Высоколегированная сталь что это такое


Высоколегированная сталь – марки, характеристики, применение

Высоколегированная сталь, кроме основных составляющих — железа и углерода, также содержит в своем составе ряд дополнительных добавок, их общее количество превышает 10%. Легирующие добавки, которые вводят в состав таких сталей, предназначены для того, чтобы значительно улучшить физические, а также механические свойства базового сплава.

Высоколегированная сталь обладает отличными антикоррозийнными свойствами

Виды сталей с легирующими добавками

Согласно положениям соответствующего ГОСТ (5632-72), высоколегированные стали подразделяют на две большие категории: сплавы на никелевой и железноникелевой основе. Сплавы первой категории имеют основу, в которой присутствует не менее 50% никеля. Кроме никеля в структуре таких сплавов, которые представляют собой, по сути, твердый раствор, содержится хром, а также другие элементы. Основу структуры железноникелевых сталей составляют железо и никель, которых в сплаве содержится суммарно более 65%, а также в него входят твердые растворы хрома и ряд других улучшающих добавок. Количество никеля и массовая доля железа в сплавах второй категории находится в приблизительном соотношении 1:1,5.

Классифицируют высоколегированные сплавы также по основным характеристикам, которыми они обладают. Так, различают:

  • окалиностойкие стали, также называемые жаростойкими; отличительной особенностью таких сталей, изделия из которых эксплуатируются в ненагруженном либо в слабонагруженном состоянии, является их повышенная устойчивость против химического разрушения их поверхностного слоя при температуре внешней газообразной среды, превышающей 550 градусов;
  • коррозионностойкие стали, их также называют нержавеющими, они отличаются высокой устойчивостью к различным видам коррозии: межкристаллитной, солевой, кислотной, щелочной, атмосферной, химической, электрохимической, а также коррозии, развивающейся под действием электрического напряжения;
  • жаропрочные, которые отличаются от жаростойких тем, что изделия из данных высоколегированных сталей способны оговоренное время эксплуатироваться при высоких температурах внешней среды в нагруженном состоянии.

Основные свойства распространенных жаропрочных сталей

Стали с повышенным содержанием в своем составе легирующих элементов также делят на несколько категорий, в зависимости от характера их внутренней структуры. Так, в зависимости от характеристик базовой внутренней структуры, их относят к следующим классам:

  • мартенситные, основную структуру которых формирует мартенсит;
  • мартенситно-ферритные: в их структуре содержится мартенсит и, соответственно, феррит (не менее 10%);
  • ферритные: их структуру формирует феррит;
  • аустенитно-мартенситные: количественное содержание аустенита и мартенсита, формирующих структуру таких высоколегированных сталей, может варьироваться;
  • аустенитно-ферритные: их структуру формируют аустенит и феррит, которого в них содержится более 10%;
  • аустенитные: структуру формирует только аустенит.
Следует иметь в виду, что классификация высоколегированных сталей по характеру их структуры является достаточно условной, и ее даже не используют для отбраковки стальных изделий, если в их структуре имеются отклонения от нее.

К тому или иному структурному классу высоколегированную сталь относят в зависимости от того, какая в ней сформировалась базовая структура после того, как изделие из нее нагрели до высокой температуры и охладили на открытом воздухе.

Таблица соответствия российских и зарубежных стандартов — ГОСТ (Россия), EN (Европа), AISI (США) (нажмите для увеличения)

Свойства отдельных видов высоколегированных сталей

Благодаря своим уникальным характеристикам, которые можно формировать, меняя химический состав сплава, стали с повышенным содержанием легирующих добавок нашли широкое применение практически во всех отраслях современной промышленности. Среди большого разнообразия видов высоколегированных сплавов наибольшее распространение получили стали, основу внутренней структуры которых составляет аустенит. Базовыми элементами химического состава таких сталей являются никель, которого в них содержится не менее 8%, а также хром, содержание которого превышает 18%. За счет варьирования в составе подобных сталей количества других легирующих добавок получают марки сплавов с требуемыми характеристиками.

Химический состав некоторых легированных сталей

Жаропрочные стали, в составе которых дополнительно содержатся вольфрам и молибден (до 7%), а также бор, необходимый для измельчения зерна их внутренней структуры, не изменяют первоначальные механические характеристики даже при длительном нахождении в нагретом состоянии.

Отличительной особенностью марок высоколегированных сталей, относящихся к категории коррозионностойких или нержавеющих, является незначительное содержание углерода в их химическом составе (до 0,12%). Такие стали, кроме легирования соответствующими добавками, подвергают специальной термической обработке. Благодаря этому технологическому приему и свойствам элементов, которые формируют состав сталей, они становятся очень устойчивыми к воздействию агрессивных сред: кислотных, солевых, щелочных, газовых и др.

Влияние легирующих элементов на свойства стали

Жаростойкие стали, которые способны выдерживать повышенные температуры внешней среды в ненагруженном состоянии, получают свои свойства благодаря тому, что в их состав дополнительно вводят алюминий (до 2,5%) и кремний, за счет чего на поверхности изделий из таких сплавов формируются плотные и прочные оксиды. Такие оксиды становятся своеобразной пленкой, надежно защищающей поверхность стального изделия от взаимодействия с нагретой газовой средой.

