Легированные стали

Легирующие элементы

Легированные стали получаются в результате введения различных элементов, что способствует улучшению физических, механических и химические свойств. В качестве легирующих элементов могут быть использованы следующие элементы:

1. Хром. Данный элемент увеличивает пластичность и прочность, при этом сохраняется вязкость, увеличивается прокаливаемость, повышается сопротивляемость стали по отношению к коррозии. Хром может вводиться в количестве до 30 %.
2. Никель. Данный элемент повышает коррозионную стойкость, вязкость, ударную сопротивляемость, прочность. Также никель способствует увеличению плотности стали и снижению коэффициента теплового расширения.
3. Вольфрам. Данный элемент увеличивает красностойкость, твердость, прочность, при этом вязкость стали не снижается.
4. Кремний. Данный элемент повышает электрическое сопротивление и кислотоупорность стали. При его содержании в стали в пределах 0,4 - 0,6 % увеличивает упругость.
5. Ванадий. Данный элемент увеличивает прочность стали в условиях высоких температур, снижает склонность стали к перегреву.
6. Марганец. Данный элемент при содержании в стали более 1 % увеличивает износостойкость, твердость, прокаливаемость, стойкость к ударным нагрузкам. При этом пластичность стали не снижается, а чувствительность к перегреву не увеличивается.
7. Молибден. Данный элемент увеличивает предел прочности, упругость, красностойкость, сопротивление к окислению, а также антикоррозионные свойства.
8. Титан. Данный элемент увеличивает плотность и прочность стали, а также обрабатываемость и сопротивление коррозии.
9. Ниобий. Данный элемент увеличивает сопротивление коррозии.
10. Алюминий. Данный элемент повышает окалиностойкость.
11. Цирконий. Данный элемент позволяет получать сталь с требуемой зернистостью.
12. Лантан. Данный элемент способствует снижению содержания серы в стали, а также уменьшению ее пористости.

Классификация и применение легированных сталей

Легированные стали классифицируются по следующим признакам:

Содержание углерода. Согласно данному признаку легированные стали делятся на высокоуглеродистые (более 0,65 %), среднеуглеродистые (от 0,25 до 0,65 %) и низкоуглеродистые (до 0,25 %).

1. Содержание легирующих элементов. Согласно данному признаку легированные стали делятся на низколегированные, среднелегированные, высоколегированные.
2. Внутренняя структура. Согласно данному признаку легированные стали делятся на доэвтектоидные с содержанием избыточного феррита, эвтектоидные с перлитной структурой, заэвтектоидные с вторичными карбидами и ледебуритные с первичными карбидами.
3. Практическое использование. Согласно данному признаку легированные стали делятся на инструментальные, конструкционные и стали со специальными свойствами.
4. Конструкционные стали по назначению делятся на строительные и машиностроительные. Машиностроительные стали используются для производства корпусных конструкций, различных механизмов и т.п. В большинстве случаев от остальных сталей они отличаются тем, что подвергаются термической обработке. Строительные стали применяются при производстве сварных металлических конструкций, в большинстве случаев термической обработке такие стали не подвергаются.

Машиностроительные стали в свою очередь делятся на жаропрочные, улучшаемые, цементуемые. Улучшаемые стали предназначены для производства деталей, подвергающихся большим нагрузкам переменного характера. От сталей других видов они отличаются чувствительностью к концентрации напряжений. Жаропрочная тали применяется при изготовлении деталей, которые предназначены для энергетики (например, комплектующие паровых турбин) и для изготовления ответственного крепежа. Основными легирующими элементами для жаропрочных сталей являются молибден, ванадий и хром. Жаропрочные стали относятся к перлитным, среднелегированным и среднеуглеродистым сталям. Цементуемые стали подвергаются процессу цементации и используются для производства всевозможных шестерен.

Строительные легированные стали делятся на:

• массовые - изготовление труб и листового проката;
• мостостроительные - изготовление деталей автомобилей и конструкций железнодорожных мостов;
• судостроительные хладостойкие нормальной и повышенной прочности, хорошо противостоящие хрупкому разрушению;
• судостроительные хладостойкие высокой прочности - изготовление сварных конструкций;
• низкоопущенные высокой прочности - изготовление деталей для самолетов;
• стали повышенной прочности с карбонитным упрочнением, которые создают мелкозернистую структуру стали.

Инструментальные стали используются при изготовлении разнообразного инструмента.