Легированная сталь состав: Легированная сталь – классификация, маркировка, свойства, применение

Содержание

Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка

Array
(
    [TAGS] => 
    [~TAGS] => 
    [ID] => 103993
    [~ID] => 103993
    [NAME] => Что такое легированная сталь - состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка
    [~NAME] => Что такое легированная сталь - состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка
    [IBLOCK_ID] => 1
    [~IBLOCK_ID] => 1
    [IBLOCK_SECTION_ID] => 115
    [~IBLOCK_SECTION_ID] => 115
    [DETAIL_TEXT] => 

Пожалуй, нет в мире такого человека, который бы не слышал про самый распространенный сплав железа на земле – сталь. Помимо того, что материал имеет немало разновидностей, он используется в производстве практически любых железных конструкций и предметов. Причем отдельного внимания заслуживает легированные сплавы, которые обладают особыми свойствами. В современной промышленности сложно найти какую-либо отрасль, где не используется легированная сталь. Что такое и чем данная разновидность отличается от всех остальных?

Что это за материал?

Обычная сталь – это соединение железа углерода и ряда примесей. Под определением "легированная сталь" (ЛС) подразумевается особый сплав, который получен путем внедрения некоторого количества химических элементов. Это делается с целью получения необходимых физических и химических свойств металла.

Как правило, добавляются такие элементы периодической таблицы Менделеева, без которых сложно обойтись в зависимости от конкретной ситуации: Никель – Н (Ni). Медь – М (Cu). Ниобий – Б (Nb). Хром – Х (Cr). Марганец – Г (Mn). Кремний – С (Si). Ванадий – Ф (V). Вольфрам – В (W). Молибден – М (Mo). Титан – Т (Ti). Алюминий – А (Al). Цирконий – Ц (Zr). Кобальт – К (Co). Но помимо них находят применение молибден с алюминием. При этом каждый из этих элементов добавляется с определенной целью. И их количество напрямую влияет на получение необходимых качеств. Теперь уже становится немного понятно, что такое легированная сталь.

Добавки

Некоторые из них, повышая какие-то определенные свойства материала, занижают другие качества. К примеру, при помощи марганца можно существенно повысить прочность и твердость металла наряду с улучшением режущих качеств. В то же время это приводит к увеличению зерна, что снижает стойкость к ударным нагрузкам. Добавление хрома, наоборот, может повысить эти качества и одновременно с этим увеличить жаропрочность. Благодаря никелю сплав становится более упругим, а если его количество преобладает, то металл приобретает высокие показатели коррозийной стойкости и жаропрочности. Нержавеющая сталь, о которой знает каждый, это как раз сплав из последних двух металлов либо материал с содержанием хрома 27 %. Каждого, кто знает, что собой представляет легированная сталь, что такое легирование - понимает не до конца. Так вот, суть его как раз заключается в добавлении этих элементов. Но вернемся к нашим «примесям» – молибден с одной стороны повышает твердость, но с другой - приводит к уменьшению хрупкости. За счет вольфрама можно повысить не только твердость, но и прочность, а вместе с этим и режущие качества металла. К тому же при нагреве до высокой температуры (600-650 °С) эти свойства не теряются (красностойкость).

Кремний позволяет увеличить упругость материала, а также стойкость к воздействию кислот. Добавление ванадия способствует увеличению пластических свойств за счет уменьшения зерна. Титан позволяет получить более прочный материал.

Примеси

Теперь точно понятно, что такое легированная сталь. Но вместе с этим следует знать о наличии некоторых примесей, которые, вне зависимости от марки стали, в ней всегда присутствуют. В большинстве случаев это неметаллы: Углерод. Сера. Фосфор. Кислород и Азот. Водород. Углерод больше всего оказывает влияние на свойства стали. Если его содержится не более 1,2 %, то материал отличается высокой твердостью и прочностью. Также увеличивается предел текучести. Превышение этой нормы приводит к снижению прочности и пластичности. Большое содержание серы тоже не на пользу. Более 0,65 % – снижается ударная вязкость, коррозионная стойкость, пластичность. Но, помимо этого, существенно снижается свариваемость стали. С фосфором надо быть предельно внимательным, поскольку его превышение, даже незначительно, отрицательно сказывается на металле. Снижается вязкость и пластичность, в то же время хрупкость и текучесть возрастают. Все это может отразиться на обработке легированных сталей.

Превышение кислорода и азота приводит к излишней хрупкости материала, а также понижают его вязкость. Высокое содержание водорода тоже наделяет металл хрупкостью, что нежелательно.

Разновидности ЛС

В зависимости от количества легирующих добавок сталь может разделяться на три вида:

  • Низколегированная сталь – содержит не более 2,5 % добавок.
  • Среднелегированная сталь – количество легирующих элементов варьируется от 2,5 до 10 %.
  • Высоколегированная сталь – здесь речь идет о большем содержании 10 % и выше.

При этом учитывается именно суммарное количество легирующих добавок. Чтобы получить определенные качества, легированные стали проходят процесс нормализации. Это когда материал нагревается до температуры 900 °C, а после этого он охлаждается на воздухе. Исходя из этого, «маркировка» легированных сталей может выглядеть так:

  • Перлитная – содержание легирующих добавок у таких сталей колеблется от 5 % до 7 %. Получаются следующие структуры: перлит, сорбит, тростит.
  • Мартенситная – здесь легирующих элементов больше 7-15 %, углерода при этом не более 0,55 %.
  • Аустенитная – помимо содержания легирующих элементов (более 15 %), здесь присутствует никель (8 %) и марганец (13 %). Содержание же углерода здесь не более 0,2 %.
  • Ферритная – у такой структуры углерода также содержится не больше 0,2 %. В то время как хрома здесь 17-30 %, кремния 2,5 % (не менее). Такие стали можно отнести к малоуглеродистым.
  • Карбидная (ледебуритная) – это уже высокоуглеродистые марки (0,7 % С). В основном содержат вольфрам, ванадий, молибден и хром.

Получение разной марки легированной стали, точнее ее структуры, зависит не только от скорости охлаждения металла на воздухе, но и от количества легирующих добавок и углерода.

Особенности маркировки ЛС

В начале статьи в списке легирующих элементов возле каждого из них стоят буквы, что не случайно. Именно ими производится маркировка подобных металлов, но помимо них присутствуют еще цифры. Пример приведен ниже.

Все это делается согласно ГОСТу 4543-71. Буквенно-цифровое обозначение принято неслучайно, ведь все легированные стали имеют широкий ассортимент. А в таком многообразии несложно запутаться, и поэтому возникла необходимость в систематизации. При этом каждая буква кириллицы (идет первой) в обозначении указывает на присутствие того или иного элемента, а цифра (как правило, после буквы) — содержание в процентах. При этом, если речь идет о количестве менее 0,99 %, то число обычно не ставится. Иногда в сплав могут быть добавлены и редкоземельные металлы, такие как иттрий, лантан и ряд прочих. В этом случае в обозначении стали легированной по ГОСТу указывается лишь одна буква – Ч. В маркировке стали есть и другие особенности:
  • Первые две цифры всегда указывают на процентное содержание углерода, который буквенно никогда не обозначается.
  • Если это быстрорежущая сталь, то содержание вольфрама указывается в целых долях процента. Хрома в таких сплавах обычно 4 %.
  • Для шарикоподшипниковой стали после букв ШХ следует обозначение содержание хрома в десятых долях процента.
  • Присутствие двух литер «А» указывает на особо чистую легированную сталь.

Возьмем для примера две маркировки:

1. 03Х13АГ19 – ЛС содержит 0,03 % углерода, 13 % хрома, 1 % азота и 19 % марганца.

2. 18ХГТ – у этой стали углерода 0,18 %, а хрома, титана и марганца по 1 %.

Помимо этого, в самом начале какой-либо маркировки легированных сталей может стоять буква, которая указывает на материал специального назначения:

  • Электротехническая – Э.
  • Быстрорежущая – Р.
  • Шарикоподшипниковая – Ш.
  • Автоматная – А.

Легированные стали еще могут принадлежать категории высококачественных или особенно высококачественных металлов.

В этом случае в конце маркировки будет стоять литера «А» либо «Ш» соответственно.

Преимущества

Все легированные стали обладают рядом ценных преимуществ, среди которых стоит выделить: повышенную стойкость к деформациям пластинчатого характера; высокую твердость; стойкость к хладоломкости и вязкости; технологические качества на высоком уровне. Помимо этого, такая сталь не склона к короблению или появлению прочих дефектов в ходе процесса закалки.

Недостатки

При всех очевидных достоинствах, которыми обладают легированные инструментальные стали либо прочие, недостатки тоже присутствуют:

  • Для них характерна дендритная ликвация, но, к счастью, этого можно избежать проведением диффузионного отжига.
  • Высоколегированные марки могут содержать остаточный аустенит, из-за чего снижается сопротивляемость к усталости и твердости материала.
  • Не исключается появление флокенов – так называемых трещин в структуре стали. Данного дефекта можно избежать путем замедления охлаждения металла, а также снижения содержания водорода в ходе выплавки.

В зависимости от разновидности термической обработки позволяют избежать появления большинства дефектов. В результате чего сталь приобретает необходимые, порой уникальные качества.

Производство ЛС

Процесс производства легированных инструментальных сталей или иных проходит в несколько этапов с использованием электродуговых печей:

  • Железная руда очищается.
  • Плавление металла.
  • Добавление легирующих элементов.

В процессе очистки железная руда избавляется от нежелательных примесей, таких как сера и фосфор. Все это происходит в плавильной печи открытого типа. Также используется технология внепечной обработки стали. Другой технологический необходимый процесс – это вакуумная плавка, в результате которого удаляется мышьяк и ряд примесей цветных металлов.