Чтобы сформировать у изделий из высоколегированных сталей требуемые механические характеристики (прочность и пластичность), их подвергают специальной термической обработке, которая состоит из двух этапов:

  • закалки, предполагающей нагрев сплава до температуры 1150 градусов и его последующее быстрое охлаждение в воде;
  • стабилизирующего отпуска, который предполагает нагрев высоколегированной стали до температуры 850 градусов и ее последующее охлаждение на открытом воздухе до комнатной температуры.
Конечные свойства изделия из определенной марки высоколегированной стали зависят как от ее химического состава, так и от режимов проведения и видов используемой термической обработки.

Высоколегированная конструкционная сталь

Сферы применения изделий

К наиболее популярным маркам высоколегированных сплавов, относящихся к различным классам по своей структуре, следует отнести:

  • мартенситные, которые характеризует следующий химический состав: хром — 8-19%, марганец — не более 1,2%, кремний — 0,6-3%, углерод — 0,12–0,7%; это 07Х16Н4Б, 20Х17Н2, 65Х13, 13Х11Н2В2МФ, 25Х13Н2, 20Х17Н2, 11Х11Н2В2МФ, 40Х10С2М, 30Х13, 15Х11МФ, 40Х9С2 и др.;
  • ферритные сплавы, отличающиеся следующим составом: хром — 12–30%, марганец — до 0,8%, кремний — 0,8–2%, углерод — 0,07–0,15%; это 08Х18Тч, 12Х17, 15Х28, 10Х13СЮ, 15Х25Т, 08Х17Т, 08Х13 и др.;
  • мартенситно-ферритные, имеющие следующий химический состав: хром — 11–18%, марганец — 0,5–0,9%, кремний 0,4–0,8%, углерод — 0,12–0,22%; это 12Х13, 14Х17Н2, 15Х12ВНМФ и др.;
  • аустенитно-мартенситные, состав которых содержит: хром — 14–18%, марганец и кремний — до 0,8%, углерод — 0,05–0,9%; это 07Х16Н6, 08Х17Н5М3, 08Х17Н6Т, 09Х15Н8Ю1 и др.;
  • аустенитно-ферритные, содержащие в своем составе следующие элементы: хром — 19–25%, марганец — 0,5–9%, кремний — 0,8–4,5%, углерод — 0,08–0,2%; это 15Х18Н12С4ТЮ, 12Х21Н5Т, 03Х22Н6М2, 03Х23Н6 и др.;
  • аустенитные, в состав которых входят: хром — 10–19%, никель — 2,8–25%, марганец — 0,6–15%, кремний — 0,4–0,8%, углерод — 0,05–0,21%; это 12Х18Н12Т, 20Х25Н20С2, 31Х19Н9МВБТ, 45Х14НМВ2М, 08Х10Н20Т2, 12Х25Н16Г7АР и др.

Для понимания того, насколько большое значение в современной промышленности имеют стали с высоким содержанием легирующих элементов, можно привести примеры сфер применения отдельных марок таких сплавов.

Сталь популярной марки 12Х17 широко используется для производства кухонной посуды и предметов домашнего обихода. Ограничением использования такой стали является то, что изделия из нее нельзя соединять при помощи сварки.

Физические характеристики стали марки 12Х17

Из высоколегированных сталей марок 12Х13, 08Х13 и 20Х13 изготавливают детали гидравлических устройств, изделия, подвергающиеся в процессе эксплуатации ударным нагрузкам и работающие в условиях слабоагрессивных сред.

Сталь марки 95Х18 отлично противостоит износу, поэтому из нее производят элементы шарикоподшипников для ответственных установок, втулки, ножи и другие инструменты. 30Х13 и 40Х13 — марки высоколегированных сталей, из которых изготавливают компрессорные клапанные пластины, детали автомобильных карбюраторов, пружины различного назначения, измерительный и медицинский инструмент.

Это лишь небольшой перечень сфер применения, в которых без использования высоколегированных сталей благодаря их уникальным характеристикам просто не обойтись.

met-all.org

Высоколегированная сталь

Для регионов России

8 (800) 555-4-777

У нас более 14 000 клиентов по России и странам СНГ.

Москва

+7 (495) 134 09 34

121170, Кутузовский пр-кт., д.36, стр. 8, оф. 213

Санкт-Петербург

+7 (812) 777-77-22

192012, пр-т Обуховской обороны д. 271А, оф. 430

Екатеринбург

+7 (343) 226-01-01

620075, пр-т Ленина, д. 50 лит. б, оф. 325

Нижний Новгород

+7 (831) 261-37-37

603006, ул. Максима Горького, д. 117, оф. 517

Ростов-на-Дону

+7 (863) 209-88-88

344002, ул. Социалистическая, д. 74, оф. 411

Казань

+7 (843) 202-42-12

20107, ул. Спартаковская, д. 2, оф. 51

Высоколегированные стали обладают рядом уникальных характеристик и свойств, благодаря чему сфера применения этих материалов столь широка. Готовой продукции характерны следующие эксплуатационные параметры: прочность, пластичность, деформационная и коррозионная стойкость.

