Легированные стали

Легированные стали – сплавы, свойства которых улучшены путем добавки дополнительных элементов, именуемых легирующими. Их использование вызвано стремлением достичь от получаемого сырья самых разных параметров, которые нужны в разных ситуациях.

Этот сплав обладает очень высокой прочностью, длительнее не ржавеет. Области его использования очень многообразны. По большей части, это трубы, детали и прочие изделия, которые во время эксплуатации будут склонны к очень высоким перепадам температур.

В состав обыкновенного металла входит железо, углерод и разные примеси. При легировании, как уже указывалось раньше, в него добавляют еще прочие элементы, носящие наименование легирующих. Среди них: ниобий, хром, никель, кремний, ванадий и др. Еще нередко встречаются алюминий и молибден. Чтобы сделать больше крепость полученного сырья очень часто добавляют титан.

Свойства легированной стали

Очень часто, ее свойства формируют по примесям, добавленным при изготовлении.

Качества стали зависят от легирующих компонентов, которые добавлены в ее состав:

• устойчивость к ржавлению появляется благодаря молибдену и хрому;
• твердость появляется благодаря марганцу, хрому и иным компонентам;
• крепость покупается из-за добавления титана, марганца, хрома и вольфрама.

Легированная сталь становится крепче и устойчивее к влиянию внешней среды, когда хрома в ней не менее 12%.

Сталь, легированная при воплощении нужного процентного содержания всех собственных компонентов, не будет менять собственных качеств до температуры нагрева 600 градусов по Цельсию.

Состав

Качество подобного материала полностью зависит от численности углерода в ней, так как это один из основных элементов ее состава. Также в первую очередь включение в его состав железа. Никель, хром, медь, ванадий и другие элементы добавляют с целью сделать лучше прочие свойства сырья.

Теперь рассмотрим, как оказывают влияние легирующие детали на свойства получаемой сырья:

• Хром, как и никель, отвечает за придание стойкости к ржавлению. Воспользовавшись его помощью получают всем известную нержавеющую сталь, металл выполняется тверже и крепче.
• Никель прибавляет не только прочности, но и пластичности.
• Медь, кроме коррозийные стойкости, содействует сопротивлению разным кислотам.
• Ванадий уплотняет структуру, выполняет мелкозернистой.
• Марганец отвечает за устойчивость к износу.
• Вольфрам хранит твердость материала при влиянии больших температур.
• Кремний придаёт металлу упругость, а еще выполняет его магнитным.
• Присутствие алюминия прибавляет полученному материалу жаростойкости.

Как меняется структура при добавлении самых разных примесей? В результате их введения кристаллическая решётка рушиться из-за причины отличий в форме электронов и атомных величин. По этому характеристики легированной стали могут колебаться из-за изменения процентного соотношения компонентов в ее составе. Твердость, крепость и эластичность сплав получает после термической обработки.

Внешний вид легированной стали

По химическому составу такой металл в большинстве случаев выделяется. По этому классификация будет следующей:

1. Низколегированный – процент легированных добавок не больше 2,5.
2. Среднелегированный – примеси составляют не больше 2,5-10 %.
3. Высоколегированный – примесей может быть больше 10% и расти до 50.

По спецификации дробление идет на: коррозионно-устойчивую сталь и огнеупорную (выдержит выше 1000 градусов).

Согласно химическому распаду выделяются:

• окалиноустойчивая (при 550 градусах);
• жароустойчивая.

Известны два основных типа: легированные и углеродистые. Посмотрим, какие у них отличия.

Углеродистая сталь – сплав, который содержит одновременно с железом и углеродом еще кремний и марганец. Сера и фосфор, тоже присущие в ее составе, относятся к плохо влияющим добавкам, ведь из-за них ухудшаются ее механичные свойства.

Сталь бывает низко-, средне- и высокоуглеродистой. Чем подавляющая часть углерода в подобных сплавах, тем меньше их эластичность, зато и тверже выходит итоговый материал.

Углеродистая сталь – сплав железа с углеродом до 2%. В него также добавляют кремний, серу и фосфор. Впрочем, основным элементом все таки считается углерод. Кол-во в процентах таких элементов примерно такое: железа до 99,0%, марганца – 03-0,8, серы до 0,06 и кремния до 0,15-0,35.

Основные недостатки углеродистой стали:

• если у нее достаточная прочность и твердость, то недостает пластичности;
• утрачивается твердость и режущая способность при нагревании до 200 градусов, а при очень больших температурах теряется и крепость;
• низкая стойкость от коррозии при погружении в электролит, в агрессивной среде и т. д.;
• очень высокий коэффициент температурного расширения;
• утяжеление готовой продукции;
• возрастание стоимости конечного продукта;
• трудности во время проектирования из-за плохой прочности такой стали.

