никелевые сплавы (ГОСТ 19241, 492).
• Магниевые сплавы (ГОСТ 14957, 2856).
• Бронзы (ГОСТ 613; 493; 18175; 5017).
• Латуни (ГОСТ 15527; 17711).
• Алюминиевые сплавы (ГОСТ 4784, ГОСТ 1583).
• Цинковые сплавы (ГОСТ 21437, 25140).

А также ряд других. Отдельно можно отметить сплавы таких драгоценных металлов, как золото, серебро, платина, палладий, осмий и другие (п.2 ГОСТ Р видов металлов 52793). Эти материалы обладают высокой степенью сопротивления коррозии и широко применяются в приборостроении, в медицине, электротехнике, из них изготавливают ювелирные изделия.

Алюминиевые сплавы по ГОСТу

Виды сплавов алюминия по способу производства в 2024 году подразделяются на:

• Деформируемые (ГОСТ 4784).
• Высокопрочные (ГОСТ 4784).
• Литейные (ГОСТ 1583).

Деформируемые сплавы алюминиевых металлов согласно ГОСТ 4784 используются для создания листов, лент, прутков, проволоки, труб, а также других полуфабрикатов. Обработка выполняется методами как горячей, так и холодной деформации. Деформируемые сплавы по химическому составу бывают 9 типов, конкретные данные по содержанию примесей и добавок указаны в таблицах 1-9 того же ГОСТ. В качестве компонентов выступают магний, марганец, медь, кремний, цинк, железо, литий. Сплавы алюминий-медь-магний носят общее название дюралюминий или «дюраль» (марки Д1, Д16). Сплавы алюминия, магния и кремния носят название авиали (АВ, АД). Сплавы алюминия с кремнием называются силумины (АК 12).

Среди всех алюминиевых сплавов выделяют высокопрочные, такие как В95 и В96. Они созданы на базе добавок цинка, магния, меди и отличаются увеличенной стойкостью к внешнему механическому воздействию. Химический состав данных материалов приводится в таблице 7 ГОСТ 4784.

Литейные алюминиевые сплавы классифицируются по химическому составу. Согласно таблице 1 ГОСТ 1583 они бывают:

• На основе Al и Cu (марки типа АМ).
• На базе Al, Si и Мg (марки АК, АЛ).
• Сплавы в основе которых Al, Si и Cu (АКМ, АЛ).
• С базовым сочетанием компонентов Al и Мg (марки типа АМг).
• На основе сочетаний алюминия с другими базовыми веществами (АК, АЛ, АЦ и др.).

Алюминий и алюминиевые сплавы обладает небольшой плотностью – порядка 2,7 г/см3, что почти в три раза меньше, чем у железа. Это лёгкие, но при этом прочные материалы, за счёт чего их часто используют при производстве разного рода летательных аппаратов, в авиастроении. Ещё одно достоинство, за счёт которого алюминий и алюминиевые сплавы получили широкое распространение – высокая степень электропроводности. В сочетании с дешевизной и коррозионной стойкостью данное свойство сделало алюминий самым востребованным, наряду с медью, металлом, используемым для производства электропроводящих кабелей. Также алюминий и его сплавы применяется в общем машиностроении, для производства оборудования и предметов, контактирующих с пищей, в строительной сфере, во многих других отраслях.

Медные сплавы по ГОСТу

Выделяют две крупные группы сплавов металла на основе меди:

1. Латуни, представляющие собой сплавы меди и цинка, регламентируются ГОСТ 15527; 17711.
2. Бронзы, являющиеся сплавами меди со всеми элементами, включая и цинк, но только если его массовая доля сравнима с массовыми долями других компонентов. Классификация устанавливается в ГОСТ 613; 493; 18175; 5017.

Медно-цинковые сплавы по назначению бывают обрабатываемые плавлением и литейные. Марки и химический состав обрабатываемых плавлением латуней устанавливается в ГОСТ 15527. Данные сплавы металлов подразделяются на:

• Обычные (таб.1 ГОСТ) марок Л96, Л85, Л60 и других, используемых для изготовления листов, полос, труб, а также нашедших применение для создания художественных изделий, музыкальных инструментов и других изделий.
• Свинцовые (таб.2 ГОСТ) марок типа ЛС и ЛЖС, отличающихся повышенным содержанием свинца и применяемых для производства прутка, лист, лент, профилей, труб.
• Сложнолегированные латуни (таб.3 ГОСТ) марок типа ЛО, ЛОМш, ЛОК, ЛАМш и других. В их состав входят дополнительные компоненты, такие как алюминий, фосфор, олово, кремний и ряд других. Применяются для создания металлургических полуфабрикатов.