В сравнении с углеродистыми сталями легированные обладают большей пластичностью. Все легированные сплавы обладают пригодностью к сварке и свойствами свариваемости. Машиностроительные материалы также обладают немагнитностью, тепловой закаленностью, упругостью. Высокая прочность достигается путем термической обработки обрабатываемого состава.

ООО Промэкс произведет комплекс у слуг по обработке высоколегированной стали:

Вы можете связаться с нами, и оставить свою заявку.

Свойства и характеристики высоколегированной стали

ВОЗМОЖНО ВАМ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО

promexcut.ru

Легированные стали: классификация и маркировка

Легированная сталь — это сталь, содержащая специальные легирующие добавки, которые позволяют в значительной степени менять ряд ее механических и физических свойств. В данной статье мы разберемся, что из себя представляет классификация легированных сталей, а также рассмотрим их маркировку.

Круглый прокат из легированной стали

Классификация легированных сталей

По содержанию в составе стали углерода идет разделение на:

В зависимости от общего количества в их составе легирующих элементов, которые содержит легированная сталь, она может принадлежать к одной из трех категорий:

  1. низколегированная (не более 2,5%);
  2. среднелегированная (не более 10%);
  3. высоколегированная (от 10% до 50%).

Свойства, которыми обладают легированные стали, определяет и их внутренняя структура. Поэтому признаку классификация легированных сталей подразумевает разделение на следующие классы:

  1. доэвтектоидные — в составе присутствует избыточный феррит;
  2. эвтектоидные — сталь имеет перлитную структуру;
  3. заэвтектоидные — в их структуре присутствует вторичные карбиды;
  4. ледебуритные — в структуре присутствует первичные карбиды.

По своему практическому применению легированные конструкционные стали могут быть: конструкционные (подразделяются на машиностроительные или строительные), инструментальные, а также стали с особыми свойствами.

Назначение конструкционных легированных сталей:

  • Машиностроительные — служат для производства деталей всевозможных механизмов, корпусных конструкции и тому подобного. Отличаются тем, что в подавляющем большинстве случаев проходят термическую обработку.
  • Строительные — чаще всего используются при изготовлении сварных металлоконструкций и термической обработке подвергаются в редких случаях.

Классификация машиностроительных легированных сталей выглядит следующим образом.

  • Жаропрочные стали активно используются для производства деталей, предназначенных для работы в сфере энергетики (например, комплектующие паровых турбин), а также из них делают особо ответственный крепеж. В качестве легирующих добавок в них используют хром, молибден, ванадий. Жаропрочные относятся к среднеуглеродистым, среднелегированным, перлитным сталям.
  • Улучшаемые (из категорий среднеуглеродистых, низко- и среднелегированных) стали, при производстве которых используют закалку, применяются для изготовления сильно нагруженных деталей, испытывающих нагрузки переменного характера. Отличаются чувствительностью к концентрации напряжения в рабочей детали.
  • Цементуемые (из категорий низкоуглеродистых, низко- и среднелегированных) стали, как можно понять по названию, подвергаются цементации и следующей после нее закалке. Их применяют для изготовления всевозможных шестерен, валов и других похожих по назначению деталей.

Зависимость толщины цементованного слоя от температуры и времени обработки

Классификация строительных легированных сталей подразумевает их разделение на следующие виды:

  • Массовая — низколегированные стали в виде труб, фасонного и листового проката.
  • Мостостроительная — для автомобильных и ж/д мостов.
  • Судостроительная хладостойкая, нормальная и повышенной прочности — хорошо противостоит хрупкому разрушению.
  • Судостроительная хладостойкая высокой прочности — для сварных конструкций, которым предстоит работать в условиях низких температур.
  • Для горячей воды и пара — допускается рабочая температура до 600 градусов.
  • Низкоопущенные высокой прочности — применяются в авиации, чувствительны к концентрации напряжений.
  • Повышенной прочности с применением карбонитритного упрочнения, создающим мелкозернистую структуру стали.
  • Высокой прочности с применением карбонитритного упрочнения.
  • Упрочненные прокаткой при температуре 700-850 градусов.

Применение инструментальных легированных сталей

Инструментальная легированная сталь широко используется при производстве разнообразного инструмента. Но помимо явного превосходства над углеродистой сталью в плане твердости и прочности, у легированной стали есть и слабая сторона — более высокая хрупкость. Поэтому для инструмента, который активно подвергается ударным нагрузкам, такие стали не всегда подходят. Тем не менее при производстве огромного перечня режущего, ударно-штампового, измерительного и прочего инструмента именно инструментальные легированные стали остаются незаменимыми.

