steel-lib

English

Движок для сравнения и подбора аналогов марок сталей по ГОСТ. Сравнивает химический состав и механические свойства, возвращает коэффициент похожести [0, 1].

npm: npmjs.com/package/steel-lib

Установка

npm install steel-lib

Быстрый старт

import { compareSteel, findSimilar, getSteel } from "steel-lib";

// Сравнить две марки по имени
const result = compareSteel("40Х", "45Х");
console.log(result?.similarity); // ~0.85

// Найти самые похожие марки
const similar = findSimilar("Ст3");
console.log(similar?.slice(0, 3));
// [
//   { steel: "Сталь 20", similarity: 0.92 },
//   { steel: "Сталь 10", similarity: 0.88 },
//   ...
// ]

// Получить данные конкретной марки
const steel = getSteel("12Х18Н10Т");
console.log(steel?.standards.aisi); // "321"
console.log(steel?.chemical_composition.Cr); // { min: 17, max: 19 }

// Найти ГОСТ-марку по зарубежному стандарту
import { getSteelByStandard } from "steel-lib";
const gostGrade = getSteelByStandard("304");
console.log(gostGrade?.name); // "08Х18Н10"

// Объяснить, чем похожи две марки (по умолчанию ru, { lang: "en" } — англ.)
import { explainSimilarity } from "steel-lib";
const ex = explainSimilarity("Сталь 20", "Сталь 45");
console.log(ex?.summary);     // "Похожи на 72%"
console.log(ex?.factors[0]);  // { key: "C", a: 0.205, b: 0.46, delta: 0.255, text: "Углерод +0.255%" }

// Подбор марок под ТЗ (семантика AND, пустой фильтр — все марки)
import { findBy } from "steel-lib";
const weldable = findBy({ category: "конструкционная легированная", maxCarbon: 0.12 });
const stainless = findBy({ minElement: { Cr: 12 } });

// Индексы по составу
import { calcPREN, calcCEV } from "steel-lib";
calcPREN(getSteel("10Х17Н13М2Т")!); // ~25.25 — стойкость к питтингу (Cr + 3.3·Mo)
calcCEV(getSteel("09Г2С")!);         // ~0.36 — углеродный эквивалент (свариваемость)

CLI

Использование из терминала без JS-проекта:

npx steel-lib compare 40Х 45Х          # 40Х vs 45Х → 85% похожи
npx steel-lib similar Ст3 -n 5          # 5 ближайших аналогов
npx steel-lib explain Сталь\ 20 Сталь\ 45   # разбор по факторам (--en для англ.)
npx steel-lib info 10Х17Н13М2Т          # карточка марки: состав, механика, PREN/CEV
npx steel-lib find --has Cr,Ni --min-tensile 900   # подбор по критериям

Флаги find: --category, --has <Cr,Ni>, --min-tensile / --max-tensile, --min-carbon / --max-carbon. Полный список — steel-lib --help.

Сценарии использования

• Замена дефицитной марки — найти эквивалент, когда оригинал недоступен
• Подбор материала — отфильтровать марки под требуемые характеристики
• Поиск зарубежного аналога — посмотреть AISI / DIN-EN / JIS для ГОСТ-марки

API

Поиск

| Функция | Описание | |---|---| | getSteel(name: string) | Найти марку по точному имени ("Ст3", "40Х", "12Х18Н10Т") | | getSteelById(id: string) | Найти марку по id ("gost-st3", "gost-40x") | | getSteelByStandard(code: string) | Найти ГОСТ-марку по коду AISI/DIN-EN/JIS ("304", "D2", "1.4541", "SUS321") | | steels: Steel[] | Все марки в базе |

Сравнение

| Функция | Описание | |---|---| | compareSteel(aName, bName) | Сравнить две марки по имени. null если хотя бы одна не найдена | | calculateSimilarity(a, b) | Сравнить два объекта Steel напрямую | | compareChem(a, b) | Сравнить только химию (взвешенно по элементам) | | compareRange(a, b) | Сравнить два {min, max} диапазона. Возвращает [0..1] | | findSimilar(name) | Все марки, отсортированные по убыванию похожести. Сама марка исключена | | explainSimilarity(aName, bName, opts?) | Текстовый разбор похожести двух марок. opts.lang: "ru" \| "en". Возвращает { summary, factors } или null |

Подбор

| Функция | Описание | |---|---| | findBy(filter) | Все Steel, удовлетворяющие фильтру (семантика AND). Пустой фильтр — все марки | | matchesFilter(steel, filter) | Предикат на одну марку, лежащий в основе findBy |

Поля фильтра (все опциональны): category (массив = OR), min/maxTensile, min/maxYield, min/maxElongation, min/maxHardnessHrc, min/maxHardnessHb, min/maxCarbon, hasElement (массив = AND), minElement / maxElement ({ Cr: 0.8 }). min* сверяет гарантированную нижнюю границу марки, max* — верхнюю.