Для плавки металла уже используется электродуговая печь, для чего в ней сырье разогревается до высокой температуры 400-600 °C. Здесь железо начинает превращаться в чугун, для которого характерна неустойчивая кристаллическая решетка. Но посредством стабилизации из него получается какая-нибудь марка легированной стали. Делается это следующим образом. В рабочую камеру поступает кислород, при сгорании которого атмосфера камеры снабжается углеродом. Он начинает смешиваться с железом, что и ведет к образованию стали. Потом уже в сырье начинают добавлять различные добавки в зависимости от необходимых свойств металла. Кристаллическая решетка становится более плотной, и в результате получается легированная продукция.

Термообработка ЛС

На выплавке производство ЛС не заканчивается. После этого необходимо ее закалить. Выплавленные образцы проходят процедуру закаливания при температуре 1100 °C. После нее нужен отпуск углеродистых и легированных сталей, причем делается он постепенно, во избежание появления трещин. Этот процесс необходим для всех закаленных деталей. Его главная задача заключается в снятии внутренних напряжений. При этом снижается твердость, а пластичность увеличивается. Для отпуска могут использоваться разные средства:

  • Ванны: масляные; селитровые; с расплавленной щелочью.
  • Печь с принудительной воздушной циркуляцией.

Что касается температуры отпуска, то она зависит от марки ЛС и необходимой твердости материала. К примеру, для HRC 59-60 это 150-200 °C. Для быстрорежущих ЛС нужен температурный режим чуть больше – 540-580 °C. Это еще называется как вторичное отвердение, поскольку твердость детали возрастает.

Как правило, после процесса отпуска сталь охлаждается на открытом воздухе. Но хромоникелевые изделия исключение – для них нужна ванна с водой или маслом. Если охлаждение затянется, это приведет к излишней хрупкости металла.

Область применения

Что касается назначения легированных сталей, то это практически любая сфера человеческой жизнедеятельности. Инструментальный металл идет на производство резцов, фрез, штампов, измерительных устройств, шестерен, пружин, подвесок, растяжек и многого другого. Нержавеющая ЛС идеальна для изготовления посуды, корпусов бытовой техники.

Сварка ЛС

Процесс сварки ЛС в полной мере зависит от химического состава металла. Причем в отличие от легирующих элементов больше всего оказывает влияние углерод. В то же время сами добавки по-разному воздействуют на сварку. К примеру, наличие хрома и марганца в большей степени приводит к образованию трещин, нежели никель. А вот титан на этот процесс действует вполне благоприятным образом. Из-за большого количества серы, фосфора и растворенных газов свариваемость стали в разы ухудшается. Поэтому их содержание не должно быть более 0,020-0,055 %, что никоим образом не отразится на сварке легированных сталей.

Источник:  syl.ru

[~DETAIL_TEXT] =>

Пожалуй, нет в мире такого человека, который бы не слышал про самый распространенный сплав железа на земле – сталь. Помимо того, что материал имеет немало разновидностей, он используется в производстве практически любых железных конструкций и предметов. Причем отдельного внимания заслуживает легированные сплавы, которые обладают особыми свойствами. В современной промышленности сложно найти какую-либо отрасль, где не используется легированная сталь. Что такое и чем данная разновидность отличается от всех остальных?

Что это за материал?

Обычная сталь – это соединение железа углерода и ряда примесей. Под определением «легированная сталь» (ЛС) подразумевается особый сплав, который получен путем внедрения некоторого количества химических элементов. Это делается с целью получения необходимых физических и химических свойств металла.

Как правило, добавляются такие элементы периодической таблицы Менделеева, без которых сложно обойтись в зависимости от конкретной ситуации: Никель – Н (Ni). Медь – М (Cu). Ниобий – Б (Nb). Хром – Х (Cr). Марганец – Г (Mn). Кремний – С (Si). Ванадий – Ф (V). Вольфрам – В (W). Молибден – М (Mo). Титан – Т (Ti). Алюминий – А (Al). Цирконий – Ц (Zr). Кобальт – К (Co). Но помимо них находят применение молибден с алюминием. При этом каждый из этих элементов добавляется с определенной целью. И их количество напрямую влияет на получение необходимых качеств. Теперь уже становится немного понятно, что такое легированная сталь.

Добавки

Некоторые из них, повышая какие-то определенные свойства материала, занижают другие качества. К примеру, при помощи марганца можно существенно повысить прочность и твердость металла наряду с улучшением режущих качеств. В то же время это приводит к увеличению зерна, что снижает стойкость к ударным нагрузкам. Добавление хрома, наоборот, может повысить эти качества и одновременно с этим увеличить жаропрочность. Благодаря никелю сплав становится более упругим, а если его количество преобладает, то металл приобретает высокие показатели коррозийной стойкости и жаропрочности. Нержавеющая сталь, о которой знает каждый, это как раз сплав из последних двух металлов либо материал с содержанием хрома 27 %. Каждого, кто знает, что собой представляет легированная сталь, что такое легирование — понимает не до конца. Так вот, суть его как раз заключается в добавлении этих элементов. Но вернемся к нашим «примесям» – молибден с одной стороны повышает твердость, но с другой — приводит к уменьшению хрупкости. За счет вольфрама можно повысить не только твердость, но и прочность, а вместе с этим и режущие качества металла. К тому же при нагреве до высокой температуры (600-650 °С) эти свойства не теряются (красностойкость).

Кремний позволяет увеличить упругость материала, а также стойкость к воздействию кислот. Добавление ванадия способствует увеличению пластических свойств за счет уменьшения зерна. Титан позволяет получить более прочный материал.

Примеси

Теперь точно понятно, что такое легированная сталь. Но вместе с этим следует знать о наличии некоторых примесей, которые, вне зависимости от марки стали, в ней всегда присутствуют. В большинстве случаев это неметаллы: Углерод. Сера. Фосфор. Кислород и Азот. Водород. Углерод больше всего оказывает влияние на свойства стали. Если его содержится не более 1,2 %, то материал отличается высокой твердостью и прочностью. Также увеличивается предел текучести. Превышение этой нормы приводит к снижению прочности и пластичности. Большое содержание серы тоже не на пользу. Более 0,65 % – снижается ударная вязкость, коррозионная стойкость, пластичность. Но, помимо этого, существенно снижается свариваемость стали. С фосфором надо быть предельно внимательным, поскольку его превышение, даже незначительно, отрицательно сказывается на металле. Снижается вязкость и пластичность, в то же время хрупкость и текучесть возрастают. Все это может отразиться на обработке легированных сталей.

Превышение кислорода и азота приводит к излишней хрупкости материала, а также понижают его вязкость. Высокое содержание водорода тоже наделяет металл хрупкостью, что нежелательно.

Разновидности ЛС

В зависимости от количества легирующих добавок сталь может разделяться на три вида:

  • Низколегированная сталь – содержит не более 2,5 % добавок.
  • Среднелегированная сталь – количество легирующих элементов варьируется от 2,5 до 10 %.
  • Высоколегированная сталь – здесь речь идет о большем содержании 10 % и выше.

При этом учитывается именно суммарное количество легирующих добавок. Чтобы получить определенные качества, легированные стали проходят процесс нормализации. Это когда материал нагревается до температуры 900 °C, а после этого он охлаждается на воздухе. Исходя из этого, «маркировка» легированных сталей может выглядеть так:

  • Перлитная – содержание легирующих добавок у таких сталей колеблется от 5 % до 7 %. Получаются следующие структуры: перлит, сорбит, тростит.
  • Мартенситная – здесь легирующих элементов больше 7-15 %, углерода при этом не более 0,55 %.
  • Аустенитная – помимо содержания легирующих элементов (более 15 %), здесь присутствует никель (8 %) и марганец (13 %). Содержание же углерода здесь не более 0,2 %.
  • Ферритная – у такой структуры углерода также содержится не больше 0,2 %. В то время как хрома здесь 17-30 %, кремния 2,5 % (не менее). Такие стали можно отнести к малоуглеродистым.
  • Карбидная (ледебуритная) – это уже высокоуглеродистые марки (0,7 % С). В основном содержат вольфрам, ванадий, молибден и хром.

Получение разной марки легированной стали, точнее ее структуры, зависит не только от скорости охлаждения металла на воздухе, но и от количества легирующих добавок и углерода.

Особенности маркировки ЛС

В начале статьи в списке легирующих элементов возле каждого из них стоят буквы, что не случайно. Именно ими производится маркировка подобных металлов, но помимо них присутствуют еще цифры. Пример приведен ниже.

Все это делается согласно ГОСТу 4543-71. Буквенно-цифровое обозначение принято неслучайно, ведь все легированные стали имеют широкий ассортимент. А в таком многообразии несложно запутаться, и поэтому возникла необходимость в систематизации. При этом каждая буква кириллицы (идет первой) в обозначении указывает на присутствие того или иного элемента, а цифра (как правило, после буквы) — содержание в процентах. При этом, если речь идет о количестве менее 0,99 %, то число обычно не ставится. Иногда в сплав могут быть добавлены и редкоземельные металлы, такие как иттрий, лантан и ряд прочих. В этом случае в обозначении стали легированной по ГОСТу указывается лишь одна буква – Ч. В маркировке стали есть и другие особенности:
  • Первые две цифры всегда указывают на процентное содержание углерода, который буквенно никогда не обозначается.
  • Если это быстрорежущая сталь, то содержание вольфрама указывается в целых долях процента. Хрома в таких сплавах обычно 4 %.
  • Для шарикоподшипниковой стали после букв ШХ следует обозначение содержание хрома в десятых долях процента.
  • Присутствие двух литер «А» указывает на особо чистую легированную сталь.

Возьмем для примера две маркировки:

1. 03Х13АГ19 – ЛС содержит 0,03 % углерода, 13 % хрома, 1 % азота и 19 % марганца.

2. 18ХГТ – у этой стали углерода 0,18 %, а хрома, титана и марганца по 1 %.