Характеристики литейных латуней определяются ГОСТ видов металла 17711, классифицируются по химическому составу и бывают свинцовые, марганцевые, алюминиевые, кремнистые, оловянно свинцовые и другие (таб.1). Сферы их применения очень разнообразны. Литейные латуни используют для создания деталей сложной формы, делают из них антифрикционные изделия, используют как части узлов и агрегатов, работающих в агрессивных средах, например, в морской воде (таб.2).

Бронзы существуют двух типов оловянные и безоловянные. И те и другие подразделяются по типу обработки на литейные и обрабатываемые плавлением:

• Оловянные литейные, ГОСТ 613.
• Безоловянные литейные, ГОСТ 493.
• Оловянные обрабатываемые плавлением, ГОСТ 5017.
• Безолоявняные обрабатываемые плавлением, ГОСТ 18175.

Бронзы применяют для создания деталей приборов, аппаратуры, работающих во взрывоопасных средах. Изделия из данных сплавов металла часто используют для изготовления деталей, эксплуатируемых в морской среде, так как они практически не подвержены действию коррозии. Антифрикционные свойства бронз позволяют применять их в качестве втулок подшипников, уплотняющих прокладок, деталей измерительных комплексов.

Особенности

Химический состав вида углеродистой стали, независимо от конкретной марки, должен удовлетворять требованиям ГОСТ 380. Нормы же для проката и фасонного, и сортового, получаемого из стали определяются по ГОСТ 535. Сортовой прокат бывает квадратного, круглого сечения, также выпускается шестигранный и полосовой. В фасонный входят такие виды изделий как балки, швеллеры, разных типов и размеров уголки, а также всевозможные специальные профили.

Следующий по популярности после стали вид металла, используемый в промышленности – серый чугун. Это технологичный материал, с высокой текучестью в жидком состоянии. Широко применяется при производстве изделий методом литья так как практически не склонен к появлению усадочных дефектов, если сравнивать его с другими видами чугунов. Годится для создания отливок сложной конфигурации с толщиной стенок 2-500 мм. Требования к серым чугунам устанавливаются ГОСТ 1412.

Хорошие литейные качества отмечают и у бронзы. Кроме того, она хорошо обрабатывается механическими методами, обладает средними для металлов показателями прочности. Отличается антифрикционными и антикоррозионными свойствами. Бронзы нашли применение в качестве втулок и вкладышей, в том числе подшипниковых. Из них изготавливают венцы червячных колёс. Их используют как антифрикционные вставки, если скольжение идёт на скорости до 5 м/с и узел хорошо смазывается. ГОСТ 493, ГОСТ 613, ГОСТ 5017.

Латуни, также известные как специальные медно-цинковые сплавы, содержат не только основные металлы, но и также включения свинца, марганца, железа, алюминия, олова. Химический состав регламентируется ГОСТ 15527. Особенность латуни – хорошая устойчивость к общей коррозии. Однако, если изделие из данного металла работает под нагрузкой, то оно подвержено ржавлению и может из-за этого разрушаться.

Для изготовления изделий пищевого назначения применяют алюминиевые сплавы АК7, АК5М2, АК9, АК12 и ряд других. Их свойства регламентируются ГОСТ 1583. Использование других марок алюминиевых сплавов для создания деталей и узлов аппаратов, контактирующих с пищевыми продуктами и не включенных в перечень разрешенных материалов требует специального заключения надзорных органов в сфере здравоохранения. В приведённых выше алюминиевых сплавах, использование которых в изделиях, контактирующих с пищевыми продуктами, допустимо, должно содержаться свинца меньше 0,15 %, мышьяка менее 0,015 %, цинка до 0,3 %, бериллия до 0,0005 %. ГОСТ видов металла 1583.