Отдельно можно отметить быстрорежущую сталь, отличительными особенностями которой являются крайне высокая твердость и красностойкость до температуры 600 градусов. Такая сталь способна выдерживать нагрев при высокой скорости резания, что позволяет увеличить скорость работы металлообрабатывающего оборудования и продлить срок его службы.

К отдельной категории относятся легированные конструкционные стали, наделенные особыми свойствами: нержавеющие, с улучшенными электрическими и магнитными характеристиками. От того, какие элементы, а также в каких количествах преимущественно содержатся в них, они могут быть хромистыми, никелевыми, хромоникельмолибденовыми. Также они делятся на трех-, четырех- и более компонентные по числу содержащихся в них легирующих добавок.

Легирующие элементы и их влияние на свойства сталей

Маркировка легированных сталей указывает на то, какие добавки в ней содержатся, а также на их количественное значение. Но также важно знать и то, какое именно влияние на свойства металла оказывает каждый из этих элементов в отдельности.

Хром

Добавка хрома увеличивает коррозионную стойкость, повышает прочность и твердость, является основным компонентом при создании нержавеющей стали.

Никель

Добавление никеля повышает пластичность, вязкость стали и коррозионную стойкость.

Титан

Титан уменьшает зернистость внутренней структуры, повышая прочность и плотность, улучшает обрабатываемость и коррозионную стойкость.

Ванадий

Присутствие ванадия уменьшает зернистость внутренней структуры, что повышает текучесть и порог прочности на разрыв.

Молибден

Добавка молибдена дает возможность улучшить прокаливаемость, повысить коррозионную устойчивость и снизить хрупкость.

Вольфрам

Вольфрам повышает твердость, не дает зернам увеличиваться при нагреве и снижает хрупкость при отпуске.

Кремний

При содержании до 1-15% кремний повышает прочность, сохраняя вязкость. При увеличении процента содержания кремния повышается магнитопроницаемость и электросопротивление. Также данный элемент увеличивает упругость, стойкость к коррозии и сопротивляемость к окислению, но также повышает хрупкость.

Кобальт

Введение кобальта увеличивает ударопрочность и жаропрочность.

Алюминий

Добавление алюминия способствует повышению окалиностойкости.

Таблица назначения некоторых видов стали

Отдельно стоит упомянуть примеси и их влияние на свойства сталей. Любая сталь всегда содержит технологические примеси, так как полностью удалить их из состава стали чрезвычайно трудно. К такого рода примесям относятся углерод, серу, марганец, кремний, фосфор, азот и кислород. Углерод

Оказывает на свойства стали очень значительное влияние. Если его содержится до 1,2%, то углерод способствует повышению твердости, прочности, предела текучести металла. Превышение указанного значения способствует тому, что начинает значительно ухудшаться не только прочность, но и пластичность.

Марганец

Если количество марганца не превышает 0,8%, то он считается технологической примесью. Он призван повысить степень раскисления, а также противостоять негативному влиянию серы на сталь.

Сера

При превышении содержания серы выше 0,65% механические свойства стали существенно снижаются, речь идет об уменьшении уровня пластичности, коррозионной стойкости, ударной вязкости. Также высокое содержание серы негативно влияет на свариваемость стали.

Фосфор

Даже незначительное превышение содержания фосфора выше необходимого уровня чревато повышением хрупкости и текучести, а также снижением вязкости и пластичности стали.

Азот и кислород

При превышении определенных количественных значений в составе стали вкрапления данных газов повышают хрупкость, а также способствуют понижению ее выносливости и вязкости.

Водород

Слишком большое содержание водорода в стали ведет к увеличению ее хрупкости.

Маркировка легированных сталей

К категории легированных относится большое разнообразие сталей, что и вызвало необходимость в систематизации их буквенно-цифрового обозначения. Требования к их маркировке оговаривает ГОСТ 4543-71, согласно которому сплавы, наделенные особыми свойствами, обозначаются маркировкой, где на первой позиции стоит буква. По этой букве как раз и можно определить, что сталь по своим свойствам относится к определенной группе.

Пример расшифровки маркировки легированной стали

Так, если маркировка легированных сталей начинается с букв «Ж», «Х» или «Е» — перед нами сплав нержавеющей, хромистой или магнитной группы. Сталь, которая относится к нержавеющей хромоникелевой группе, обозначается буквой «Я» в ее маркировке. Сплавы, относящиеся к категории шарикоподшипниковых и быстрорежущих инструментальных, обозначаются буквами «Ш» и «Р».

Стали, относящиеся к легированным, могут принадлежать к категории высококачественных, а также особо высококачественных. В таких случаях в конце их марки ставится буква «А» или «Ш» соответственно. Стали, которые обладают обычным качеством, таких обозначений в своей маркировке не имеют. Специальное обозначение также имеют сплавы, которые получены прокатным методом. В таком случае в маркировке присутствует буква «Н» (нагартованный прокат) или «ТО» (термически обработанный прокат).

