Стандарт распространяется на горячекатаную и кованую сталь диаметром, стороной квадрата или толщиной до 200 мм, калиброванную сталь диаметром или стороной квадрата до 70 мм, а также сталь со специальной отделкой поверхности коррозионностойких, жаростойких и жаропрочных марок. Введен в действие с 1 января 1977 года взамен ГОСТ 5949-61 и ГОСТ 10500-63 (кроме теплоустойчивой стали).

Классификация. По виду изготовления сталь подразделяется на горячекатаную и кованую, калиброванную, а также сталь со специальной отделкой поверхности. Горячекатаная и кованая сталь по назначению делится на подгруппу а (для горячей обработки давлением и холодного волочения) и подгруппу б (для механической обработки). По состоянию материала сталь выпускается нагартованной (Н), без термической обработки, термически обработанной (отожженной или отпущенной) – Т.

Сортамент. Форма и размеры стали должны соответствовать: горячекатаной круглой – ГОСТ 2590, горячекатаной квадратной – ГОСТ 2591, кованой круглой и квадратной – ГОСТ 1133, горячекатаной и кованой полосовой – ГОСТ 4405, горячекатаной полосовой – ГОСТ 103, горячекатаной шестигранной – ГОСТ 2879, калиброванной круглой – ГОСТ 7417, калиброванной квадратной – ГОСТ 8559, калиброванной шестигранной – ГОСТ 8560, со специальной отделкой поверхности – ГОСТ 14955.

Технические требования. Сталь изготовляется из марок, химический состав которых должен соответствовать ГОСТ 5632. Перечни марок для сортовой, калиброванной стали и стали со специальной отделкой поверхности приведены в обязательном приложении 1, для калиброванной шестигранной стали – в обязательном приложении 2.

Горячекатаная и кованая сталь может поставляться термически обработанной или без термической обработки, калиброванная сталь и сталь со специальной отделкой поверхности – термически обработанной или нагартованной. Сталь мартенситного и мартенсито-ферритного класса изготовляется только в термически обработанном состоянии. С 1 января 1989 года по требованию потребителя сталь аустенитного класса поставляется в закаленном состоянии.

Твердость горячекатаной и кованой стали в отожженном или отпущенном состоянии, а также калиброванной стали и стали со специальной отделкой поверхности в отожженном состоянии должна соответствовать нормам таблицы 1.

Для стали 40Х10С2М диаметр отпечатка составляет 3,7-4,3 мм, твердость НВ 269-197. Для стали 20Х13 – диаметр отпечатка 4,3-5,3 мм, твердость НВ 197-126. Для стали 40Х13 – диаметр отпечатка 4,0-5,0 мм, твердость НВ 229-143. Для стали 13Х11Н2В2МФ – диаметр отпечатка не менее 3,7 мм, твердость не более НВ 269. Для стали 12Х13 – диаметр отпечатка 4,4-5,4 мм, твердость НВ 197-121. Для стали 14Х17Н2 – диаметр отпечатка не менее 3,6 мм, твердость не более НВ 285. Для стали 45Х14Н14В2М – диаметр отпечатка 3,6-4,3 мм, твердость НВ 285-197.

Качество поверхности горячекатаной и кованой стали для подгруппы а (горячая обработка давлением) не должно иметь трещин, плен, закатов. Дефекты удаляются пологой вырубкой или зачисткой с шириной не менее пятикратной глубины. Глубина зачистки не должна превышать: для размера до 40 мм – суммы предельных отклонений, для размера 40-140 мм – 5 % размера, для размера 140-200 мм – 8 % размера. Допускаются отдельные мелкие риски, отпечатки, рябизна в пределах половины суммы предельных отклонений, а также раскатанные пузыри глубиной не более 1/4 суммы предельных отклонений.

Для подгруппы б (механическая обработка) глубина залегания дефектов не должна превышать: для размера до 80 мм – 3/4 суммы предельных отклонений, для размера 80-150 мм – 4 % размера, для размера свыше 150 мм – 5 % размера.

Качество поверхности калиброванной стали должно соответствовать ГОСТ 1051 группе В, стали со специальной отделкой поверхности – ГОСТ 14955 группам Б, В, Г, Д.

