Что значит легированная сталь: Легированная сталь — что это такое и какие бывают марки

Легированная сталь: особенности, применение | Rival Laser

Легированная сталь — это один из самых востребованных материалов современной промышленности. Это сталь, которая помимо обычных примесей имеет в составе специальные добавочные вещества. Именно они наделяют сплав необходимыми физическими и механическими свойствами.

Легированная сталь благодаря своим свойствам и высоким эксплуатационным характеристикам активно используется в машиностроении, строительстве, изготовлении технического оборудования. Включение в состав элементов с легирующими свойствами придает изделию повышенную прочность и устойчивость к разрушительным коррозийным процессам.

Свойства изделий

Характеристики сплава определяются добавляемыми в его состав легирующими компонентами. Для увеличения прочности материала используются титан, марганец, вольфрам, хром, для коррозийной устойчивости – молибден, кадмий. При этом легированный металл может содержать различное количество таких элементов.

Как результат легирование позволяет повышать и изменять технические характеристики материала под конкретные химические и физические требования.

Главные достоинства легированных металлических изделий:

• повышенная прочность;
• устойчивость к коррозии;
• упругость;
• тугоплавкость.

Многокомпонентные сплавы подразделяются на несколько видов:

• Низколегированные (легирующих элементов в составе не более 2,5%)
• Среднелегированные (от 2,5 до 10%)
• Высоколегированные (от 10% до 50%)

Такие сплавы способны выдерживать высокотемпературное воздействие, повышенную влажность, агрессивность среды, их можно эксплуатировать в жестких условиях, при контакте с реагентами, кислотами.

Сферы применения

Многокомпонентные сплавы часто применяются при производстве строительного и медицинского оборудования, бытовой техники, автотранспорта. Детали для машин производят из низколегированной и среднелегированной стали.

Сплавы с высоколегированными свойствами широко применяется в производстве продукции, устойчивой к коррозии и разрушению агрессивными веществами. Такой материал устойчив к высоким температурам. Также его применяют в рамках производства качественного режущего инструмента, который не подвергают действию ударной силы.

Включение в состав расплавленного металла хрома используется для изготовления изделий, которые можно эксплуатировать в кислотной среде и под высоким давлением. К такой продукции относят червячные валы, шестеренки, детали, применяемые внутри двигателей автомобиля.

Создание сплавов с включением определенных компонентов придает металлическим деталям определенные физические свойства. Использование конкретных добавок и элементов позволяет получить продукцию с необходимыми параметрами.

Специалисты компании «Риваль Лазер» знают все об обработке сплавов из металла с легированными свойствами и гарантирует качество продукции.

Я даю согласие на обработку персональных данных

Металлообработка — основной вид деятельности компании «Риваль Лазер».

Мы специализируемся на работе с черными и цветными металлами и предлагаем весь цикл услуг их обработки: от резки и гибки заготовок до порошковой покраски и дробеструйной обработки.

Мы предлагаем выгодные условия сотрудничества для предприятий металлургической, машиностроительной и других отраслей производства и работаем по всей России, СНГ и Европе.

марки, металлы, элементы, легирование, высоколегированная

Легированная сталь, что это такое, для чего легируют, классификация: марки, металлы, элементы, легирование, высоколегированная

!—www.miralinks.ru —>

Перейти к содержанию

Search for:

На чтение 10 мин Просмотров 1.3к. Опубликовано 03.01.2023

В статье мы подробно разберем легированные стали: их классификацию, виды и маркировку. Рассмотрим сферы и примеры применения таких сплавов.

Содержание

1. Что такое легированные стали
2. Классификация
3. По количеству добавок
4. По назначению
5. По структуре
6. По качеству
7. Химический состав
8. Марки легированной стали
9. Отличия легированной стали от углеродистой
10. Виды
11. Инструментальные
12. Конструкционные
13. Конструкционные цементируемые
14. Жароупорные и теплоустойчивые
15. Коррозионные (нержавеющие, кислотостойкие)
16. Устойчивые к воздействию водорода, сероводорода
17. Высокопрочные низколегированные стали (HSLA)
18. Сварка сплавов
19. Низколегированных
20. Среднелегированных
21. Высоколегированных
22. Сферы применения

Что такое легированные стали

Легированием называют процедуру добавления примесей в сплав либо шихту, изменяющие свойства стали. Добавками выступают разнообразные химические элементы.

Легированная сталь – это сплав железа, углерода и легирующих компонентов, придающих материалу определённые свойства. Люди обрабатывают металл много тысячелетий, но первые удачные эксперименты с легирующими добавками датируются началом 1850-х годов. В 1882 г. с появлением стали Гатфильда начинается новая эпоха в металлургии. С того времени появилось целое направление в физике металлов.

Классификация

Рассмотрим маркировку и способы классификации легированных сталей.

По количеству добавок

По степени легирования различают такие стали:

• Низколегированная – менее 2,5 % примесей в сплаве.
• Среднелегированная – 2,5 ­– 10 %.
• Высоколегированная сталь – от 10% добавок, в отдельных сортах цифра достигает 45 – 50%.