Точный химический состав любой легированной стали можно посмотреть в нормативных документах и справочной литературе, но получить такую информацию позволяет и умение разбираться в ее маркировке. Первая цифра позволяет понять, сколько углерода (в сотых долях процента) содержит легированная сталь. После этой цифры в марке перечисляются буквенные обозначения легирующих элементов, которые содержатся дополнительно.

Обозначение легирующих элементов в маркировке стали

После каждой такой буквы проставляется количественное содержание указанного элемента. Выражается это содержание в целых долях. После буквы, обозначающей элемент, может не стоять никакой цифры. Означает это то, что его содержание в стали не превышает 1,5%. Государственный стандарт 4543-71 регламентирует обозначение легирующих добавок, входящих в состав легированной стали: А — Азот, Б — Ниобий, В —Вольфрам, Г — Марганец, Д — Медь, К — Кобальт, М — Молибден, Н — Никель, П — Фосфор, Р — Бор, С — Кремний, Т — Титан, Ц — Цирконий, Ф — Ванадий, Х — Хром, Ю — Алюминий.

Использование легированных сталей

Сегодня сложно найти сферу жизни и деятельности, в которых бы не использовалась легированная сталь. Из инструментальных и конструкционных сталей производится практически любой инструмент: резцы, фрезы, штампы, измерительные устройства, шестерни, пружины, подвески, растяжки и многое другое. Нержавеющие легированные стали активно используются и в быту, из них изготавливают посуду, корпуса и другие элементы многих видов бытовой техники.

Легированные стали по причине их высокой стоимости используются только для производства самых ответственных конструкций и деталей, где изделия из других металлов просто не смогут выполнить возложенные на них задачи.

met-all.org

Высоколегированные стали: состав, классификация, применение - Стальмет

Специальные стали и сплавы выделяются либо химическим составом, либо способом изготовления, обработки. Если исходить из химического содержания, то к разряду специальных стоит отнести стали с достаточным количеством легирующих элементов.

Принципиально легированная сталь – создание человека. Помимо углерода и природных примесей, металлурги обогащают сплав различными химическими добавками в определенном количестве с целью получения сырья с нужными свойствами.

Так, согласно стандарту 5632-72К к высоколегированным сталям относят сплавы, где доля железа по массе составляет более 45%. При этом верхний предел общей или суммарной массовой доли добавок – не меньше 10%. Нижний же предел доли по массе одного из легирующих элементов – 8%.

В зависимости от химического состава спецсталь классифицируют на классы по доминирующей составляющей. Так, выделяют сплавы на:

  • железоникелевой основе;
  • никелевой основе.

Два химических элемента – никель и хром – уникальны в своем роде. Сочетаясь в сплаве в определенных пропорциях, они придают последнему свойства упругости и устойчивость к коррозии.

Стали первой группы по структуре представляют собой твердый раствор. Никеля и железа здесь – более 65% (при отношении первого ко второму 1:1,5).

К специальным сталям на никелевой основе относят сырье с превалирующей долей никеля – не менее 50%. По структуре – это так же твердый раствор, тут присутствует и хром, и выбранные легирующие элементы.

Миссия легирующих добавок

Высоколегированные стали содержат:

  • углерод;
  • кремний (сообщает упругость);
  • марганец (обеспечивает твердость);
  • титан (способствует выведению азота и формированию плотной структуры, отвечает за жаропрочность);
  • молибден (влияет на жаростойкость);
  • ванадий (упрочняет структуру);
  • вольфрам (препятствуют росту зерен, укрепляет молекулярную решетку);
  • кобальт (увеличивает механическую прочность).

В сталях данной группы допустимо содержание серы, алюминия, фосфора, бора, ниобия, меди.

Высоколегированные спецстали и сплавы по структуре классифицируют на:

  • мартенситные и аустенитно-мартенситные;
  • ферритные и аустенитно-ферритные;
  • аустенитные.

По свойствам у потребителей вызывают интерес:

  • жаростойкие;
  • жаропрочные;
  • нержавеющие (коррозионностойкие).

В приведенной ниже таблице дана информация об известных марках высоколегированных сталей, расписан химический состав.

Применение высоколегированной стали

Металлургия специальных сталей развивается. Металлопрокат, конструкции, производимые из высоколегированных сплавов, отличаются особыми характеристиками, купить их планируют для работы в крайне агрессивных средах.

Наибольший спрос продукции этого непростого ранга эксперты отмечают в нефтяной и химической индустрии, энергетике, машиностроении.

Наша компания, сотрудничая с крупными российскими заводами, реализует прокат, изготовленный из различного сырья, включая конструкционные, легированные и высоколегированные сплавы.

Мы гарантируем низкие цены, с удовольствием примем заказы и доставим покупку по адресу в Санкт-Петербурге, Ленинградской области, по регионам.

spb-stal.ru

Легированная сталь

  • Характеристика
  • Свойства
  • Марки

В современном мире имеется большое количество разновидностей стали. Это один из самых востребованных материалов, который используется практически во всех отраслях промышленности.