Помимо этого, в самом начале какой-либо маркировки легированных сталей может стоять буква, которая указывает на материал специального назначения:

  • Электротехническая – Э.
  • Быстрорежущая – Р.
  • Шарикоподшипниковая – Ш.
  • Автоматная – А.

Легированные стали еще могут принадлежать категории высококачественных или особенно высококачественных металлов.

В этом случае в конце маркировки будет стоять литера «А» либо «Ш» соответственно.

Преимущества

Все легированные стали обладают рядом ценных преимуществ, среди которых стоит выделить: повышенную стойкость к деформациям пластинчатого характера; высокую твердость; стойкость к хладоломкости и вязкости; технологические качества на высоком уровне. Помимо этого, такая сталь не склона к короблению или появлению прочих дефектов в ходе процесса закалки.

Недостатки

При всех очевидных достоинствах, которыми обладают легированные инструментальные стали либо прочие, недостатки тоже присутствуют:

  • Для них характерна дендритная ликвация, но, к счастью, этого можно избежать проведением диффузионного отжига.
  • Высоколегированные марки могут содержать остаточный аустенит, из-за чего снижается сопротивляемость к усталости и твердости материала.
  • Не исключается появление флокенов – так называемых трещин в структуре стали. Данного дефекта можно избежать путем замедления охлаждения металла, а также снижения содержания водорода в ходе выплавки.

В зависимости от разновидности термической обработки позволяют избежать появления большинства дефектов. В результате чего сталь приобретает необходимые, порой уникальные качества.

Производство ЛС

Процесс производства легированных инструментальных сталей или иных проходит в несколько этапов с использованием электродуговых печей:

  • Железная руда очищается.
  • Плавление металла.
  • Добавление легирующих элементов.

В процессе очистки железная руда избавляется от нежелательных примесей, таких как сера и фосфор. Все это происходит в плавильной печи открытого типа. Также используется технология внепечной обработки стали. Другой технологический необходимый процесс – это вакуумная плавка, в результате которого удаляется мышьяк и ряд примесей цветных металлов.

Для плавки металла уже используется электродуговая печь, для чего в ней сырье разогревается до высокой температуры 400-600 °C. Здесь железо начинает превращаться в чугун, для которого характерна неустойчивая кристаллическая решетка. Но посредством стабилизации из него получается какая-нибудь марка легированной стали. Делается это следующим образом. В рабочую камеру поступает кислород, при сгорании которого атмосфера камеры снабжается углеродом. Он начинает смешиваться с железом, что и ведет к образованию стали. Потом уже в сырье начинают добавлять различные добавки в зависимости от необходимых свойств металла. Кристаллическая решетка становится более плотной, и в результате получается легированная продукция.

Термообработка ЛС

На выплавке производство ЛС не заканчивается. После этого необходимо ее закалить. Выплавленные образцы проходят процедуру закаливания при температуре 1100 °C. После нее нужен отпуск углеродистых и легированных сталей, причем делается он постепенно, во избежание появления трещин. Этот процесс необходим для всех закаленных деталей. Его главная задача заключается в снятии внутренних напряжений. При этом снижается твердость, а пластичность увеличивается. Для отпуска могут использоваться разные средства:

  • Ванны: масляные; селитровые; с расплавленной щелочью.
  • Печь с принудительной воздушной циркуляцией.

Что касается температуры отпуска, то она зависит от марки ЛС и необходимой твердости материала. К примеру, для HRC 59-60 это 150-200 °C. Для быстрорежущих ЛС нужен температурный режим чуть больше – 540-580 °C. Это еще называется как вторичное отвердение, поскольку твердость детали возрастает.

Как правило, после процесса отпуска сталь охлаждается на открытом воздухе. Но хромоникелевые изделия исключение – для них нужна ванна с водой или маслом. Если охлаждение затянется, это приведет к излишней хрупкости металла.

Область применения

Что касается назначения легированных сталей, то это практически любая сфера человеческой жизнедеятельности. Инструментальный металл идет на производство резцов, фрез, штампов, измерительных устройств, шестерен, пружин, подвесок, растяжек и многого другого. Нержавеющая ЛС идеальна для изготовления посуды, корпусов бытовой техники.

Сварка ЛС

Процесс сварки ЛС в полной мере зависит от химического состава металла. Причем в отличие от легирующих элементов больше всего оказывает влияние углерод. В то же время сами добавки по-разному воздействуют на сварку. К примеру, наличие хрома и марганца в большей степени приводит к образованию трещин, нежели никель. А вот титан на этот процесс действует вполне благоприятным образом. Из-за большого количества серы, фосфора и растворенных газов свариваемость стали в разы ухудшается. Поэтому их содержание не должно быть более 0,020-0,055 %, что никоим образом не отразится на сварке легированных сталей.

Источник:  syl.ru

[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => В современной промышленности сложно найти какую-либо отрасль, где не используется легированная сталь. Что такое и чем данная разновидность отличается от всех остальных? [~PREVIEW_TEXT] => В современной промышленности сложно найти какую-либо отрасль, где не используется легированная сталь. Что такое и чем данная разновидность отличается от всех остальных? [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [DETAIL_PICTURE] => [~DETAIL_PICTURE] => [TIMESTAMP_X] => 23.09.2019 13:57:50 [~TIMESTAMP_X] => 23.09.2019 13:57:50 [ACTIVE_FROM] => 23.09.2019 [~ACTIVE_FROM] => 23.09.2019 [LIST_PAGE_URL] => /news/ [~LIST_PAGE_URL] => /news/ [DETAIL_PAGE_URL] => /news/115/103993/ [~DETAIL_PAGE_URL] => /news/115/103993/ [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [CODE] => chto_takoe_legirovannaya_stal_sostav_svoystva_marki_gost_naznachenie_obrabotka [~CODE] => chto_takoe_legirovannaya_stal_sostav_svoystva_marki_gost_naznachenie_obrabotka [EXTERNAL_ID] => 103993 [~EXTERNAL_ID] => 103993 [IBLOCK_TYPE_ID] => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news [IBLOCK_CODE] => news [~IBLOCK_CODE] => news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => clothes_news_s1 [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => clothes_news_s1 [LID] => s1 [~LID] => s1 [NAV_RESULT] => [DISPLAY_ACTIVE_FROM] => 23.09.2019 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( [SECTION_META_TITLE] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [SECTION_META_KEYWORDS] => что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, гост, назначение, обработка [SECTION_META_DESCRIPTION] => В современной промышленности сложно найти какую-либо отрасль, где не используется легированная сталь. Что такое и чем данная разновидность отличается от всех остальных? [SECTION_PAGE_TITLE] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [ELEMENT_META_TITLE] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [ELEMENT_META_KEYWORDS] => что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, гост, назначение, обработка [ELEMENT_META_DESCRIPTION] => В современной промышленности сложно найти какую-либо отрасль, где не используется легированная сталь. Что такое и чем данная разновидность отличается от всех остальных? [ELEMENT_PAGE_TITLE] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [SECTION_PICTURE_FILE_ALT] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [SECTION_PICTURE_FILE_TITLE] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [SECTION_DETAIL_PICTURE_FILE_ALT] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [SECTION_DETAIL_PICTURE_FILE_TITLE] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [ELEMENT_PREVIEW_PICTURE_FILE_ALT] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [ELEMENT_PREVIEW_PICTURE_FILE_TITLE] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [ELEMENT_DETAIL_PICTURE_FILE_ALT] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка [ELEMENT_DETAIL_PICTURE_FILE_TITLE] => Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка ) [FIELDS] => Array ( [TAGS] => ) [DISPLAY_PROPERTIES] => Array ( ) [IBLOCK] => Array ( [ID] => 1 [~ID] => 1 [TIMESTAMP_X] => 15.02.2016 17:09:48 [~TIMESTAMP_X] => 15.02.2016 17:09:48 [IBLOCK_TYPE_ID] => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news [LID] => s1 [~LID] => s1 [CODE] => news [~CODE] => news [NAME] => Пресс-центр [~NAME] => Пресс-центр [ACTIVE] => Y [~ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [LIST_PAGE_URL] => /news/ [~LIST_PAGE_URL] => /news/ [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/news/#SECTION_ID#/#ELEMENT_ID#/ [~DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/news/#SECTION_ID#/#ELEMENT_ID#/ [SECTION_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/news/#SECTION_ID#/ [~SECTION_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/news/#SECTION_ID#/ [PICTURE] => [~PICTURE] => [DESCRIPTION] => [~DESCRIPTION] => [DESCRIPTION_TYPE] => text [~DESCRIPTION_TYPE] => text [RSS_TTL] => 24 [~RSS_TTL] => 24 [RSS_ACTIVE] => Y [~RSS_ACTIVE] => Y [RSS_FILE_ACTIVE] => N [~RSS_FILE_ACTIVE] => N [RSS_FILE_LIMIT] => 0 [~RSS_FILE_LIMIT] => 0 [RSS_FILE_DAYS] => 0 [~RSS_FILE_DAYS] => 0 [RSS_YANDEX_ACTIVE] => N [~RSS_YANDEX_ACTIVE] => N [XML_ID] => clothes_news_s1 [~XML_ID] => clothes_news_s1 [TMP_ID] => bdc319b578d4e21260366365054decb9 [~TMP_ID] => bdc319b578d4e21260366365054decb9 [INDEX_ELEMENT] => Y [~INDEX_ELEMENT] => Y [INDEX_SECTION] => Y [~INDEX_SECTION] => Y [WORKFLOW] => N [~WORKFLOW] => N [BIZPROC] => N [~BIZPROC] => N [SECTION_CHOOSER] => L [~SECTION_CHOOSER] => L [LIST_MODE] => [~LIST_MODE] => [RIGHTS_MODE] => S [~RIGHTS_MODE] => S [SECTION_PROPERTY] => N [~SECTION_PROPERTY] => N [PROPERTY_INDEX] => N [~PROPERTY_INDEX] => N [VERSION] => 1 [~VERSION] => 1 [LAST_CONV_ELEMENT] => 0 [~LAST_CONV_ELEMENT] => 0 [SOCNET_GROUP_ID] => [~SOCNET_GROUP_ID] => [EDIT_FILE_BEFORE] => [~EDIT_FILE_BEFORE] => [EDIT_FILE_AFTER] => [~EDIT_FILE_AFTER] => [SECTIONS_NAME] => Разделы [~SECTIONS_NAME] => Разделы [SECTION_NAME] => Раздел [~SECTION_NAME] => Раздел [ELEMENTS_NAME] => Новости [~ELEMENTS_NAME] => Новости [ELEMENT_NAME] => Новость [~ELEMENT_NAME] => Новость [CANONICAL_PAGE_URL] => [~CANONICAL_PAGE_URL] => [EXTERNAL_ID] => clothes_news_s1 [~EXTERNAL_ID] => clothes_news_s1 [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [SERVER_NAME] => www.alfa-industry.ru [~SERVER_NAME] => www.alfa-industry.ru ) [SECTION] => Array ( [PATH] => Array ( [0] => Array ( [ID] => 115 [~ID] => 115 [TIMESTAMP_X] => 2015-11-25 18:37:33 [~TIMESTAMP_X] => 2015-11-25 18:37:33 [MODIFIED_BY] => 2 [~MODIFIED_BY] => 2 [DATE_CREATE] => 2015-09-29 20:10:16 [~DATE_CREATE] => 2015-09-29 20:10:16 [CREATED_BY] => 1 [~CREATED_BY] => 1 [IBLOCK_ID] => 1 [~IBLOCK_ID] => 1 [IBLOCK_SECTION_ID] => [~IBLOCK_SECTION_ID] => [ACTIVE] => Y [~ACTIVE] => Y [GLOBAL_ACTIVE] => Y [~GLOBAL_ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [NAME] => Технические статьи [~NAME] => Технические статьи [PICTURE] => [~PICTURE] => [LEFT_MARGIN] => 21 [~LEFT_MARGIN] => 21 [RIGHT_MARGIN] => 22 [~RIGHT_MARGIN] => 22 [DEPTH_LEVEL] => 1 [~DEPTH_LEVEL] => 1 [DESCRIPTION] => [~DESCRIPTION] => [DESCRIPTION_TYPE] => text [~DESCRIPTION_TYPE] => text [SEARCHABLE_CONTENT] => ТЕХНИЧЕСКИЕ СТАТЬИ [~SEARCHABLE_CONTENT] => ТЕХНИЧЕСКИЕ СТАТЬИ [CODE] => [~CODE] => [XML_ID] => 115 [~XML_ID] => 115 [TMP_ID] => [~TMP_ID] => [DETAIL_PICTURE] => [~DETAIL_PICTURE] => [SOCNET_GROUP_ID] => [~SOCNET_GROUP_ID] => [LIST_PAGE_URL] => /news/ [~LIST_PAGE_URL] => /news/ [SECTION_PAGE_URL] => /news/115/ [~SECTION_PAGE_URL] => /news/115/ [IBLOCK_TYPE_ID] => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news [IBLOCK_CODE] => news [~IBLOCK_CODE] => news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => clothes_news_s1 [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => clothes_news_s1 [EXTERNAL_ID] => 115 [~EXTERNAL_ID] => 115 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( [SECTION_META_TITLE] => Технические статьи [SECTION_META_KEYWORDS] => технические статьи [SECTION_META_DESCRIPTION] => [SECTION_PAGE_TITLE] => Технические статьи [ELEMENT_META_TITLE] => Технические статьи [ELEMENT_META_KEYWORDS] => технические статьи [ELEMENT_META_DESCRIPTION] => [ELEMENT_PAGE_TITLE] => Технические статьи [SECTION_PICTURE_FILE_ALT] => Технические статьи [SECTION_PICTURE_FILE_TITLE] => Технические статьи [SECTION_DETAIL_PICTURE_FILE_ALT] => Технические статьи [SECTION_DETAIL_PICTURE_FILE_TITLE] => Технические статьи [ELEMENT_PREVIEW_PICTURE_FILE_ALT] => Технические статьи [ELEMENT_PREVIEW_PICTURE_FILE_TITLE] => Технические статьи [ELEMENT_DETAIL_PICTURE_FILE_ALT] => Технические статьи [ELEMENT_DETAIL_PICTURE_FILE_TITLE] => Технические статьи ) ) ) ) [SECTION_URL] => /news/115/ ) Что такое легированная сталь — состав, свойства, марки, ГОСТ, назначение, обработка