По назначению

Классификация следующая:

• Судостроительная хладостойкая – противостоит износу, разрушению при отрицательной температуре.
• Строительная – для возведения разнообразных конструкций: здания, мосты.
• Рельсовая – полотна железных дорог.
• Массовая – металлопрокат.
• Стали для горячих жидкостей.
• Сорта с повышенной прочностью, где карбонитритное упрочнение способствует формированию мелкозернистой структуры.
• Низкоотпущенные сорта повышенной прочности – авиационная.
• Упрочнённая прокатанная при 700 – 850 °C.

По структуре

В зависимости от получившейся вследствие добавления сторонних компонентов структуры сталь бывает:

• Аустенитной – у неё высокая стойкость к коррозии, химическому воздействию.
• Мартенситной – твёрдая, прочная.
• Ферритно-мартенситной – отлично вытягивается, имеет повышенное деформационное упрочнение.
• Ферритной – коррозионная стойкость, низкая растрескиваемость.

По качеству

В зависимости от сферы применения и технологического процесса легированные стали разделяют по качеству:

• Обычные – характеризуются наличием нежелательных примесей, часто это сера, азот, фосфор.
• Качественные – повышенной очистки, в маркировке появляется буква А.
• Высококачественные, полученные путём переплавки электрошлаковым методом (Ш).
• Высококачественные, изготовленные посредством вакуумно-дуговой переплавки (ВД).
• Специального назначения (Э).

У 2-й и 3-й групп меньший процент вредных элементов: сера, азот, фосфор – ухудшают механические свойства материала, после их удаления повышается ударная вязкость, пластичность стали.

Химический состав

Самые распространённые металлы для легирования стали и влияние элементов на свойства материала приведены ниже:

• Алюминий – противостояние появлению окалин.
• Ванадий – текучесть, мелкозернистая структура.
• Вольфрам – твёрдость при нагреве, снижение ломкости после термической обработки.
• Кобальт – жаростойкость, устойчивость к ударным нагрузкам.
• Медь – вязкость.
• Молибден, вольфрам – прочность при термообработке, коррозионная стойкость.
• Никель ­– пластичность, вязкость, обработку материала резанием.
• Ниобий – кислотостойкость.
• Титан – снижение зернистости – стойкость к растрескиванию.
• Хром – твёрдость, сопротивляемость ударным нагрузкам, защита от коррозии.

Легированную сталь получают путём внедрения в сплав неметаллических легирующих компонентов:

• Бор – прокаливаемость.
• Кремний – вязкость, магнитная проницаемость.
• Марганец – защита от окисления.
• Селен – обработка резанием.
• Фосфор – добавка повышает текучесть, вязкость.
• Углерод – улучшает механические свойства с ростом концентрации до ~2%. Её увеличение в диапазоне 1,2% – ~2 % повышает прочность, упругость, твёрдость стали, но ухудшает её обрабатываемость ковкой и резанием, она хуже сваривается, теряет пластичность. Сплав, куда включено от 2% углерода отличается потерей прочности, при концентрации 2,14% получается чугун. Порошковые стали могут включать до 3% карбона (C).

А вы знаете вес пустого кислородного баллона? Если нет, то переходите по ссылке.

Марки легированной стали

Низко-, высоко- и среднелегированные стали имеют маркировку, дающую представление о составе материала. Для этого применяют буквы с цифрами. Обозначения приведены ниже.

Таблица 1 – Соответствие марок сплавов типов CM и FЕ по стандартам ИСО

Таблица 2 – Обозначение легирующих элементов в сталях

Советский ГОСТ для маркировки легированных сталей действует и ныне.

Первая цифра – объём углерода (сотые доли процента), буквы описывают легирующие элементы, цифры – их масса в % от общей. При содержании компонента ~1% число иногда опускают. А, Ш, ВД в конце определяют качество материала. Перед названием могут использовать следующие буквы:

• Л – полученная способом литья;
• Р – быстрорез;
• Ш – шарикоподшипниковая, например, ШХ;
• Э – электротехническая.

«А» посреди маркировки символизирует о наличии азота, АА в конце указывает на дополнительную очистку сплава от серы, фосфора.

Есть и исключения:

• В шарикоподшипниковых сортах после ШХ идёт цифра, указывающая на содержание хрома: в ШХ15 – 1,5% Cr.
• Быстрорежущая – после Р указывается процент вольфрама: Р6, Р18.

Углерода в быстрорежущей и шарикоподшипниковой стали по 1%.

Рассмотрим на примере:

• Р6М5 – быстрорежущая сталь со следующим составом: 6% вольфрам, 5% – молибден.
• 18ХГТ – 0,18% углерод, 1% – хром, 1% марганца, менее 1% (обычно 0,1%) титана.

Отличия легированной стали от углеродистой

Различают два сорта стали – углеродистые и легированные. В состав первых включено железо, углерод (до 0,025), доли процента неизбежных примесей. Сталь легированная – углеродистая сталь с добавлением легирующей добавки (нескольких).

Легирование стали осуществляют двумя методами:

• Объёмный – химический элемент попадает в структуры материала в его жидкой фазе.
• Поверхностный – диффузное внедрение или напыление – покрытие верхнего слоя материала.