Сталь подгруппы а, предназначенная для горячей осадки или высадки, подвергается испытанию на осадку в горячем состоянии. На осаженных образцах не должно быть надрывов и трещин. Для стали диаметром или толщиной свыше 80 мм испытание на осадку допускается не проводить.

Механические свойства. Твердость сталей 30Х13, 40Х13, 95Х18 после закалки и низкого отпуска должна быть не менее HRC 48, 50 и 55 соответственно (таблица 2).

В таблице 3 приведены нормы механических свойств для всех марок стали с указанием рекомендуемых режимов термической обработки. Для стали 20Х13 I вариант (закалка с 1000-1050 °С, отпуск при 660-770 °С) обеспечивает временное сопротивление не менее 650 МПа, предел текучести не менее 440 МПа, относительное удлинение не менее 16 %, относительное сужение не менее 55 %, ударную вязкость не менее 78 Дж/см². II вариант (отпуск при 600-700 °С) – временное сопротивление не менее 830 МПа, предел текучести не менее 635 МПа, удлинение не менее 10 %, сужение не менее 50 %, ударная вязкость не менее 59 Дж/см².

Для стали 12Х18Н10Т после закалки нормы составляют: временное сопротивление не менее 510 МПа, предел текучести не менее 196 МПа, относительное удлинение не менее 40 %, относительное сужение не менее 55 %. Для стали 08Х18Н10Т – 490 МПа, 196 МПа, 40 %, 55 % соответственно.

Для стали 14Х17Н2 I вариант (отпуск при 275-350 °С) обеспечивает временное сопротивление не менее 1080 МПа, предел текучести не менее 835 МПа, удлинение не менее 10 %, сужение не менее 30 %, ударную вязкость не менее 49 Дж/см². II вариант (отпуск при 620-660 °С) – 835 МПа, 635 МПа, 16 %, 55 %, 75 Дж/см².

Для стали 13Х11Н2В2МФ I вариант (отпуск при 660-710 °С) – временное сопротивление не менее 880 МПа, предел текучести не менее 735 МПа, удлинение не менее 15 %, сужение не менее 55 %, ударная вязкость не менее 88 Дж/см². II вариант (отпуск при 540-590 °С) – 1080 МПа, 930 МПа, 13 %, 55 %, 88 Дж/см².

Для стали 10Х11Н23Т3МР II вариант (закалка с 950-1050 °С, старение при 730-780 °С и дополнительное старение при 600-650 °С) обеспечивает временное сопротивление не менее 980 МПа, предел текучести не менее 685 МПа, удлинение не менее 10 %, сужение не менее 12 %, ударную вязкость не менее 29 Дж/см².

Для стали диаметром или толщиной свыше 60 до 100 мм допускается понижение относительного удлинения на 1 %, относительного сужения на 5 %, ударной вязкости на 4,9 Дж/см² (при норме менее 78,4 Дж/см²) и на 9,8 Дж/см² (при норме 78,4 Дж/см² и более). Для стали размером свыше 100 до 150 мм допускается понижение удлинения на 3 %, сужения на 10 %, ударной вязкости на 9,8 и 14,7 Дж/см² соответственно.

Макроструктура стали не должна иметь остатков усадочной раковины, подусадочной рыхлости, пузырей, трещин, инородных включений, корочки, расслоений и флокенов, видимых без увеличительных приборов. Для металла открытой и вакуумно-индукционной выплавки баллы не более: центральная пористость – 2, точечная неоднородность – 3, ликвационный квадрат – 2, общая пятнистая ликвация – 2, краевая пятнистая ликвация – 1, подусадочная ликвация – 1, подкорковые пузыри и межкристаллитные трещины не допускаются. Для металла электрошлакового или вакуумно-дугового переплава нормы ужесточены: центральная пористость – 1, точечная неоднородность – 2, ликвационный квадрат – 1, общая пятнистая ликвация – 1, краевая пятнистая ликвация и подусадочная ликвация не допускаются.