23.09.2019

Пожалуй, нет в мире такого человека, который бы не слышал про самый распространенный сплав железа на земле – сталь. Помимо того, что материал имеет немало разновидностей, он используется в производстве практически любых железных конструкций и предметов. Причем отдельного внимания заслуживает легированные сплавы, которые обладают особыми свойствами. В современной промышленности сложно найти какую-либо отрасль, где не используется легированная сталь. Что такое и чем данная разновидность отличается от всех остальных?

Что это за материал?

Обычная сталь – это соединение железа углерода и ряда примесей. Под определением «легированная сталь» (ЛС) подразумевается особый сплав, который получен путем внедрения некоторого количества химических элементов. Это делается с целью получения необходимых физических и химических свойств металла.

Как правило, добавляются такие элементы периодической таблицы Менделеева, без которых сложно обойтись в зависимости от конкретной ситуации: Никель – Н (Ni). Медь – М (Cu). Ниобий – Б (Nb). Хром – Х (Cr). Марганец – Г (Mn). Кремний – С (Si). Ванадий – Ф (V). Вольфрам – В (W). Молибден – М (Mo). Титан – Т (Ti). Алюминий – А (Al). Цирконий – Ц (Zr). Кобальт – К (Co). Но помимо них находят применение молибден с алюминием. При этом каждый из этих элементов добавляется с определенной целью. И их количество напрямую влияет на получение необходимых качеств. Теперь уже становится немного понятно, что такое легированная сталь.

Добавки

Некоторые из них, повышая какие-то определенные свойства материала, занижают другие качества. К примеру, при помощи марганца можно существенно повысить прочность и твердость металла наряду с улучшением режущих качеств. В то же время это приводит к увеличению зерна, что снижает стойкость к ударным нагрузкам. Добавление хрома, наоборот, может повысить эти качества и одновременно с этим увеличить жаропрочность. Благодаря никелю сплав становится более упругим, а если его количество преобладает, то металл приобретает высокие показатели коррозийной стойкости и жаропрочности. Нержавеющая сталь, о которой знает каждый, это как раз сплав из последних двух металлов либо материал с содержанием хрома 27 %. Каждого, кто знает, что собой представляет легированная сталь, что такое легирование — понимает не до конца. Так вот, суть его как раз заключается в добавлении этих элементов. Но вернемся к нашим «примесям» – молибден с одной стороны повышает твердость, но с другой — приводит к уменьшению хрупкости. За счет вольфрама можно повысить не только твердость, но и прочность, а вместе с этим и режущие качества металла. К тому же при нагреве до высокой температуры (600-650 °С) эти свойства не теряются (красностойкость).

Кремний позволяет увеличить упругость материала, а также стойкость к воздействию кислот. Добавление ванадия способствует увеличению пластических свойств за счет уменьшения зерна. Титан позволяет получить более прочный материал.

Примеси

Теперь точно понятно, что такое легированная сталь. Но вместе с этим следует знать о наличии некоторых примесей, которые, вне зависимости от марки стали, в ней всегда присутствуют. В большинстве случаев это неметаллы: Углерод. Сера. Фосфор. Кислород и Азот. Водород. Углерод больше всего оказывает влияние на свойства стали. Если его содержится не более 1,2 %, то материал отличается высокой твердостью и прочностью. Также увеличивается предел текучести. Превышение этой нормы приводит к снижению прочности и пластичности. Большое содержание серы тоже не на пользу. Более 0,65 % – снижается ударная вязкость, коррозионная стойкость, пластичность. Но, помимо этого, существенно снижается свариваемость стали. С фосфором надо быть предельно внимательным, поскольку его превышение, даже незначительно, отрицательно сказывается на металле. Снижается вязкость и пластичность, в то же время хрупкость и текучесть возрастают. Все это может отразиться на обработке легированных сталей.

Превышение кислорода и азота приводит к излишней хрупкости материала, а также понижают его вязкость. Высокое содержание водорода тоже наделяет металл хрупкостью, что нежелательно.

Разновидности ЛС

В зависимости от количества легирующих добавок сталь может разделяться на три вида:

  • Низколегированная сталь – содержит не более 2,5 % добавок.
  • Среднелегированная сталь – количество легирующих элементов варьируется от 2,5 до 10 %.
  • Высоколегированная сталь – здесь речь идет о большем содержании 10 % и выше.

При этом учитывается именно суммарное количество легирующих добавок. Чтобы получить определенные качества, легированные стали проходят процесс нормализации. Это когда материал нагревается до температуры 900 °C, а после этого он охлаждается на воздухе. Исходя из этого, «маркировка» легированных сталей может выглядеть так:

  • Перлитная – содержание легирующих добавок у таких сталей колеблется от 5 % до 7 %. Получаются следующие структуры: перлит, сорбит, тростит.
  • Мартенситная – здесь легирующих элементов больше 7-15 %, углерода при этом не более 0,55 %.
  • Аустенитная – помимо содержания легирующих элементов (более 15 %), здесь присутствует никель (8 %) и марганец (13 %). Содержание же углерода здесь не более 0,2 %.
  • Ферритная – у такой структуры углерода также содержится не больше 0,2 %. В то время как хрома здесь 17-30 %, кремния 2,5 % (не менее). Такие стали можно отнести к малоуглеродистым.
  • Карбидная (ледебуритная) – это уже высокоуглеродистые марки (0,7 % С). В основном содержат вольфрам, ванадий, молибден и хром.