Приведённые цифры не указывают на точное процентное соотношение соответствующих примесей. ГОСТ допускает их колебание в определённых пределах. Для понимания возьмём конструкционную сталь 40ХА. Допустимая норма:

• Углерод – 0,4 ± 0,03%.
• Хром – 0,81 – 1,11%.

«А» – указание на принадлежность к качественным сортам.

Читайте также – сварочные трансформаторы

Виды

Виды легированных сталей делят на категории.

Инструментальные

Сырьё для инструментов, их компонентов: режущие, быстрорежущие, штампы, наковальни, ударный инструмент. Разделяются на пять больших групп с собственными требованиями: твёрдость, красностойкость, подверженность ударным нагрузкам, удержание заточки.

Для штампов, применяющихся при формировании деталей и заготовок методом ковки, важны износоустойчивость, устойчивость к отпуску, постоянство размеров при изменяющейся температуре, физических нагрузках (ударных).

Конструкционные

Наиболее распространённая группа сплавов. Применяют для производства оснований для станин, машин, металлопроката. Высокопрочная сталь со значительными пластичностью, вязкостью, хорошими обрабатываемостью и свариваемостью. Они жаропрочные, устойчивые к растрескиванию, деформациям, эрозии.

Примеры: 2Х18Н9, 12Х2Н.

Черный металлопрокат, цветные металлы и сплавы, сварочные материалы, трубопроводы и запорная арматура в Санкт-Петербурге – https://spb. specstali.ru/. НПК “СПЕЦИАЛЬНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ” не останемся  без импортных материалов.

Конструкционные цементируемые

Распространены в строительстве – цементируюся. Обладают достаточной скоростью диффузии углерода из цемента в сталь. Науглероженный слой должен поглощать нужное количество углерода для получения структуры мартенсита. Цементируемая легированная сталь отлично режется, подвергается деформациям в нормализованном либо отожжённом состоянии, ведь в строительстве требуются детали нестандартной формы. Она обладает минимальным короблением при закалке, высокими усталостной прочностью, износо-, устойчивостью к коррозии, вязкому разрушению.

Примеры: 14ХН, 37ХН.

Жароупорные и теплоустойчивые

Основа для производства комплектующих, что эксплуатируются при высокой температуре. Теплоустойчивые сорта сохраняют свойства при +550 °C; жаропрочным свойственно постоянство параметров, коррозионная стойкость, низкая текучесть.

Марки жароупорных сталей: Х18Н25С2, 1Х14Н14А2М.

Примеры теплоустойчивых сталей: 20ХМЛ, 15X1М1Ф, 12Х1МФ.

Коррозионные (нержавеющие, кислотостойкие)

Сталь легированная коррозионная ­ – сырьё для литься основ для машин, эксплуатируемых в агрессивных условиях. Нержавеющие марки идут на производство посуды, инструментов, которые не поддаются коррозии, окислению.

Нержавеющая сталь отменно противостоит коррозии в рабочей среде. В её состав добавляют титан, медь, селен, алюминий, хром, марганец.

Примеры: 12Х18Н9, Х25Н18, 08Х22Н6Т.

Кислотостойкие стали устойчивы к кислотной среде. Они практически не подвергаются межкристаллической коррозии вследствие действия фосфорной и серной кислот на протяжении определённого времени. Стойкость сортам придаёт хром, образующий на поверхности материала прочный защитный слой. Включения никеля делают структуру материала однороднее, а титан с молибденом улучшают механические характеристики сплава.

Кислотостойкие нержавеющие стали: 12Х18Н10Т, 06ХН28МДТ.

Полезная статья – что такое tig сварка

Устойчивые к воздействию водорода, сероводорода

Сырьё для изготовления аппаратуры, труб для синтеза метанола, аммиака, сырья для получения искусственного каучука. В них производят буроугольный бензин, проводят гидрогенизацию алдола, транспортируют нефтепродукты.

Устойчивые к воздействию водорода стали ударопрочные, стойкие к хрупким повреждениям при отрицательных температурах, если того требуют условия эксплуатации. Уровень фосфора в них не превышает 0,015%, серы – 0,008%. Кальциевая обработка улучшает коррозионную стойкость. Сорта имеют преимущественно мартенситовую структуру, разрабатываются преимущественно под требования заказчика.

Примеры: 09ГСНБЦ, 03Х21Н32М3Б.

Высокопрочные низколегированные стали (HSLA)

Основные требования – прочность на протяжении многих лет, снижение веса металлоконструкций. Требования к таким сортам легированной стали зависят от сферы применения. Это: ударная вязкость, предел прочности, пластичность. Нужных характеристик добиваются путём добавления до пяти – девяти легирующих добавок, среди которых: хром, ванадий, цирконий, медь.

Сорта: 14Г2АФ, 16Г2АФ.

Сварка сплавов

Легированные стали имеют массу особенностей при сваривании из-за разного поведения при нагреве и протекающих химических реакций. Типы сварки и электроды для большинства случаев подбирают индивидуально, соблюдая требования технической документации.