Индексы по составу

| Функция | Описание | |---|---| | calcPREN(steel) | Стойкость к питтингу: Cr + 3.3·Mo + 16·N (N=0 — нет в базе) | | calcCEV(steel) | Углеродный эквивалент, IIW: C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Cu+Ni)/15 (свариваемость) |

Оба берут номинальное (среднее) содержание из диапазонов {min, max}.

Модель данных

type Steel = {
    id: string;                    // "gost-st3", "gost-40x"
    name: string;                  // "Ст3", "40Х"
    category: SteelCategory;       // "конструкционная углеродистая" и т.д.
    standards: {
        aisi: string | null;       // "1020", "5140", ...
        din_en: string | null;     // "C22 (1.0402)", ...
        gost: string;              // "Ст3", "40Х"
        jis: string | null;        // "SS400", "SCr440", ...
    };
    chemical_composition: {
        C: MinMax; Cr: MinMax; Mo: MinMax; V: MinMax;
        Mn: MinMax; Si: MinMax; Ni: MinMax;
        P: MinMax; S: MinMax; Cu: MinMax;
        Ti?: MinMax; W?: MinMax; Co?: MinMax;
        Al?: MinMax; As?: MinMax; B?: MinMax; N?: MinMax;
    };
    mechanical_properties: {
        hardness_hrc: MinMax;
        hardness_hb: MinMax;
        tensile_strength_mpa: number | null;
        yield_strength_mpa: number | null;
        elongation_percent: number | null;
        impact_toughness_j_cm2: number | null;
    };
    physical_properties: {
        density_g_cm3: number | null;
        thermal_conductivity_w_mk: number | null;
    };
    description: string;
};

type MinMax = { min: number | null; max: number | null };

Алгоритм

Гибридная similarity-метрика для диапазонов:

• Overlap score (вес 0.7) — IoU-подобная мера для {min, max} диапазонов
• Center score (вес 0.3) — близость средних значений

Итоговая похожесть — взвешенное среднее по химическим элементам + предел текучести. Веса элементов основаны на металлургической значимости:

• ASM Handbook Vol. 1 — иерархия влияния легирующих элементов
• IIW Carbon Equivalent (CEV = C + Mn/6 + (Cu+Ni)/15 + (Cr+Mo+V)/5)
• PREN (Cr + 3.3·Mo + 16·N) — стойкость к питтинговой коррозии

Полная таблица весов и обоснования — в src/similarity.ts.

Покрытие БД

v0.3.0 включает 72 марки ГОСТ по категориям:

• Конструкционные углеродистые — Ст3, Ст5, Сталь 10–60
• Конструкционные легированные — 20Х, 40Х, 30ХГСА, 40ХН, 12ХН3А, 40ХН2МА, 38Х2МЮА и т.д.
• Жаро-/теплоустойчивые — 15Х5М, 12Х1МФ, 15ХМ, 12МХ
• Свариваемые низколегированные — 09Г2С, 10Г2С1, 16ГС, 17ГС, 15ХСНД
• Рессорно-пружинные — 65Г, 60С2А, 50ХФА, 70С3А
• Подшипниковые — ШХ15, ШХ15СГ
• Инструментальные углеродистые — У7, У8, У9, У10, У12
• Инструментальные легированные — ХВГ, 5ХНМ, 4Х5МФС, Х12, Х12МФ, Х12Ф1, 9ХС
• Быстрорежущие — Р6М5, Р18, Р6М5К5
• Коррозионностойкие / аустенитные — 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9, 12Х13, 20Х13, 40Х13, 10Х17Н13М2Т, 10Х11Н20Т3Р, 20Х23Н18

Зарубежные стандарты (AISI / DIN-EN / JIS) присутствуют как cross-reference поля у каждой марки.

Химические составы — по ГОСТ; механические/физические свойства представительные (зависят от сечения и термообработки).

Roadmap

• v0.2.0 ✅ — поиск по AISI/DIN/JIS (getSteelByStandard), explainSimilarity(), тесты
• v0.3.0 ✅ — фильтр-движок findBy(), +12 марок, calcPREN() / calcCEV()
• v0.4+ — CLI (npx steel-lib compare <a> <b>), полный JSDoc, англоязычные описания марок
• v1.0.0 — заморозка API, сайт документации

Лицензия

MIT — см. LICENSE.