Получение разной марки легированной стали, точнее ее структуры, зависит не только от скорости охлаждения металла на воздухе, но и от количества легирующих добавок и углерода.

Особенности маркировки ЛС

В начале статьи в списке легирующих элементов возле каждого из них стоят буквы, что не случайно. Именно ими производится маркировка подобных металлов, но помимо них присутствуют еще цифры. Пример приведен ниже.

Все это делается согласно ГОСТу 4543-71. Буквенно-цифровое обозначение принято неслучайно, ведь все легированные стали имеют широкий ассортимент. А в таком многообразии несложно запутаться, и поэтому возникла необходимость в систематизации. При этом каждая буква кириллицы (идет первой) в обозначении указывает на присутствие того или иного элемента, а цифра (как правило, после буквы) — содержание в процентах. При этом, если речь идет о количестве менее 0,99 %, то число обычно не ставится. Иногда в сплав могут быть добавлены и редкоземельные металлы, такие как иттрий, лантан и ряд прочих. В этом случае в обозначении стали легированной по ГОСТу указывается лишь одна буква – Ч. В маркировке стали есть и другие особенности:
  • Первые две цифры всегда указывают на процентное содержание углерода, который буквенно никогда не обозначается.
  • Если это быстрорежущая сталь, то содержание вольфрама указывается в целых долях процента. Хрома в таких сплавах обычно 4 %.
  • Для шарикоподшипниковой стали после букв ШХ следует обозначение содержание хрома в десятых долях процента.
  • Присутствие двух литер «А» указывает на особо чистую легированную сталь.

Возьмем для примера две маркировки:

1. 03Х13АГ19 – ЛС содержит 0,03 % углерода, 13 % хрома, 1 % азота и 19 % марганца.

2. 18ХГТ – у этой стали углерода 0,18 %, а хрома, титана и марганца по 1 %.

Помимо этого, в самом начале какой-либо маркировки легированных сталей может стоять буква, которая указывает на материал специального назначения:

  • Электротехническая – Э.
  • Быстрорежущая – Р.
  • Шарикоподшипниковая – Ш.
  • Автоматная – А.

Легированные стали еще могут принадлежать категории высококачественных или особенно высококачественных металлов.

В этом случае в конце маркировки будет стоять литера «А» либо «Ш» соответственно.

Преимущества

Все легированные стали обладают рядом ценных преимуществ, среди которых стоит выделить: повышенную стойкость к деформациям пластинчатого характера; высокую твердость; стойкость к хладоломкости и вязкости; технологические качества на высоком уровне. Помимо этого, такая сталь не склона к короблению или появлению прочих дефектов в ходе процесса закалки.

Недостатки

При всех очевидных достоинствах, которыми обладают легированные инструментальные стали либо прочие, недостатки тоже присутствуют:

  • Для них характерна дендритная ликвация, но, к счастью, этого можно избежать проведением диффузионного отжига.
  • Высоколегированные марки могут содержать остаточный аустенит, из-за чего снижается сопротивляемость к усталости и твердости материала.
  • Не исключается появление флокенов – так называемых трещин в структуре стали. Данного дефекта можно избежать путем замедления охлаждения металла, а также снижения содержания водорода в ходе выплавки.

В зависимости от разновидности термической обработки позволяют избежать появления большинства дефектов. В результате чего сталь приобретает необходимые, порой уникальные качества.

Производство ЛС

Процесс производства легированных инструментальных сталей или иных проходит в несколько этапов с использованием электродуговых печей:

  • Железная руда очищается.
  • Плавление металла.
  • Добавление легирующих элементов.

В процессе очистки железная руда избавляется от нежелательных примесей, таких как сера и фосфор. Все это происходит в плавильной печи открытого типа. Также используется технология внепечной обработки стали. Другой технологический необходимый процесс – это вакуумная плавка, в результате которого удаляется мышьяк и ряд примесей цветных металлов.

Для плавки металла уже используется электродуговая печь, для чего в ней сырье разогревается до высокой температуры 400-600 °C. Здесь железо начинает превращаться в чугун, для которого характерна неустойчивая кристаллическая решетка. Но посредством стабилизации из него получается какая-нибудь марка легированной стали. Делается это следующим образом. В рабочую камеру поступает кислород, при сгорании которого атмосфера камеры снабжается углеродом. Он начинает смешиваться с железом, что и ведет к образованию стали. Потом уже в сырье начинают добавлять различные добавки в зависимости от необходимых свойств металла. Кристаллическая решетка становится более плотной, и в результате получается легированная продукция.

Термообработка ЛС

На выплавке производство ЛС не заканчивается. После этого необходимо ее закалить. Выплавленные образцы проходят процедуру закаливания при температуре 1100 °C. После нее нужен отпуск углеродистых и легированных сталей, причем делается он постепенно, во избежание появления трещин. Этот процесс необходим для всех закаленных деталей. Его главная задача заключается в снятии внутренних напряжений. При этом снижается твердость, а пластичность увеличивается. Для отпуска могут использоваться разные средства:

  • Ванны: масляные; селитровые; с расплавленной щелочью.
  • Печь с принудительной воздушной циркуляцией.

Что касается температуры отпуска, то она зависит от марки ЛС и необходимой твердости материала. К примеру, для HRC 59-60 это 150-200 °C. Для быстрорежущих ЛС нужен температурный режим чуть больше – 540-580 °C. Это еще называется как вторичное отвердение, поскольку твердость детали возрастает.

Как правило, после процесса отпуска сталь охлаждается на открытом воздухе. Но хромоникелевые изделия исключение – для них нужна ванна с водой или маслом. Если охлаждение затянется, это приведет к излишней хрупкости металла.

Область применения

Что касается назначения легированных сталей, то это практически любая сфера человеческой жизнедеятельности. Инструментальный металл идет на производство резцов, фрез, штампов, измерительных устройств, шестерен, пружин, подвесок, растяжек и многого другого. Нержавеющая ЛС идеальна для изготовления посуды, корпусов бытовой техники.

Сварка ЛС

Процесс сварки ЛС в полной мере зависит от химического состава металла. Причем в отличие от легирующих элементов больше всего оказывает влияние углерод. В то же время сами добавки по-разному воздействуют на сварку. К примеру, наличие хрома и марганца в большей степени приводит к образованию трещин, нежели никель. А вот титан на этот процесс действует вполне благоприятным образом. Из-за большого количества серы, фосфора и растворенных газов свариваемость стали в разы ухудшается. Поэтому их содержание не должно быть более 0,020-0,055 %, что никоим образом не отразится на сварке легированных сталей.

Источник:  syl.ru

Просмотров: 797


Легированная сталь

Легированная сталь — это сталь, включающая в себя разные легирующие элементы, придающие стали нужные механические и физические свойства.

Также эти элементы значительно повышают стойкость к коррозии, стойкость к хрупкости и повышают прочность.

Элементы легированной стали  можно вынести в такой список:

  • азот;
  • медь;
  • никель;
  • хром;
  • ванадий.

Это классические добавки, которые максимально применяются в производстве. Легированная сталь разделяют на три основных класса:

  • низколегированную;
  • высоколегированную;
  • среднелегированной.

Классификация легированных сталей производится из учета процентного содержания легируемых элементов. Каждый из этих типов стали получают металлургическим путем, однако в отдельных случаях может выполняться легирование только определенной поверхности, чтобы придать необходимые прочностные свойства изделиям и деталям. Легированная сталь приобретает свои свойства на различных этапах производства металла, по мере добавления легирующих элементов. Легированная сталь может включать в себя от одного до нескольких легируемых элементов, которые повышают конструкционную прочность сплава. Легированная сталь выпускают в нескольких основных типах:

  • инструментальную;
  • конструкционную;
  • сталь, имеющая особые химические и физические свойства.

Маркировка легируемых сталей

Маркировка легируемых сталей производится с помощью букв, которые показывают какой легирующий элемент содержится в сплаве, и цифрами, определяющими среднее содержание этого элемента в процентах. Цифры вначале названия марки указывают, сколько углерода содержит материал. Если указано две цифры — содержаться сотые доли процента, если одна — десятые. Маркировка легируемых сталей может иметь дополнительные обозначения. Например, присутствуют распространенные обозначения:

  • Р — быстрорежущая;
  • Ш – шарикоподшипниковая;
  • А — автоматная;
  • Л — полученная литьем;
  • Э — электротехническая.

На содержание азота указывает буква А, находящаяся в середине марки. Две буквы А (АА), показывают состав особо чистой стали и эти буквы стоят в конце. Сталь особо высокого качества в конце марки имеет букву Ш. Примеры маркировки легированных сталей:

18ХГТ означает:

  • 0,18% С;
  • 1% Cr;
  • 1% Mn;
  • 0,1% Ti.

Сталь 30ХГСА содержит:

  • 0,30% С;
  • 0,8-1,1% Cr;
  • 0,9-1,2% Mn;
  • 0,8-1,25% Si.

Назначение легируемых сталей

Назначение легируемых сталей очень разнообразно, так как, имея в своем составе соответствующие легируемые добавки, такая сталь способна выдерживать разного рода нагрузки, в отличие от обычной. Большинство показателей можно регулировать с помощью добавления нужных легирующих элементов. Основное назначение легируемых сталей — изготовление хирургических инструментов, ювелирного оборудования, различных металлоконструкций, строительной арматуры, промышленных машин, механизмов, испытывающих большие нагрузки при работе. Марки инструментального назначения легируемых сталей используют для изготовления деталей, которые работают под высоким давлением, также их применяют при изготовлении эталонных шестерен, роликов сложной формы, секций кузнечных штампов и т.д.. Другие марки применяют для деталей с повышенной износостойкостью, хорошей прочностью на изгиб, контактной нагрузке, при необходимой замечательной упругости.