Легированная – сталь, которая вместе с обыкновенными добавками имеет легированные детали, существенно повышающие ее качества. Это вольфрам, молибден, никель и др. И еще марганец и кремний в существенных количествах. Примеси прибавляются во время плавления. Такой металл выделяется собственными ценными качествами, которые отсутствуют у углеродистой стали, и лишен ее минусов.

Применение легированной стали

Сегодня как правило невозможно назвать хоть одну из сфер человеческой деятельности, где не нашлось бы места сплаву с подобными характеристиками. Из конструкционной и инструментальной сталей выпускаются практически все инструменты, к примеру, фрезы, резцы, штампы и т. д. Нержавеющие легированные стали также используются для выпуска бытовых изделий, к примеру, при изготовлении посуды, корпусов техники для дома.

Также легированная сталь выделяется большим количеством иных качеств, которые обещают ей широчайшее использование. Она увеличивает служебный срок очень разных изделий, обеспечивает их надежность и даже дает возможность экономить. Ведь чем длительнее находится в эксплуатации та или другая вещь, тем реже приходится покупать новую.

Кстати, изделия или их элементы из легированного материала можно повстречать не только в строительстве или автомобилестроении, но и у хирургов в руках, к примеру, скальпель, на производстве трубо-проводов. Если сделать из него нож, то часто точить его не придется.

Изделия из легированной стали

Область применения легированных сталей находится в прямой зависимости от способа термические обработки, которому она подверглась. Прежде была изучена классификация данного материала по назначению согласно ГОСТ: инструментальные, конструкционные и стали со специальными качествами.

Низколегированные стали отлично поддаются свариванию, по этому из них очень часто делают трубы и остальные конструкции. Легированная инструментальная сталь прекрасно подойдет как сырье для изделий, которые будут работать под давлением.

Согласно ГОСТ 5950-2000, легированная сталь — материал для изготовления медицинских инструментов, ножей, ленточных пил и др. В этот ГОСТ внесены все разновидности ее обозначений и областиприменения.

Нержавеющая сталь, содержащая много хрома, используется для выпуска трубных изделий. Трубы, которые сделаны из подобного материала, отличительны очень высокой стойкостью к ржавлению, и еще, они очень хорошо сопротивляются температурным скачкам, а именно, высоких.

Маркировка легированных сталей

Как расшифровывается маркировка легированных сталей? О чем она говорит? Согласно ГОСТ в ней есть подобная информация: буква расшифровывает элемент химии, а цифра за ней — сколько его в процентах. Если цифра не внесена, то процент определенного компонента невысокий (не выше 1%).

К легированным относят разнообразные стали. В конце концов появилась необходимость систематизации их обозначений. Это отражено в ГОСТ 4543-71, в котором обозначено, что в марках сталей, обладающих особенными качествами, буква должна стоять первой. Она и указывает на принадлежность металла, в зависимости от его качеств, к определенной группе.

Если первые буквы «Ж», «Х» либо «Е», то металл относится к нержавеющим с магнитными качествами, либо хромистым. Сталь хромоникелевой нержавеющей группы означает буква «Я». Буквами «Р» и «Ш» обозначены сплавы, которые принадлежат к шарикоподшипниковым инструментальным и быстрорежущим.

Если сталь легированная, то она может быть либо отличного качества, либо особо очень качественная. Тогда марка у них будет завершаться буквами «А» или «Ш». Обыкновенные стали так не обозначаются.

Сплавы, получаемые методом проката, тоже получают специализированное обозначение. Тогда в маркировке будет стоять буква «Н» (нагартованный) либо «ТО» (термически обработанный).

Способность понимать маркировку всегда даст возможность очень легко и весьма четко узнать состав предоставленного металла, не обращая внимания на то, что он есть в подобающей литературе. Первая цифра — процент углерода в сотых долях. Дальше за цифрой проставливаются буквы, расшифровывающие легирующие детали, примененные в качестве примеси. За каждой из букв указывается кол-во названного компонента, выражаемое уже в целых частях. Бывает, что существует только буква, что говорит о содержании элемента в количестве, не превышающем 1,5%.

Необходимо внимательно смотреть на то, что обозначение и классификация элементов химии при помощи букв не обязательно может совпадать с начальной буквой в их наименовании: алюминий (ю), хром (х), марганец (г), вольфрам (в), никель (н), азот (а), медь (д), ванадий (ф) и т. д.

Если в в середине маркировки есть буква «А» (азот), то это говорит о том, сколько азота в составе стали. Если же буква «А» будет в конце, то фосфора и серы в данной марке стали менее 0,03%, по этому она принадлежит к чистым.

Сдвоенная буква «А», стоящая в обозначении первой с правой стороны, говорит об особой чистоте материала от присутствия названных выше элементов. Сколько в нем серы тоже устанавливается согласно ГОСТ. Еще маркировка может начинаться с подобным букв: «Ш» — шарикоподшипниковая, «Р» — быстрорежущая, «Э» — электротехническая, «А» — автоматная, буква «Л» говорит, что сталь получена литьем.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.