Низколегированных

Хорошо свариваются, но швы нередко повреждаются при сильных нагрузках. Если свариваемые поверхности предварительно не прогреть и резко остудить, велика вероятность возникновения холодных трещин, понижения сопротивляемость хрупким разрушениям. Для сваривания работают электродами с низководородным фтористо-кальциевом покрытием, полярность – обратная. Шов сваривается за один проход, широкие швы обрабатывают за два – три прохода.

Среднелегированных

Среднелегированные сорта сваривают электродами, с такой как в стали или большей концентрацией легирующих добавок, ведь часть компонентов во время сварки выгорает. Легирование шва повышает его свойства. При широких и глубоких швах нужны электроды с материалами, обладающими повышенной деформационной способностью. Применяют специальные электроды, соответствующие химическому составу стали. Их желательно подвергнуть прокалке. Тонкие швы получают аргонодуговой сваркой и неплавящимися электродами.

Высоколегированных

Высоколегированные стали имеют индивидуальные требования к условиям сварки. Из-за невысоких коэффициентов теплопроводности и расширения материала увеличивается глубина прогрева детали, нагрев сильно изменяет её геометрию. ГОСТ регламентирует применение электродов, покрытых фтористокальциевым составом. Кислотостойкие сорта сваривают в среде аргона плавящимися либо неплавящимися электродами. Толстые детали сваривают ручной дуговой сваркой.

Многие производители электродов указывают, для каких видов металлов и их сплавов предназначена та или иная продукция.

Полезная статья – Что такое сварочный выпрямитель

Сферы применения

За полтора века легированная сталь нашла применение в сотнях отраслей. Инструментальные – сырьё для штампов холодного и высокотемпературного деформирования (ковки) металла, режущего инструмента: развёртки, свёрла, метчики, фрезы. Из конструкционных сортов производят детали и узлы станков, различных механизмов.

Жаро- и теплостойкие легированные стали – сырьё для изготовления механизмов, работающих при высокой температуре: свечи зажигания, трубы, термопары. Из конструкционных цементируемых сортов изготовляют железобетонные конструкции. Отдельно выделяют рельсовые стали, из которых делают железнодорожное полотно. Нержавейка – это хирургические инструменты, кухонные приборы, посуда, инструменты, сантехника, детали двигателей. Кислотостойкие сорта – сырьё для труб, ёмкостей, деталей агрегатов, которые эксплуатируют в агрессивной среде с повышенной кислотностью.

Теперь вы знаете, что такое легированная сталь. Её основное отличие – добавление металлов либо неметаллических вкраплений. Стали различают объёмом добавок, получаемой кристаллической решётки, чистоты сплава. От назначения материала зависит его состав, технология производства.

Да

80.3%

Нет

19.7%

Проголосовало: 264

Если у Вас остались вопросы, задавайте их в комментариях нашим экспертам.

Оцените автора

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Что такое определение легированной стали| Свойства легированной стали

В общем, легированная сталь — это сталь, легированная различными элементами в общем количестве от 1,0% до 50% по массе для улучшения ее механических свойств.

Сталь представляет собой сплав железа и углерода, но термин «легированная сталь» обычно относится только к сталям, которые содержат другие элементы, такие как ванадий, молибден или кобальт, в количествах, достаточных для изменения свойств базовой стали. Как правило, легированная сталь представляет собой сталь, легированную различными элементами в общем количестве от 1,0% до 50% по весу для улучшения ее механических свойств. Нержавеющие стали представляют собой особую группу высоколегированных сталей, которые содержат не менее 11% хрома по массе и не более 1,2% углерода по массе. Легированные стали делятся на две группы:

• Стали низколегированные. Низколегированные стали представляют собой категорию черных металлов, обладающих механическими свойствами, превосходящими обычные углеродистые стали в результате добавок таких легирующих элементов, как никель, хром, молибден, марганец и кремний. Роль легирующих элементов заключается в повышении прокаливаемости с целью оптимизации механических свойств и ударной вязкости после термической обработки. Однако в некоторых случаях добавки к сплаву используются для уменьшения ухудшения состояния окружающей среды при определенных условиях эксплуатации.
• Высоколегированные стали. Стали с легированием более 5 мас.% обычно классифицируются как высоколегированные стали. Нержавеющие стали являются основными типами высоколегированных сталей, но два других типа — это сверхвысокопрочные никель-кобальтовые стали и мартенситностареющие стали. Нержавеющие стали определяются как низкоуглеродистые высоколегированные стали с содержанием хрома не менее 10,5% с другими легирующими элементами или без них.

Преимущества легированной стали

Независимо от того, требуется ли вашему проекту повышенная коррозионная стойкость, обрабатываемость, прочность или другое качество, существует легированная сталь, обладающая необходимыми характеристиками. Легированные стали с дополнительной термической обработкой могут обеспечить широкий спектр полезных качеств, включая:

• Повышенная коррозионная стойкость
• Повышенная прокаливаемость
• Превосходная прочность и твердость

Отличительные свойства высоколегированной и низколегированной стали

Высоколегированная сталь содержит легирующие элементы (не включая углерод и железо), которые составляют более 8% ее состава. Эти сплавы менее распространены, потому что в большинстве сталей дополнительные элементы занимают лишь несколько процентов. Нержавеющая сталь является наиболее популярным высоколегированным сплавом с содержанием хрома не менее 10,5% по массе. Это соотношение придает нержавеющей стали большую коррозионную стойкость, а покрытие из оксида хрома замедляет ржавление. Между тем, низколегированная сталь лишь незначительно модифицируется другими элементами, которые обеспечивают небольшие преимущества в прокаливаемости, прочности и свободной механической обработке. При снижении содержания углерода примерно до 0,2% низколегированная сталь сохранит свою прочность и улучшенную формуемость.