Виды легированной стали

Виды легированной стали различают соответственно процентному содержанию легирующих элементов в сплаве. Так классифицируются:

  • низколегированные и содержат до 2,5% легирующих элементов;
  • среднелегированные, имеющие от 2,5 до 10% легируемых элементов;
  • высоколегированные имеют 10 — 50% таких элементов.

Виды легированной стали бывают разными. Классифицируются в зависимости от процентного соотношения высокоэффективных компонентов, допустим: циркония, ванадия, тантала, других химических элементов, например, углерода, а также структурной специфики:

  • ледебуритные – наличие первичных карбидов;
  • эвтектоидные – строение металла перлитное;
  • заэвтектоидные – присутствие вторичных карбидов;
  • доэвтектоидные – есть избыточный феррит.

По степени использования, назначения бывают стали: конструкционные, инструментальные, с особыми свойствами.

Виды легированной стали включают в себя также нержавеющие, имеющие великолепные свойства стойкости к химической и электрохимической коррозии. Специальные жаростойкие, имеющие хорошую стойкость химическому разрушению в газовой среде при температуре выше 500 С, но при этом они работают в слабо нагруженном состоянии или не нагруженном. Жаропрочные стали, которые работают при больших нагрузках в течение достаточного времени и при этом сохраняющие достаточную жаростойкость. Виды легированной стали конструкционной бывают:

  • качественной;
  • высококачественной;
  • очень высокого качества.

Химический состав — легированная сталь

Химический состав — легированная сталь

Cтраница 1


Химический состав легированных сталей является основой для их маркировки буквенно-цифровой системой. Буквами обозначают легирующие элементы. Если их более 1 %, то после буквы ставят число, которое обозначает процентное содержание его в стали. ГОСТ 4543 — 71 приняты следующие буквенные обозначения: X — хром, Н — никель, Г — марганец, С — кремний, Т — титан, В — вольфрам, М — молибден, Ф — ванадий, Ю — алюминий, Д — медь, К — кобальт, Р — бор. Если в конце названия марки стоит буква А, то это означает, что сталь высококачественная, содержащая наименьшее количество вредных примесей. Кроме того, высоколегированные стали обозначают буквами, которые ставят впереди, например: Ш — шарокоподшипниковая сталь, Е — магнитная, Э — электротехническая, Р — быстрорежущая.  [2]

Разнообразие химического состава легированных сталей, а также различие в структуре и свойствах не позволяют четко разграничить эти стали по двум-трем признакам.  [4]

В части норм химического состава легированных сталей марок 12МХ, 12Х1МФ, 25Х1МФ, 25Х2М1Ф, 18ХЗМВ, 20ХЗМВФ стандарт распространяется на слитки, заготовку, холоднотянутую сталь, лист, ленту; широкополосную сталь, трубы, проволоку, поковки и штамповки.  [5]

Одновременно указать марку и химический состав легированной стали для изготовления зубил сложной формы, объяснив, какие преимущества представляет в данном случае легированная сталь.  [6]

Применение спектрального анализа при определении химического состава легированных сталей, Заводск.  [7]

В табл. 2 — 48 приводится химический состав легированных сталей для отливок.  [8]

Классификация легированных сталей по химическому составу является одной из важных, так как химический состав легированной стали является основой ее маркировки по ГОСТу. Маркировка легированных сталей осуществляется так, что условное обозначение, выраженное буквами и цифрами, показывает примерный химический состав стали.  [9]

Химический состав легированной стали является основой для установления ее марок по ГОСТ. Классификация по химическому составу является самой важной для промышленности, которая выплавляет и применяет легированную сталь по маркам ГОСТ. Обозначение марок легированной стали производится по буквенно-цифровой системе. Легирующие элементы обозначают следующими буквами: X — хром, Г — марганец, Н — никель, Ф — ванадий, М — молибден, В-вольфрам, Ю — алюминий, С — кремний, Д — медь, П — фосфор, К — кобальт и Т — титан.  [10]

Страницы:      1

Легированная сталь

Легированные стали используют для изготовления тяжелонагруженных деталей ответственного назначения, так как они обладают значительно более высокими механическими характеристиками. При легировании у стали можно получать заданные свойства, в том числе отсутствующие у углеродистых сталей (например, коррозионную стойкость, жаропрочность).

Легированные стали обладают более глубокой прокаливаемостью деталей тех же размеров, чем из углеродистых сталей. Многие их марки прокаливаются насквозь даже при больших сечениях деталей. Чем больше в стали легирующих элементов (до определенной концентрации), тем выше ее прокаливаемость. Большинство легирующих элементов снижают температуру мартенситного превращения и улучшают качество остаточного аустенита в структуре.

В зависимости от суммарного содержания легирующих элементов стали делятся на низколегированные (содержание легирующих элементов до 2.5%), среднелегированные (от 2.5 до 10%) и высоколегированные (свыше 10%).

В легированных сталях Fe должно быть не менее 50%, при меньшем количестве Fe получаются сплавы с особыми свойствами. Стали считаются легированными, если они содержат Si более 0.8% и Mn более 1%.

По назначению легированные стали делятся на конструкционные, инструментальные, стали и сплавы с особыми свойствами.

В конструкционные легированные стали для улучшения их служебных свойств вводят такие химические элементы, как Cr, Ni, W, Mo, V, B и другие, а также Mn и Si в количествах, превышающих их обычное содержание в углеродистых сталях.

ГОСТом предусмотрены следующие буквенные обозначения легирующих элементов, входящих в состав сталей: Mn – Г, Si – С, Cr- Х, Ni — Н, Mo — М, W- В, V- Ф, Al — Ю, Ti — Т, B — Р, Cu — Д, Nb — Б. Эти буквы, сочетаясь с цифрами, указывают на состав легированной стали, например: 45Х, 12ХН3А, ХВ5, 9ХС. Цифры, стоящие перед буквами, указывают на содержание углерода в сотых долях процента, — если две цифры и в десятых долях процента, — если одна цифра. Отсутствие впереди букв цифр означает, что сталь содержит углерода 1% и больше. Цифры, стоящие за буквами, указывают на среднее содержание данного легирующего элемента в процентах. Отсутствие за буквой цифры означает, что данного элемента содержится до 1%. Стоящая в конце маркировки буква А свидетельствует о высококачественной стали, с пониженным содержанием S и P (менее0.02% каждого). Например, марка 12Х2Н4А обозначает, что это хромоникелевая высококачественная сталь с содержанием углерода 0.12%, Cr – 2%, Ni – 4%.

Из 90 стандартных марок конструкционных легированных сталей большинство являются среднеуглеродистыми (0.25-0.45% углерода). Используют их после улучшения свойств путем закалки и отпуска, поэтому называют улучшенными. Наиболее распространенные среди них являются стали: хромистые (30Х, 38Х, 40Х, 45Х, 50Х), марганцевые (30Г, 35Г, 40Г, 45Г, 35Г2, 40Г2), кремнистые (55С2, 60С2), хромоникелевые (30ХН3А, 40ХН, 45ХН), хромокремнистые (33ХС, 38ХС), хромомарганцевые (35ХГ2, 4ХГ), хромомарганцевокремнистые (30ХГС, 30ХГСА, 35ХГСА). Эти стали используются в производстве нагруженных и сильнонагруженных деталей машин.

Конструкционные легированные стали в сравнении с углеродистыми обладают более высокими вязкостно-прочностными свойствами. Это объясняется тем, что: 1) все они (кроме марганцевых сталей) имеют мелкозернистую структуру; 2) глубже прокаливаются; 3) закаливаются не в воде, а в масле (а некоторые на воздухе), благодаря чему у них образуется очень малые закалочные напряжения, и поэтому они имеют более высокие пластичность и вязкость; 4) при их отпуске требуется более высокая температура и время выдержки, чем для углеродистых сталей, вследствие чего в них полнее снимаются закалочные напряжения и вязкость оказывается выше.

Инструментальные легированные стали применяют для изготовления мерительного, режущего и ударно-штамповочного инструментов. Эти стали должны быть твердыми и износостойкими, сохранять геометрические размеры в течение длительного времени. Указанные свойства достигаются в результате относительно высокого содержания углерода (0.8-1.0%) и при наличии карбидообразующих элементов, главным образом Cr. Образующаяся у них после закалки и низкого отпуска структура обеспечивает высокие режущие свойства инструмента.

Наиболее часто для изготовления режущего инструмента используют следующие марки легированной инструментальной стали: Х (для резцов), 9ХС и ХВСГ (для сверл, разверток, метчиков, плашек, фрез). В маркировке этих сталей содержание углерода указывается в десятых долях процента. Отсутствие цифры указывает на содержание углерода в количестве около 1%. Отсутствие цифры после символов таких элементов, как Cr, Si, W, означает, что их содержание может достигать до 1.5%.

Высоколегированные инструментальные стали, содержащие до 1% углерода и до 25% W, Cr, V, способны сохранять высокую твердость и резать металл при разогреве режущей кромки инструмента до 580-650 ° С. Благодаря этим качеством они обеспечивают высокую скорость резания при точении, сверлении, фрезеровании и называются быстрорежущими сталями. Например, в стали марки Р18 — буквой Р обозначают быстрорежущую сталь.

Еще более высокой твердостью и режущей способностью обладают твердосплавные пластины, которыми оснащают режущий инструмент. Они превосходят быстрорежущую сталь по скорости резания и теплостойкости, которая достигает 900-1000° С . Пластины получают методом спекания при температуре 1500° С. Изготавливают их из порошков карбидов вольфрама, титана, тантала и кобальта; кобальт используют в качестве пластичной связки.