Характеристика легированных сталей

Легированная сталь представляет собой сталь, которая кроме обычных примесей оснащена еще и дополнительными добавочными веществами, которые необходимы для того, чтобы она соответствовала тем или иным химическим и физическим требованиям.

Обычная сталь состоит из железа, углерода и примесей, без которых невозможно себе представить данный материал. В легированную сталь добавляются дополнительные вещества, которые получили название легирующих. Они используются для того, чтобы сталь стала обладать такими свойствами, которые необходимы в тех или иных ситуациях.

В большинстве случаев в качестве легирующих элементов к железу, примесям и углероду добавляются: никель, ниобий, хром, марганец, кремний, ванадий, вольфрам, азот, медь, кобальт. Также не редко в таком материале отмечаются такие вещества, как молибден и алюминий. Для придания прочности материалу в большинстве случаев добавляется титан.

Такой вид стали имеет три основные категории. Отношение легированной стали к той или иной группе обусловлено тем, сколько в ней содержится стали и примесей, а также легированных добавок.

Виды легированной стали

Есть три основных вида стали с легирующими элементами:

Она характеризуется тем, что в ней содержится около двух с половиной процентов легирующих дополнительных элементов.

  • Среднелегированная сталь.

Данный материал имеет в своем составе от 2.5 до 10 процентов легирующих дополнительных веществ.

  • Высоколегированная сталь.

К данному виду относятся стальные материалы, количество легирующих добавок в которых превышает десяти процентов. Количество этих компонентов в такой стали может достигать пятидесяти процентов.

Назначение легированной стали

Легированную сталь широко применяют в современной промышленности. Она обладает высоким уровнем прочности, что позволяет изготовлять из нее оборудование для резки и рубки металлического проката самых разных видов.

По своему назначению стали легированного типа могут быть представлены большим количеством групп.

Основными из них являются:

  • конструкционная легированная сталь,
  • инструментальная легированная сталь,
  • легированная сталь с особыми химическими и физическими свойствами.

Характеристики легированных сталей могут быть разнообразными. Они их приобретают благодаря соотношению основных элементов. Стали такого типа являются в любом случае более прочными и устойчивыми к образованию коррозии.

Свойства легированной стали

Свойства легированных сталей являются разнообразными. Они главным образом определяются теми добавками, которые применяются в качестве легирующих при производстве отдельных видов стальных материалов.

В зависимости от добавленных легирующих компонентов сталь приобретает следующие качества:

  • Прочность. Данное свойство приобретает после добавления в ее состав хрома, марганца, титана, вольфрама.
  • Устойчивость к образованию коррозии. Это качество появляется под воздействием хрома, молибден.
  • Твердость. Сталь становится боле твердой благодаря хрому, марганцу и другим элементам.

Внимание: Стоит отметить, что для того, чтобы легированная сталь была более прочной и устойчивой к внешнему влиянию окружающей среды необходимое содержание хрома не должно быть менее двенадцати процентов.

Сталь легированного типа при правильном процентном соотношении всех входящий в нее элементов не должна менять свои качестве при температуре нагревания до шестисот градусов Цельсия.

Производство легированной стали.

Марки легированной стали

Марки легированной стали являются различными. Они представлены в большом многообразии. В зависимости от назначения стали определяется ее маркировка.

Сегодня имеется большое количество требований к маркировке легированной стали. Для данного процесса используются цифровые и буквенные обозначения. Сначала при маркировке используются цифры. Они являются показателями того, сколько содержится в том или ином виде легированной стали сотых долей углерода. После цифр стоят буквы, которые являются обозначением того, какие легирующие добавки были использованы при производстве того или иного легированного типа стали.

После букв могут стоять цифры, обозначающие количество легирующего вещества в составе стального материала. Если после обозначения какого-либо легирующего элемента не стоит цифровое обозначение, то его в составе имеется минимальное количество, не достигающее даже одного процента.