Обычные легирующие элементы для стали

Когда дело доходит до стали, существует множество различных элементов, которые можно добавить к основному материалу, что позволяет покупателю варьировать варианты до тех пор, пока не будет найден нужный сплав. К распространенным легирующим элементам относятся следующие:

• Марганец: При использовании в тандеме с небольшими количествами серы и фосфора стальной сплав становится менее хрупким и легче куется.
• Хром: Небольшой процент (0,5% — 2%) может помочь упрочнить сплав; более высокие проценты (4% — 18%) имеют дополнительный эффект предотвращения коррозии.
• Ванадий: При содержании всего 0,15% этот элемент может повысить прочность, термостойкость и общую структуру зерна. В смеси с хромом стальной сплав становится намного тверже, но при этом сохраняет формуемость.
• Никель: До 5% этого легирующего элемента повышает прочность стали. При содержании свыше 12% обеспечивает впечатляющую коррозионную стойкость.
• Вольфрам: Повышает термостойкость, поэтому температура плавления выше. Также улучшает структурный состав стали.

Легирующие добавки в легированных сталях

Чистое железо слишком мягкое, чтобы его можно было использовать для структурирования, но добавление небольших количеств других элементов (например, углерода, марганца или кремния) значительно повышает его механическую прочность.

Сплавы, как правило, прочнее чистых металлов, хотя обычно обладают меньшей электро- и теплопроводностью. Прочность – важнейший критерий, по которому оценивают многие конструкционные материалы. Поэтому сплавы используются для машиностроения. Синергетический эффект легирующих элементов и термической обработки позволяет получить огромное разнообразие микроструктур и свойств.

• Углерод. Углерод является неметаллическим элементом, который является важным легирующим элементом во всех материалах на основе черных металлов. Углерод всегда присутствует в металлических сплавах, т. е. во всех марках нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов. Углерод является очень сильным аустенитизатором и повышает прочность стали. Фактически, это основной упрочняющий элемент, необходимый для образования цементита, Fe3C, перлита, сфероидита и железоуглеродистого мартенсита. Добавление небольшого количества неметаллического углерода к железу меняет его большую пластичность на большую прочность. Если он сочетается с хромом в качестве отдельного компонента (карбид хрома), он может отрицательно сказаться на коррозионной стойкости, удаляя часть хрома из твердого раствора в сплаве и, как следствие, уменьшая количество доступного хрома для обеспечения устойчивость к коррозии.
• Хром. Хром повышает твердость, прочность и коррозионную стойкость. Упрочняющий эффект образования стабильных карбидов металлов на границах зерен и сильное повышение коррозионной стойкости сделали хром важным легирующим материалом для стали. Стойкость этих металлических сплавов к химическому воздействию коррозионно-активных веществ основана на пассивации. Чтобы пассивация происходила и оставалась стабильной, сплав Fe-Cr должен иметь минимальное содержание хрома около 11 % по весу, выше которого пассивность может проявиться, а ниже невозможна. Хром может использоваться в качестве упрочняющего элемента и часто используется с упрочняющим элементом, таким как никель, для получения превосходных механических свойств. При более высоких температурах хром способствует повышению прочности. Быстрорежущие инструментальные стали содержат от 3 до 5% хрома. Он обычно используется для приложений такого рода в сочетании с молибденом.
• Никель. Никель является одним из наиболее распространенных легирующих элементов. Около 65% производства никеля используется для производства нержавеющей стали. Поскольку никель не образует карбидных соединений в стали, он остается в растворе в феррите, тем самым упрочняя и повышая ударную вязкость ферритной фазы. Никелевые стали легко подвергаются термической обработке, поскольку никель снижает критическую скорость охлаждения. Сплавы на основе никеля (например, сплавы Fe-Cr-Ni(Mo)) обладают превосходной пластичностью и ударной вязкостью даже при высоких уровнях прочности, и эти свойства сохраняются до низких температур. Никель также уменьшает тепловое расширение для лучшей стабильности размеров. Никель является базовым элементом для суперсплавов, которые представляют собой группу никелевых, железо-никелевых и кобальтовых сплавов, используемых в реактивных двигателях. Эти металлы обладают превосходной стойкостью к термической деформации ползучести и сохраняют свою жесткость, прочность, ударную вязкость и стабильность размеров при температурах, намного более высоких, чем другие аэрокосмические конструкционные материалы.
• Молибден. Молибден, содержащийся в небольших количествах в нержавеющих сталях, увеличивает прокаливаемость и прочность, особенно при высоких температурах. Высокая температура плавления молибдена делает его важным для придания прочности стали и другим металлическим сплавам при высоких температурах. Молибден уникален тем, что он увеличивает прочность стали на растяжение при высоких температурах и сопротивление ползучести. Он замедляет превращение аустенита в перлит гораздо больше, чем превращение аустенита в бейнит; таким образом, бейнит может быть получен непрерывным охлаждением молибденсодержащих сталей.
• Ванадий. Ванадий обычно добавляют в сталь для предотвращения роста зерна во время термической обработки. Контролируя рост зерна, он улучшает как прочность, так и ударную вязкость закаленных и отпущенных сталей.
• Вольфрам. Вольфрам производит стабильные карбиды и уменьшает размер зерна, чтобы увеличить твердость, особенно при высоких температурах. Вольфрам широко используется в быстрорежущих инструментальных сталях и был предложен в качестве замены молибдена в ферритных сталях с пониженной активацией для ядерных применений.