Коррозионностойкими ( нержавеющими) называют стали стойкие к действию химической и электрохимической коррозии, т.е. обладающие стойкостью к разрушающему воздействию атмосферных условий, речной и морской воды, растворов солей, кислот и щелочей. Основным легирующим элементом всех марок нержавеющих сталей является Cr. На металлическом изделии при содержании Cr не менее 12% образуется тонкая сплошная плотная пленка окисла хрома Cr2O3, которая и предохраняет сталь от коррозии. Стойкость к коррозии хромистых сталей повышается при введении в их состав Ni. Поэтому различают нержавеющие стали хромистые и хромоникелевые. Например, хромистые стали ОХ13, 12Х13, 40Х13 и хромоникелевые стали Х18Н10, ОХ18Н10, ООХ18Н10. В маркировке «О» указывает, что содержание углерода не должно превышать 0.08%, «ОО» — не более 0.04%. Стали марок Х17, ОХ17Т, Х28 используют для изготовления оборудования предприятий химической и пищевой промышленности. Хромоникелевые стали марок ОХ18Н10 и ОХ18Н9 применяют для изготовления деталей сваркой; они работают в особо агрессивной среде.

Для защиты металла от коррозии используют также оксидирование и фосфатирование, цинкование, хромирование, кадмирование и др.

Сплавы

Окружающие нас металлические предметы редко состоят из чистых металлов. Только алюминиевые кастрюли или медная проволока имеют чистоту около 99,9%. В большин­стве же других случаев люди имеют дело со сплавами. Сплавы — это системы, состоящие из двух или нескольких металлов, а также из металлов и неметаллов, обладающие свойствами, присущи металлическому состоянию. Так, различные виды железа и стали содержат наряду с металлическими добавками незначительные количества углерода, которые оказывают решающее влияние на механическое и тер­мическое поведение сплавов. Все сплавы имеют специальную маркировку, т.к. сплавы с одним названием (например, латунь) могут иметь разные массовые доли других металлов.

Для изготовления сплавов применяют различные металлы. Самое большое значение среди всех сплавов имеют стали раз­личных составов. Простые конструкционные стали состоят из железа относительно высокой чистоты с небольшими (0,07—0,5%) добавками углерода. Так, чугун, получаемый в доменной печи, содержит около 10% других металлов, из них примерно 3% составляет углерод, а остальные — кремний, марганец, сера и фосфор. А легированные стали получают, добавляя к железу кремний, медь, марганец, никель, хром, вольфрам, ванадий и молибден.

Никель наряду с хромом является важнейшим компонентом многих сплавов. Он придает сталям высокую химическую стойкость и механическую прочность. Так, известная нержа­веющая сталь содержит в среднем 18% хрома и 8% никеля. Для производства химической аппаратуры, сопел самолетов, космических ракет и спутников требуются сплавы, которые устойчивы при тем­пературах выше 1000 °С, то есть не разрушаются кислородом и горючими газами и обладают при этом прочностью лучших сталей. Этим условиям удовлетворяют сплавы с высоким содержанием никеля. Большую группу составляют медно-никелевые сплавы.

Сплав мельхиор содержит от 18 до 33% никеля (остальное медь). Он имеет красивый внешний вид. Из мельхио­ра изготавливают посуду и укра­шения, чеканят монеты («серебро»). Похожий на мельхиор сплав нейзильбер -содержит, кроме 15% ни­келя, до 20% цинка. Этот сплав используют для изготовления худо­жественных изделий, медицинского инструмента. Медно-никелевые спла­вы константан (40% никеля) и ман­ганин (сплав меди, никеля и мар­ганца) обладают очень высоким электрическим сопротивлением. Их используют в производстве элект­роизмерительных приборов. Харак­терная особенность всех медно-ни­келевых сплавов — их высокая стой­кость к процессам коррозии — они почти не подвергаются разрушению даже в морской воде. Латуни благодаря своим качествам нашли широкое применение в ма­шиностроении, химической промыш­ленности, в производстве бытовых товаров. Для придания латуням особых свойств в них часто добав­ляют алюминий, никель, кремний, марганец и другие металлы. Из латуней изготавливают тру­бы для радиаторов автомашин, тру­бопроводы, патронные гильзы, па­мятные медали, а также части технологических аппаратов для полу­чения различных веществ.

Для деталей машин используют сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и др. (а не чистую медь) из-за их большей прочности: 30-40 кгс/мм2 у сплавов и 25-29 кгс/мм2 у технически чистой меди.

Медные сплавы (кроме бериллиевой бронзы и некоторых алюминиевых бронз) не принимают термической обработки, и их механические свойства и износостойкость определяются химическим составом и его влиянием на структуру. Модуль упругости медных сплавов (900-12000 кгс/мм2 ниже, чем у стали).

Основное преимущество медных сплавов — низкий коэффициент трения (что делает особенно рациональным применением их в парах скольжения), сочетающийся для многих сплавов с высокой пластичностью и хорошей стойкостью против коррозии в ряде агрессивных сред и хорошей электропроводностью.

Марки обозначаются следующим образом.

Первые буквы в марке означают: Л — латунь и Бр. — бронза. Буквы, следующие за буквой Л в латуни или Бр. В бронзе, означают: А — алюминий, Б — бериллий, Ж — железо, К — кремний, Мц — марганец, Н — никель, О — олово, С — свинец, Ц — цинк, Ф. — фосфор. Цифры, помещенные после буквы, указывают среднее процентное содержание элементов. Порядок расположения цифр, принятый для латуней, отличается от порядка, принятого для бронз.

В марках латуни первые две цифры (после буквы) указывают на содержание основного компонента — меди. Остальные цифры, отделяемые друг от друга через тире, указывают среднее содержание легирующих элементов.

Эти цифры расположены в том же порядке, как и буквы, указывающие присутствие в сплаве того или иного элемента. Таким образом, содержание цинка в наименовании марки латуни не указывается и определяется по разности. Например, Л86 означает латунь с 68% Cu (в среднем) и не имеющую других легирующих элементов, кроме цинка; его содержание составляет (по разности) 32%. ЛАЖ 60-1-1 означает латунь с 60% Cu , легированную алюминием (А) в количестве 1% , с железом (Ж) в количестве 3% и марганцем (Мц) в количестве 1%. Содержание цинка (в среднем) определяется вычетом из 100% суммы процентов содержания меди, алюминия, железа и марганца.

В марках бронзы (как и в сталях) содержание основного компонента — меди — не указывается, а определяется по разности. Цифры после букв, отделяемые друг от друга через тире, указывают среднее содержание легирующих элементов; цифры расположенные в том же порядке, как и буквы, указывающие на легирование бронзы тем или иным компонентом. Например, Бр.ОЦ10-2 означает бронзу с содержанием олова (О) ~ 4% и цинка (Ц) ~ 3%.Содержание меди определяется по разности (из 100%). Бр.АЖНЮ-4-4 означает бронзу с 10% Al , 4% Fe и 4% Ni (и 82% Cu). Бр. КМц3-1 означает бронзу с 3% Si , и 1% Mn (и 96% Cu).

Легированная сталь что это значит

Легированные стали используют для изготовления тяжелонагруженных деталей ответственного назначения, так как они обладают значительно более высокими механическими характеристиками. При легировании у стали можно получать заданные свойства, в том числе отсутствующие у углеродистых сталей (например, коррозионную стойкость, жаропрочность).

Легированные стали обладают более глубокой прокаливаемостью деталей тех же размеров, чем из углеродистых сталей. Многие их марки прокаливаются насквозь даже при больших сечениях деталей. Чем больше в стали легирующих элементов (до определенной концентрации), тем выше ее прокаливаемость. Большинство легирующих элементов снижают температуру мартенситного превращения и улучшают качество остаточного аустенита в структуре.

В зависимости от суммарного содержания легирующих элементов стали делятся на низколегированные (содержание легирующих элементов до 2.5%), среднелегированные (от 2.5 до 10%) и высоколегированные (свыше 10%).

В легированных сталях Fe должно быть не менее 50%, при меньшем количестве Fe получаются сплавы с особыми свойствами. Стали считаются легированными, если они содержат Si более 0.8% и Mn более 1%.

По назначению легированные стали делятся на конструкционные, инструментальные, стали и сплавы с особыми свойствами.

В конструкционные легированные стали для улучшения их служебных свойств вводят такие химические элементы, как Cr, Ni, W, Mo, V, B и другие, а также Mn и Si в количествах, превышающих их обычное содержание в углеродистых сталях.

ГОСТом предусмотрены следующие буквенные обозначения легирующих элементов, входящих в состав сталей: Mn – Г, Si – С, Cr- Х, Ni – Н, Mo – М, W- В, V- Ф, Al – Ю, Ti – Т, B – Р, Cu – Д, Nb – Б. Эти буквы, сочетаясь с цифрами, указывают на состав легированной стали, например: 45Х, 12ХН3А, ХВ5, 9ХС. Цифры, стоящие перед буквами, указывают на содержание углерода в сотых долях процента, – если две цифры и в десятых долях процента, – если одна цифра. Отсутствие впереди букв цифр означает, что сталь содержит углерода 1% и больше. Цифры, стоящие за буквами, указывают на среднее содержание данного легирующего элемента в процентах. Отсутствие за буквой цифры означает, что данного элемента содержится до 1%. Стоящая в конце маркировки буква А свидетельствует о высококачественной стали, с пониженным содержанием S и P (менее0.02% каждого). Например, марка 12Х2Н4А обозначает, что это хромоникелевая высококачественная сталь с содержанием углерода 0.12%, Cr – 2%, Ni – 4%.

Из 90 стандартных марок конструкционных легированных сталей большинство являются среднеуглеродистыми (0.25-0.45% углерода). Используют их после улучшения свойств путем закалки и отпуска, поэтому называют улучшенными. Наиболее распространенные среди них являются стали: хромистые (30Х, 38Х, 40Х, 45Х, 50Х), марганцевые (30Г, 35Г, 40Г, 45Г, 35Г2, 40Г2), кремнистые (55С2, 60С2), хромоникелевые (30ХН3А, 40ХН, 45ХН), хромокремнистые (33ХС, 38ХС), хромомарганцевые (35ХГ2, 4ХГ), хромомарганцевокремнистые (30ХГС, 30ХГСА, 35ХГСА). Эти стали используются в производстве нагруженных и сильнонагруженных деталей машин.