По требованию потребителя сталь может изготовляться:
а) с проверкой на отсутствие склонности к межкристаллитной коррозии для марок 20Х3Н4Г9, 07Х16Н6, 09Х17Н7Ю1, 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т, 10Х14Г14Н4Т, 12Х7Г9АН4, 08Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т, 08Х17Н15М3Т, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 04Х18Н10, 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, 07Х21Г7АН4, 06ХН28МДТ, 03ХН28МДТ;
б) с травленой поверхностью;
в) с проверкой длительной прочности для сталей 10Х11Н23Т3МР, 10Х11Н20Т3Р, 45Х14Н14В2М, 40Х15Н7Г7Ф2МС, 12Х25Н16Г7АР. Нормы длительной прочности установлены в таблице 5. Для стали 10Х11Н23Т3МР при температуре 700 °С предел длительной прочности за 100 часов составляет не менее 392 МПа, при 750 °С за 50 часов – не менее 294 МПа. Для стали 45Х14Н14В2М при 600 °С за 100 часов – не менее 275 МПа. Для стали 12Х25Н16Г7АР при 800 °С за 100 часов – не менее 98 МПа, при 900 °С за 100 часов – не менее 39 МПа;
г) с нормированной чистотой по волосовинам согласно таблице 6. При площади контролируемой поверхности до 50 см² допускается не более 2 волосовин длиной до 3 мм суммарной протяженностью до 5 мм для металла открытой выплавки, и не более 1 волосовины длиной до 3 мм суммарной протяженностью до 3 мм для металла электрошлакового переплава;
д) с проверкой стали марки 12Х21Н5Т на отсутствие склонности к охрупчиванию по нормам таблицы 7: приращение временного сопротивления не более 50 %, ударная вязкость не менее 29-39 Дж/см² в зависимости от типа образца;
е) с поштучным контролем прутков диаметром 90 мм и более из стали 09Х17Н7Ю1 по механическим свойствам и макроструктуре;
ж) с контролем внутренних дефектов неразрушающими методами;
з) с нормированием альфа-фазы в аустенитных сталях;
и) без проверки механических свойств;
к) с проверкой длительной прочности марок, не указанных в таблице 5;
л) с проверкой механических свойств при повышенных температурах;
м) с нормированным содержанием газов;
н) с проверкой на межкристаллитную коррозию марок, не указанных в ГОСТ 6032;
о) с повышенной чистотой поверхности;
п) с контролем на излом;
р) с повышенными или более узкими пределами механических свойств;
с) с контролем на загрязненность неметаллическими включениями;
т) с проверкой величины зерна.

Правила приемки. Продукция принимается партиями из стали одной плавки, одного вида изготовления, одного размера и одного режима термической обработки. Каждая партия сопровождается документом о качестве по ГОСТ 7566.

Для контроля от партии отбирают: все прутки и мотки – для проверки качества поверхности; не менее 10 % прутков и мотков – для контроля размеров; одну пробу от плавки – для химического анализа; не более 5 % (но не менее 5 прутков) – для проверки твердости; два прутка или мотка – для испытания на осадку, растяжение, ударную вязкость, длительную прочность, склонность к охрупчиванию; два прутка от плавки – для испытания на межкристаллитную коррозию и контроль альфа-фазы; два прутка или мотка – для контроля макроструктуры; не менее 6 прутков от плавки – для определения неметаллических включений; два прутка или мотка – для определения величины зерна.

При неудовлетворительных результатах проводятся повторные испытания по ГОСТ 7566.

Методы испытаний. Качество поверхности проверяется без увеличительных приборов, при необходимости – со светлением или травлением. Глубина дефектов проверяется запиловкой и измерением штангенциркулем или микрометром.

Размеры прутков контролируются штангенциркулем по ГОСТ 166, микрометром по ГОСТ 6507 или скобами по ГОСТ 2216 в двух взаимно перпендикулярных направлениях не менее чем в трех местах. Длина измеряется линейкой по ГОСТ 427 или рулеткой по ГОСТ 7502.

Отбор проб для химического анализа – по ГОСТ 7565. Химический состав определяется по комплексу стандартов: ГОСТ 12344 (углерод), ГОСТ 12345 (сера), ГОСТ 12346 (кремний), ГОСТ 12347 (фосфор), ГОСТ 12348 (марганец), ГОСТ 12349 (вольфрам), ГОСТ 12350 (хром), ГОСТ 12351 (ванадий), ГОСТ 12352 (никель), ГОСТ 12353 (кобальт), ГОСТ 12354 (молибден), ГОСТ 12355 (медь), ГОСТ 12356 (титан), ГОСТ 12357 (алюминий), ГОСТ 12358 (мышьяк), ГОСТ 12359 (азот), ГОСТ 12360 (бор), ГОСТ 12361 (ниобий), ГОСТ 12362 (сурьма, свинец, олово, цинк, кадмий), ГОСТ 12363 (селен), ГОСТ 12364 (церий), ГОСТ 12365 (цирконий), ГОСТ 28473 (общие требования).