Низколегированные стали

Низколегированные стали представляют собой категорию черных металлов, которые демонстрируют механические свойства, превосходящие обычные углеродистые стали, в результате добавления таких легирующих элементов, как никель, хром и молибден, марганец и кремний. Роль легирующих элементов заключается в повышении прокаливаемости с целью оптимизации механических свойств и ударной вязкости после термической обработки. Однако в некоторых случаях добавки к сплаву используются для уменьшения ухудшения состояния окружающей среды при определенных условиях эксплуатации. Низколегированные стали можно разделить на четыре основные группы:

• низкоуглеродистые стали, подвергнутые закалке и отпуску (QT)
• стали среднеуглеродистые сверхвысокопрочные
• подшипниковые стали
• стали жаростойкие хромомолибденовые

Типы легированной стали

Существует несколько подкатегорий легированной стали. К ним относятся:

• Низколегированная сталь
• Высокопрочная низколегированная (HSLA) сталь
• Высоколегированная сталь
• Нержавеющая сталь
• Микролегированная сталь
• Усовершенствованная высокопрочная сталь (AHSS)
• Мартенсетно-стареющая сталь
• Инструментальная сталь

Низколегированные стали обычно содержат менее 8 мас.% нежелезных элементов, тогда как высоколегированные стали содержат более 8 мас.% нежелезных элементов [2]. Оба обычно имеют превосходные механические свойства по сравнению с углеродистыми сталями

Свойства легированной стали

Легированные стали могут содержать самые разные элементы, каждый из которых может улучшать различные свойства материала, такие как механическая термическая и коррозионная стойкость. Элементы, добавляемые в небольших количествах, менее примерно 5 мас.%, имеют тенденцию улучшать механические свойства, например повышать прокаливаемость и прочность, тогда как более крупные добавки до 20 мас. % повышают коррозионную стойкость и стабильность при высоких или низких температурах.

Влияние добавления различных элементов в сталь, наряду с типичными количествами в весовых долях, обобщено в таблице ниже.

Элемент	Символ	вес. %	Функция
Алюминий	Ал	0,95–1,30	Легирующий элемент в азотируемых сталях
Висмут	Би	–	Улучшает обрабатываемость
Бор	Б	0,001–0,003	Улучшает прокаливаемость
Хром	Кр	0,5–2,0	Улучшает прокаливаемость
		4–18	Коррозионная стойкость
Медь	Медь	0,1–0,4	Коррозионная стойкость
Свинец	Пб	–	Улучшает обрабатываемость
Марганец	Мн	0,25–0,40	Предотвращает ломкость в сочетании с серой
		>1	Повышает прокаливаемость
Молибден	Пн	0,2–0,5	Подавляет рост зерна
Никель	Ni	2–5 12–20	Повышает ударную вязкость Повышает коррозионную стойкость
Кремний	Си	0,2–0,7	Повышает прочность и прокаливаемость
		2	Повышает предел текучести (пружинная сталь)
		Более высокий %	Повышает магнитные свойства
Сера	С	0,08–0,15	Улучшает обрабатываемость (свойства легкообрабатываемой стали)
Титан	Ти	–	Снижает мартенситную твердость хромистых сталей
Вольфрам	Вт	–	Увеличивает твердость при высоких температурах
Ванадий	В	0,15	Повышает прочность при сохранении пластичности, способствует мелкозернистой структуре

Различия между легированной и углеродистой сталью

Производство стали является одной из крупнейших отраслей промышленности в мире и производится путем комбинирования железа с другими металлами и неметаллическими элементами. Целью этой комбинации для производства стали является получение различных химических свойств для конкретных применений. При выборе материала для обработки стали с ЧПУ следует учитывать различные свойства легированной стали по сравнению с углеродистой сталью для выбора подходящего материала. Легированная сталь и углеродистая сталь — это два типа стали. Понимание различий между легированной и углеродистой сталью дает нам возможность использовать их соответствующим образом в нашей отрасли, чтобы получить от них выгоду.

Выбор стали для изготовления деталей и компонентов, обработанных на станках с ЧПУ, является большой проблемой. В этой статье мы обсудим различия между сплавом и углеродистой сталью, а также их типы, области применения, легирующие элементы и свойства. Это поможет вам выбрать лучшую сталь для вашего проекта и получить лучшие детали и продукты.

Что такое легированная сталь?