Таблица 1. Сопоставление марок стали типа Cm и Fе по международным стандартам ИСО 630-80 и ИСО 1052-82.
Марки сталиСтFeСтFe
СтО Fe310-0 Ст4кп Fe430-A
Ст1кп   Ст4пс Fe430-B
Ст1пс   Ст4сп Fe430-C
Ст1сп Fe430-D
Ст2кп   Ст5пс Fe510-B, Fe490
Ст2пс   Ст5Гпс Fe510-B, Fe490
Ст2сп   Сг5сп Fe510-C, Fe490
СтЗкп Fe360-A    
СтЗпс Fe360-B Ст6пс Fe590
СтЗГпс Fe360-B Стбсп Fe590
СтЗсп Fe360-C   Fe690
СтЗГсп Fe360-C  
  Fe360-D    
Таблица 2. Условные обозначения легирующих элементов в металлах и сплавах
ЭлементСимволОбозначение элементов в марках металлов и сплавовЭлементСимволОбозначение элементов в марках металлов и сплавовчерныецветныечерныецветные
Азот N А - Неодим Nd - Нм
Алюминий А1 Ю А Никель Ni - Н
Барий Ва - Бр Ниобий Nb Б Нп
Бериллии Be Л   Олово Sn - О
Бор В р - Осмий Os - Ос
Ванадии V ф Вам Палладий Pd - Пд
висмут Bi Ви Ви Платина Pt - Пл
Вольфрам W В - Празеодим Pr - Пр
Гадолиний Gd - Гн Рений Re - Ре
Галлий Ga Ги Ги Родий Rh - Rg
Гафнии Hf - Гф Ртуть Hg - Р
Германий Ge - Г Рутений Ru - Pv
Гольмий Но - ГОМ Самарий Sm - Сам
Диспрозий Dv - ДИМ Свинец Pb - С
Европий Eu - Ев Селен Se К СТ
Железо Fe - Ж Серебро Ag - Ср
Золото Au - Зл Скандий Sc - С км
Индий In - Ин Сурьма Sb - Cv
Иридий Ir - И Таллий Tl - Тл
Иттербий Yb - ИТН Тантал Та - ТТ
Иттрий Y - ИМ Теллур Те - Т
Кадмий Cd Кд Кд Тербий Tb - Том
Кобальт Co К К Титан Ti Т ТПД
Кремний Si С Кр(К) Т\'лий Tm - ТУМ
Лантан La - Ла Углерод С У -
Литий Li - Лэ Фосфор P п Ф
Лютеций Lu - Люн Хром Cr х Х(Хр)
Магний Mg Ш Мг Церий Ce - Се
Марганец Mn Г Мц(Мр) Цинк Zn - Ц
Медь Cu Д М Цирконий Zr Ц ЦЭВ
Молибден Mo М - Эрбий Er - Эрм

lkmprom.ru

Высоколегированная сталь – что она собой представляет и зачем нужна?

Государственный стандарт 5632–72 подразделяет такие стали на никелевые и железоникелевые. У первых базовая структура представлена раствором (твердым) хрома и иных добавок с легирующими свойствами в никелевой основе, включающей в себя от 50 и более процентов хрома.

Основная же структура железоникелевых сплавов характеризуется отношением железа к никелю 1,5 к 1, при этом суммарный объем этих химических элементов в стали равняется 65 и более процентам.

В зависимости от ключевых параметров высоколегированные составы принято делить на три группы:

  • Окалиностойкие (жаростойкие). Им присуща стойкость против поверхностного химического разрушения при температурах более 550 °С в газообразной среде. Такие стали могут использоваться в слабонагруженном либо ненагруженном состоянии.
  • Нержавеющие (коррозионностойкие). Эффективно противодействуют межкристаллитной, кислотной, почвенной, солевой, щелочной, атмосферной химической и электрохимической коррозии, а также коррозии под напряжением.
  • Жаропрочные. Функционируют при повышенных температурах в нагруженном состоянии на протяжении оговоренного срока. При этом они характеризуются относительно высокой жаростойкостью.

Также стали с большим содержанием легирующих компонентов условно подразделяют на несколько классов по структурным признакам (учитывается их базовая структура, которая образуется при охлаждении готового сплава на воздухе после осуществленного нагрева заготовки при высокой температуре). Выделяют следующие классы:

  • ферритный: отсутствие фазовых превращений, структура – феррит;
  • мартенситный: структура – мартенсит;
  • аустенитный: структура – аустенит;
  • аустенитно-мартенситный: мартенсит плюс аустенит, объем которых варьируется достаточно широко;
  • мартенситно-ферритный: 10 % феррита плюс мартенсит;
  • аустенитно-ферритный: 10 % феррита плюс аустенит.

Высоколегированная металлургическая продукция применяется в различных промышленных отраслях, начиная от машиностроения и энергетики и заканчивая нефтяной и химической производственной сферой. Наиболее востребованными при этом считаются аустенитные стали. В них никель содержится в количестве не менее 8 %, а хром – не менее 18 %. Служебное назначение и специальные свойства данных сплавов обуславливают конкретную комбинацию других легирующих добавок.

Жаропрочные стали могут при длительном нагреве не изменять своих механических параметров. Такие свойства они получают за счет введения в их состав до 7% вольфрама и молибдена, а также бора, который требуется для измельчения зерна. Бор, заметим, вводится не во все жаропрочные стали.

Ключевая особенность коррозионностойких высоколегированных композиций – малое (до 0,12 %) содержание углерода. Данные сплавы не только легируются соответствующими присадками, но и подвергаются специальной термообработке, благодаря чему при температурах окружающего воздуха от +20 °С они не ржавеют в любых жидкометаллических, щелочных и газовых средах, в кислотных водных растворах.

Жаростойкие стали применяются, как правило, для изготовления элементов газопроводных комплексов, печной арматуры, нагревательных изделий и иных слабонагруженных деталей. Свои особые характеристики они обретают за счет включения в их состав незначительного количества кремния и до 2,5 % алюминия. Кремний требуется для формирования плотных и очень прочных оксидов на поверхности изделий, которые надежно защищают сталь от взаимодействия с газовой атмосферой.