Твердость по Бринеллю определяется по ГОСТ 9012, по Роквеллу – по ГОСТ 9013. Испытание на осадку – по ГОСТ 8817 на образцах, нагретых до температуры ковки и осаженных до 1/3 первоначальной высоты.

Отбор проб для механических испытаний – по ГОСТ 7564 (вариант 1) вдоль направления волокна. Термическая обработка стали перед испытаниями производится: для марок 12Х17Г9АН4, 03Х18Н11, 12Х18Н9, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Б, 20Х25Н20С2, 20Х23Н18, 03Х17Н14М3, 08Х17Н13М2Т – в готовых образцах с припуском под шлифовку; для остальных марок – в заготовках сечением 20-25 мм; для стали сечением 25 мм и менее – в готовом сечении.

Испытание на растяжение при 20 °С проводится по ГОСТ 1497, при повышенных температурах – по ГОСТ 9651 на пятикратных образцах диаметром 5 или 10 мм. Испытание на ударную вязкость – по ГОСТ 9454 на образцах типа 1.

Контроль макроструктуры – по ГОСТ 10243 методом травления на двух темплетах. Сталь мартенситного класса допускается контролировать по излому. Допускается ультразвуковой контроль и другие неразрушающие методы.

Испытания на межкристаллитную коррозию – по ГОСТ 6032. Испытания на длительную прочность – по ГОСТ 10145. Определение альфа-фазы в прутках – по ГОСТ 11878 (металлографический или магнитный метод), в ковшевой пробе – по ГОСТ 2246. Содержание газов – по ГОСТ 17745.

Загрязненность неметаллическими включениями – по ГОСТ 1778. Величина зерна – по ГОСТ 5639 на продольных образцах, термообработанных по режиму для определения механических свойств.

Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение – по ГОСТ 7566 с дополнениями. Наружный диаметр мотков не более 1500 мм, внутренний не менее 180 мм. Минимальная масса мотка 20 кг, максимальная 500 кг. Мотки укладываются в связки.

Масса грузового места при механизированной погрузке на открытые транспортные средства не должна превышать 10000 кг, в закрытые – 1250 кг. Упаковка для районов Крайнего Севера – по ГОСТ 15846. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение калиброванной стали – по ГОСТ 1051, стали со специальной отделкой поверхности – по ГОСТ 14955.

В справочном приложении 3 даны рекомендации по применению стали. Для стали 15Х11МФ – рабочие и направляющие лопатки паровых турбин при 550 °С (весьма длительный срок). Для стали 13Х11Н2В2МФ – диски компрессора, лопатки при 600 °С. Для стали 10Х11Н20Т3Р – детали турбин при 700 °С (ограниченный срок). Для стали 45Х14Н14В2М – клапаны моторов при 650 °С. Для стали 12Х25Н16Г7АР – детали из листа и сорта при 950 °С (ограниченный срок). Температура начала интенсивного окалинообразования для большинства сталей составляет 750-850 °С, для высокохромистых сталей – 1050-1100 °С.

В справочном приложении 4 приведены значения ползучести и длительной прочности. Для стали 15Х12ВНМФ при 550 °С предел длительной прочности за 10000 часов составляет 235 МПа, за 100000 часов – 196 МПа, предел ползучести за 100000 часов – 98 МПа. Для стали 09Х14Н19В2БР при 650 °С предел длительной прочности за 10000 часов – 166 МПа, за 100000 часов – 127 МПа. Для стали 12Х18Н10Т при 600 °С предел длительной прочности за 10000 часов – 147 МПа, за 100000 часов – 108 МПа, предел ползучести за 100000 часов – 73,5 МПа.

Стандарт является основополагающим документом для производителей и потребителей сортовой и калиброванной коррозионностойкой, жаростойкой и жаропрочной стали. Используется при производстве и приемке проката для энергетического машиностроения, авиационной, ракетно-космической, химической, судостроительной и других отраслей промышленности, предъявляющих повышенные требования к коррозионной стойкости, жаростойкости и жаропрочности материалов.