Легированная сталь  смешана с рядом легирующих элементов, таких как кремний, хром, молибден, бор, ванадий, никель, алюминий и т. д. Эти легирующие элементы повышают прочность, ударную вязкость, твердость и износостойкость сплава. сталь. Некоторые из легирующих элементов и их влияние показаны ниже.

• Кобальт:  Улучшает твердость, повышает износостойкость и прочность.
• Марганец: Повышает твердость поверхности при ударах и ударах, повышает устойчивость к деформации
• Хром: Повышает прочность и износостойкость, а также повышает твердость.
• Молибден: Повышает термостойкость и ударопрочность, повышает прочность.
• Никель: Повышает прочность и ударную вязкость, а также повышает коррозионную стойкость.
• Ванадий:  Повышает прочность, повышает устойчивость к износу и коррозии, повышает ударную вязкость
• Вольфрам:  Повышает прочность и ударную вязкость, повышает коррозионную стойкость
• Хром-ванад ium: Значительно повышенная прочность на растяжение, что делает сплав твердым, но легко поддающимся обработке. согнуть и разрезать.

Типы легированной стали

Легированная сталь представляет собой сочетание стали с рядом элементов для получения уникальных характеристик и свойств. Он бывает двух типов в зависимости от веса элементов, используемых для формирования легированной стали, который колеблется от 1% до 50%. В текущем будут упомянуты две группы легированных сталей.

• Высоколегированная сталь: Содержит высокий процент легирующих элементов. Наиболее распространенным типом высоколегированной стали является нержавеющая сталь , которая содержит до 12% хрома. Хром образует тонкий оксидный слой снаружи стали, известный как скрытый слой. Большое количество хрома обеспечивает длительную защиту от эрозии. Этот тип сплава немного дороже, чем низколегированная сталь. Таким образом, он в основном используется в автомобилях и промышленном оборудовании.

• Низколегированная сталь: Имеет более низкий процент легирующих элементов в диапазоне от 1 до 5 процентов. Эта сталь имеет различную прочность и применение в зависимости от используемого сплава. Кроме того, фланцы большого диаметра используют этот тип сплава для получения определенных механических свойств. Следовательно, низколегированная сталь полезна для множества проектов в огромном количестве отраслей, таких как производство выпускных отверстий для шипов и поковка бесшовных катаных колец.

Применение легированной стали

Легированная сталь используется в ряде отраслей промышленности и позволяет производить сотни продуктов. Их чрезвычайная прочность, твердость, ударная вязкость и обрабатываемость делают их наиболее требовательным материалом для многих отраслей промышленности. Следовательно, легированная сталь идеально подходит для конструкционных компонентов, автомобильной, горнодобывающей, машиностроительной, железнодорожной и многих других отраслей промышленности.

• Строительная промышленность
• Аэрокосмическая промышленность
• Горнодобывающая промышленность

Совет: Вы можете прочитать нашу подробную статью о применении стали.

Что такое углеродистая сталь?

Углеродистая сталь является распространенным типом стали. Чтобы определить углеродистую сталь простыми словами, это сплав железа и углерода. Как следует из названия, углеродистая сталь имеет более высокое содержание углерода, более низкую температуру плавления и большую долговечность по сравнению с нержавеющей сталью. Углеродистая сталь является наиболее важной группой технических сплавов, и на их долю приходится большинство применений стали в зависимости от процессов.

Типы углеродистой стали

Типы углеродистой стали упорядочены и классифицированы по содержанию углерода. Затем давайте посмотрим на некоторые типы углеродистой стали и их характеристики, которые делают их желательными для конкретных применений.

• Низкоуглеродистая сталь : Это наиболее распространенная и широко используемая форма углеродистой стали. Он содержит менее 0,25% углерода. Низкоуглеродистая сталь, как правило, слабее и мягче, а также легко сваривается и пластична, что делает ее пригодной для механической обработки и сварки по низкой цене.

• Среднеуглеродистая сталь : При содержании углерода от 0,25% до 0,6% и марганца от 0,6% до 1,65% механические свойства этих металлов могут быть улучшены путем термической обработки. Среднеуглеродистая сталь прочнее, но менее пластична и жестка, чем низкоуглеродистая сталь.

• Высокоуглеродистая сталь : Этот тип углеродистой стали является самым твердым и прочным, с высокой износостойкостью, низкой пластичностью и всегда подвергается закалке и отпуску. Кроме того, их диапазон содержания углерода и марганца составляет 0,6–1,25 % и 0,3–0,9 %.% соответственно.

Области применения углеродистой стали

Благодаря высокой универсальности углеродистая сталь имеет множество применений и используется в самых разных отраслях промышленности, особенно в нефтехимической и нефтегазовой отраслях. Мы собрали некоторые области применения углеродистой стали в различных отраслях, чтобы разработать ее широкое применение на современном рынке, например:

• Судостроение
• Трубы и сосуды под давлением
• Строительство

Если вам нужна дополнительная информация о применении стали, см. эту статью. Вы также можете начать свой проект, нажав кнопку ниже прямо сейчас.

Попробуйте RapidDirect прямо сейчас!

Вся информация и загрузки защищены и конфиденциальны.

В чем разница между легированной сталью и углеродистой сталью?