Стоит сказать, что все без исключения стали с высокой степенью легирования получают высокие пластические и прочностные характеристики после их термической обработки. Под таковой понимают процесс, состоящий из двух этапов:

  • нагрев до 1150 градусов (закалка металла) и последующее охлаждение стали в воде;
  • отпуск (стабилизирующий), предполагающий охлаждение до комнатной температуры предварительно нагретого до 850 градусов металла на открытом воздухе.

Конкретные структуры высоколегированных сплавов зависят от уровня пластической деформации, режимов, в которых осуществляется термообработка стали, и, конечно же, от ее конечного состава.

Далее мы приводим наиболее известные и востребованные промышленностью высоколегированные стали, марки данных сплавов разных классов таковы:

  • Мартенситные с содержанием хрома от 8 до 19 %, марганца не более 1,2 %, кремния от 0,6 до 3 %, углерода от 0,12 до 0,7 %: 07Х16Н4Б, 09Х16Н4Б, 20Х17Н2, 65Х13, 13Х11Н2В2МФ, 95Х18, 25Х13Н2, 30Х13Н7С2, 09Х16Н4Б, 20Х17Н2, 13Х14Н3В2ФР, 40Х13, 20Х13, 11Х11Н2В2МФ, 18Х11МНФБ, 40Х10С2М, 30Х13, 16Х11Н2В2МФ, 20Х12ВНМФ, 15Х11МФ, 40Х9С2.
  • Ферритные (хром – от 12 до 30 %, марганец – до 0,8 %, кремний – от 0,8 до 2 %, углерод – от 0,07 до 0,15 %): 08Х18Тч, 15Х28, 15Х18СЮ, 12Х17, 10Х13СЮ, 08Х18Т1, 15Х25Т, 08Х17Т, 08Х13.
  • Мартенситно-ферритные (хром – от 11 до 18 %, марганец – от 0,5 до 0,9 %, кремний – от 0,4 до 0,8 %, углерод – 0,12–0,22 %): 14Х17Н2, 18Х12ВМБФР, 15Х12ВНМФ, 12Х13.
  • Аустенитно-мартенситные (хром – 14–18 %, кремний и марганец – до 0,8 %, углерод – от 0,05 до 0,9 %): 08Х17Н6Т, 09Х17Н7Ю1, 07Х16Н6, 08Х17Н5М3, 09Х15Н8Ю1.
  • Аустенитно-ферритные (хром – 19–25 %, марганец – 0,5–9 %, кремний – 0,8–4,5 %, углерод – 0,08–0,2 %): 03Х22Н6М2, 15Х18Н12С4ТЮ, 20Х23Н13, 12Х21Н5Т, 20Х20Н14С2, 03Х23Н6, 08Х18Г8Н2Т, 08Х21Н6М2Т, 08Х22Н6Т, 08Х20Н14С2.
  • Аустенитные (хром – от 10 до 19 %, никель – от 2,8 до 25 %, марганец – от 0,6 до 15 %, кремний – от 0,4 до 0,8 %, углерод – от 0,05 до 0,21 %): 05Х18Н10Т, 10Х11Н20Т2Р, 20Х25Н20С2, 10Х23Н18, 03Х21Н21М4ГБ, 55Х20Г9АН4, 31Х19Н9МВБТ, 12Х18Н12Т, 03Х18Н12, 03Х18Н11, 12Х18Н10Т, 08Х18Н10, 12Х18Н9Т, 12Х18Н9, 10Х17Н13М3Т, 08Х17Н13М2Т, 12Х17Г9АН4, 03Х16Н15М3Б, 08Х16Н13М2Б, 09Х14Н19В2БР1, 45Х14НМВ2М, 10Х14Г14Н4Т, 10Х11Н23Т3МР, 08Х10Н20Т2, 03Х18Н10Т, 12Х25Н16Г7АР, 20Х23Н18, 45Х22Н4М3 и другие.

Также хочется рассказать о том, в каких сферах применяются некоторые стали с большим количеством легирующих добавок:

  • 12Х17: не используются для производства сварных изделий, из них обычно делают кухонную утварь и предметы домашнего обихода;
  • 12Х13, 08Х13 и 20Х13: изготовление элементов гидравлических установок (в частности, клапанов), высокопластичных деталей, на которые воздействуют ударные нагрузки, конструкций, работающих в слабоагрессивных условиях (соляные неконцентрированные растворы, атмосферные осадки);
  • 95Х18: производство высокотвердых шарикоподшипников, используемых в установках нефтедобывающей промышленности, втулок и прочных ножей, инструмента, подвергающегося износу (95Х18 по своим характеристикам похожа на некоторые марки инструментальных сталей);
  • 40Х13 и 30Х13: изготовление компрессорных клапанных пластин, карбюраторных игл, пружин для транспорта, хирургического и измерительного инструмента.

tutmet.ru


Смотрите также

Календарь

ПНВТСРЧТПТСБВС
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Мы в Соцсетях

 

vklog square facebook 512 twitter icon Livejournal icon
square linkedin 512 20150213095025Одноклассники Blogger.svg rfgoogle