Оба типа стали, внешне похожие друг на друга, имеют различные химические свойства. Однако эти свойства делают их уникальными и дают промышленности основания использовать их и получать от них выгоду. Мы собрали некоторые различия между легированной и углеродистой сталью, чтобы дать вам лучшее представление об обоих типах стали.

Области применения

Легированная сталь используется в различных отраслях промышленности для изготовления балок, конструкционных профилей, деталей самолетов, гребных винтов для судов, стержней, рельсов, стержней, винтов, болтов, гвоздей и проволоки. С другой стороны, углеродистая сталь также популярна во многих отраслях обрабатывающей промышленности для производства компонентов автомобильных кузовов, пищевых банок, колес, коленчатых валов, зубчатых колес, деталей машин, труб, режущих инструментов, пружин, штампов, конструкций и компонентов мостов.

Состав

Легированная сталь содержит высокий процент легирующих элементов, кроме железа и углерода. Принимая во внимание, что углеродистый сплав имеет высокое содержание углерода и низкий процент других элементов.

Коррозионная стойкость

Легированная сталь обладает хорошей коррозионной стойкостью по сравнению с углеродистой сталью. Легирующие элементы в легированной стали делают ее более устойчивой к коррозии, а также улучшают ее обрабатываемость.

Твердость

Высокое содержание углерода в углеродистой стали делает ее более твердой. Сплав менее твердый по сравнению с углеродистой сталью.

Прочность

Углеродистая сталь хороша с точки зрения прочности. Легированная сталь также имеет высокую прочность, но меньше, чем углеродистая сталь.

Прочность

Высокое содержание углерода в углеродистой стали делает ее более прочной. Наоборот, легированная сталь с другими легирующими элементами, кроме углерода, менее прочная.

Ковкость

Несколько легирующих элементов в легированной стали снижают пластичность легированной стали. Однако углеродистый элемент в углеродистой стали увеличивает ее ковкость.

Свариваемость

Углеродистая сталь обладает высокой свариваемостью по сравнению с легированной сталью. Это связано с уменьшением количества легирующих элементов (кроме углерода) в железе. Сварить сталь будет сложнее, если она содержит такие элементы, как бор, магний и кремний.

Пластичность

Способность стали деформироваться без разрушения. Это зависит от легирующих элементов, присутствующих в стали. Большее количество углеродных элементов снижает пластичность стали. Сплав более пластичен, чем углеродистая сталь.

Стоимость

Легированная сталь очень дорогая сталь по сравнению с углеродистой сталью. Цена на углеродистую сталь варьируется и зависит от содержания углерода. Чем выше содержание углерода, тем выше цена.

Вот краткая таблица, показывающая различия между легированной и углеродистой сталью:

	Легированная сталь	9 0037 Углеродистая сталь
Коррозионная стойкость	Хорошая	Плохая
Твердость	Низкая	Высокая
Прочность	Низкая	Высокая
Прочность	Низкая	Высокая
Пластичность	Низкая	Высокая
Свариваемость	Низкая	Высокая
Пластичность 9003 8	Высокий	Низкий
Стоимость	Дорогой	Недорогой

900 37 С

onclusion

В этой статье мы обсудили различия между легированной и углеродистой сталью, чтобы дать вам представление об этих широко используемых терминах в производственной и механической промышленности. Благодаря превосходным механическим свойствам легированной и углеродистой стали они будут продолжать играть решающую и доминирующую роль в будущем. Способность к формованию, экономичность и возможность вторичной переработки этих сталей оказывают значительное влияние на промышленное использование. Если вы ищете партнера по обработке стали с ЧПУ с безупречными возможностями обработки, не ищите дальше.

RapidDirect — ведущий поставщик услуг по созданию прототипов и изготовлению нестандартных деталей, на которого вы можете положиться. Наше первоклассное современное технологическое оборудование произвело прототипы и детали для ряда наших ценных клиентов по всему миру. Мы гордимся нашей командой инженеров, которая имеет большой опыт прототипирования и производства. Кроме того, у нас есть строгая система контроля качества, чтобы гарантировать, что вы получите лучшие детали и прототипы с высочайшим качеством. Предоставление продуктов в соответствии со спецификациями и ожиданиями наших клиентов является первостепенным приоритетом RapidDirect. Свяжитесь с нами, чтобы получить услуги по производству прототипов прямо сейчас.

Часто задаваемые вопросы  О Легированная сталь или углеродистая сталь Что лучше: легированная сталь или углеродистая сталь?

Выбор материала полностью зависит от требований проекта или продукта. В целом легированная сталь обладает исключительными качествами по сравнению с углеродистой сталью, но одной из ее основных проблем является отсутствие коррозионной стойкости. Легированная сталь подходит для конструкционных элементов.

Что прочнее: легированная сталь или углеродистая сталь?

Прочность на растяжение низкоуглеродистой стали составляет примерно 450 МПа, а прочность на растяжение высокоуглеродистой стали составляет 965 МПа. Легированная сталь имеет более высокую прочность на растяжение по сравнению с углеродистой сталью. Прочность на растяжение легированной стали находится в пределах 758 – 1882 МПа.