Конструкционные легированные стали в сравнении с углеродистыми обладают более высокими вязкостно-прочностными свойствами. Это объясняется тем, что: 1) все они (кроме марганцевых сталей) имеют мелкозернистую структуру; 2) глубже прокаливаются; 3) закаливаются не в воде, а в масле (а некоторые на воздухе), благодаря чему у них образуется очень малые закалочные напряжения, и поэтому они имеют более высокие пластичность и вязкость; 4) при их отпуске требуется более высокая температура и время выдержки, чем для углеродистых сталей, вследствие чего в них полнее снимаются закалочные напряжения и вязкость оказывается выше.

Инструментальные легированные стали применяют для изготовления мерительного, режущего и ударно-штамповочного инструментов. Эти стали должны быть твердыми и износостойкими, сохранять геометрические размеры в течение длительного времени. Указанные свойства достигаются в результате относительно высокого содержания углерода (0.8-1.0%) и при наличии карбидообразующих элементов, главным образом Cr. Образующаяся у них после закалки и низкого отпуска структура обеспечивает высокие режущие свойства инструмента.

Наиболее часто для изготовления режущего инструмента используют следующие марки легированной инструментальной стали: Х (для резцов), 9ХС и ХВСГ (для сверл, разверток, метчиков, плашек, фрез). В маркировке этих сталей содержание углерода указывается в десятых долях процента. Отсутствие цифры указывает на содержание углерода в количестве около 1%. Отсутствие цифры после символов таких элементов, как Cr, Si, W, означает, что их содержание может достигать до 1.5%.

Высоколегированные инструментальные стали, содержащие до 1% углерода и до 25% W, Cr, V, способны сохранять высокую твердость и резать металл при разогреве режущей кромки инструмента до 580-650 ° С. Благодаря этим качеством они обеспечивают высокую скорость резания при точении, сверлении, фрезеровании и называются быстрорежущими сталями. Например, в стали марки Р18 – буквой Р обозначают быстрорежущую сталь.

Еще более высокой твердостью и режущей способностью обладают твердосплавные пластины, которыми оснащают режущий инструмент. Они превосходят быстрорежущую сталь по скорости резания и теплостойкости, которая достигает 900-1000° С . Пластины получают методом спекания при температуре 1500° С. Изготавливают их из порошков карбидов вольфрама, титана, тантала и кобальта; кобальт используют в качестве пластичной связки.

Коррозионностойкими ( нержавеющими) называют стали стойкие к действию химической и электрохимической коррозии, т.е. обладающие стойкостью к разрушающему воздействию атмосферных условий, речной и морской воды, растворов солей, кислот и щелочей. Основным легирующим элементом всех марок нержавеющих сталей является Cr. На металлическом изделии при содержании Cr не менее 12% образуется тонкая сплошная плотная пленка окисла хрома Cr2O3, которая и предохраняет сталь от коррозии. Стойкость к коррозии хромистых сталей повышается при введении в их состав Ni. Поэтому различают нержавеющие стали хромистые и хромоникелевые. Например, хромистые стали ОХ13, 12Х13, 40Х13 и хромоникелевые стали Х18Н10, ОХ18Н10, ООХ18Н10. В маркировке «О» указывает, что содержание углерода не должно превышать 0.08%, «ОО» – не более 0.04%. Стали марок Х17, ОХ17Т, Х28 используют для изготовления оборудования предприятий химической и пищевой промышленности. Хромоникелевые стали марок ОХ18Н10 и ОХ18Н9 применяют для изготовления деталей сваркой; они работают в особо агрессивной среде.

Для защиты металла от коррозии используют также оксидирование и фосфатирование, цинкование, хромирование, кадмирование и др.

Окружающие нас металлические предметы редко состоят из чистых металлов. Только алюминиевые кастрюли или медная проволока имеют чистоту около 99,9%. В большин­стве же других случаев люди имеют дело со сплавами. Сплавы – это системы, состоящие из двух или нескольких металлов, а также из металлов и неметаллов, обладающие свойствами, присущи металлическому состоянию. Так, различные виды железа и стали содержат наряду с металлическими добавками незначительные количества углерода, которые оказывают решающее влияние на механическое и тер­мическое поведение сплавов. Все сплавы имеют специальную маркировку, т.к. сплавы с одним названием (например, латунь) могут иметь разные массовые доли других металлов.

Для изготовления сплавов применяют различные металлы. Самое большое значение среди всех сплавов имеют стали раз­личных составов. Простые конструкционные стали состоят из железа относительно высокой чистоты с небольшими (0,07—0,5%) добавками углерода. Так, чугун, получаемый в доменной печи, содержит около 10% других металлов, из них примерно 3% составляет углерод, а остальные — кремний, марганец, сера и фосфор. А легированные стали получают, добавляя к железу кремний, медь, марганец, никель, хром, вольфрам, ванадий и молибден.

Никель наряду с хромом является важнейшим компонентом многих сплавов. Он придает сталям высокую химическую стойкость и механическую прочность. Так, известная нержа­веющая сталь содержит в среднем 18% хрома и 8% никеля. Для производства химической аппаратуры, сопел самолетов, космических ракет и спутников требуются сплавы, которые устойчивы при тем­пературах выше 1000 °С, то есть не разрушаются кислородом и горючими газами и обладают при этом прочностью лучших сталей. Этим условиям удовлетворяют сплавы с высоким содержанием никеля. Большую группу составляют медно-никелевые сплавы.

Сплав мельхиор содержит от 18 до 33% никеля (остальное медь). Он имеет красивый внешний вид. Из мельхио­ра изготавливают посуду и укра­шения, чеканят монеты («серебро»). Похожий на мельхиор сплав нейзильбер -содержит, кроме 15% ни­келя, до 20% цинка. Этот сплав используют для изготовления худо­жественных изделий, медицинского инструмента. Медно-никелевые спла­вы константан (40% никеля) и ман­ганин (сплав меди, никеля и мар­ганца) обладают очень высоким электрическим сопротивлением. Их используют в производстве элект­роизмерительных приборов. Харак­терная особенность всех медно-ни­келевых сплавов – их высокая стой­кость к процессам коррозии – они почти не подвергаются разрушению даже в морской воде. Латуни благодаря своим качествам нашли широкое применение в ма­шиностроении, химической промыш­ленности, в производстве бытовых товаров. Для придания латуням особых свойств в них часто добав­ляют алюминий, никель, кремний, марганец и другие металлы. Из латуней изготавливают тру­бы для радиаторов автомашин, тру­бопроводы, патронные гильзы, па­мятные медали, а также части технологических аппаратов для полу­чения различных веществ.

Для деталей машин используют сплавы меди с цинком, оловом, алюминием, кремнием и др. (а не чистую медь) из-за их большей прочности: 30-40 кгс/мм 2 у сплавов и 25-29 кгс/мм 2 у технически чистой меди.

Медные сплавы (кроме бериллиевой бронзы и некоторых алюминиевых бронз) не принимают термической обработки, и их механические свойства и износостойкость определяются химическим составом и его влиянием на структуру. Модуль упругости медных сплавов (900-12000 кгс/мм 2 ниже, чем у стали).

Основное преимущество медных сплавов – низкий коэффициент трения (что делает особенно рациональным применением их в парах скольжения), сочетающийся для многих сплавов с высокой пластичностью и хорошей стойкостью против коррозии в ряде агрессивных сред и хорошей электропроводностью.

Марки обозначаются следующим образом.

Первые буквы в марке означают: Л – латунь и Бр. – бронза. Буквы, следующие за буквой Л в латуни или Бр. В бронзе, означают: А – алюминий, Б – бериллий, Ж – железо, К – кремний, Мц – марганец, Н – никель, О – олово, С – свинец, Ц – цинк, Ф. – фосфор. Цифры, помещенные после буквы, указывают среднее процентное содержание элементов. Порядок расположения цифр, принятый для латуней, отличается от порядка, принятого для бронз.

В марках латуни первые две цифры (после буквы) указывают на содержание основного компонента – меди. Остальные цифры, отделяемые друг от друга через тире, указывают среднее содержание легирующих элементов.

Эти цифры расположены в том же порядке, как и буквы, указывающие присутствие в сплаве того или иного элемента. Таким образом, содержание цинка в наименовании марки латуни не указывается и определяется по разности. Например, Л86 означает латунь с 68% Cu (в среднем) и не имеющую других легирующих элементов, кроме цинка; его содержание составляет (по разности) 32%. ЛАЖ 60-1-1 означает латунь с 60% Cu , легированную алюминием (А) в количестве 1% , с железом (Ж) в количестве 3% и марганцем (Мц) в количестве 1%. Содержание цинка (в среднем) определяется вычетом из 100% суммы процентов содержания меди, алюминия, железа и марганца.

В марках бронзы (как и в сталях) содержание основного компонента – меди – не указывается, а определяется по разности. Цифры после букв, отделяемые друг от друга через тире, указывают среднее содержание легирующих элементов; цифры расположенные в том же порядке, как и буквы, указывающие на легирование бронзы тем или иным компонентом. Например, Бр.ОЦ10-2 означает бронзу с содержанием олова (О)

3%.Содержание меди определяется по разности (из 100%). Бр.АЖНЮ-4-4 означает бронзу с 10% Al , 4% Fe и 4% Ni (и 82% Cu). Бр. КМц3-1 означает бронзу с 3% Si , и 1% Mn (и 96% Cu).

Легированная сталь — сталь, которая кроме обычных примесей содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти элементы называются легирующими.

Легирующие добавки повышают прочность, коррозийную стойкость стали, снижают опасность хрупкого разрушения. В качестве легирующих добавок применяют хром, никель, медь, азот (в химически связанном состоянии), ванадий и др. Легированные стали делятся на низколегированные(содерж Lэ 10 %) и высоколегированные(Lэ>10%).

Легированные стали маркируются цифрами и буквами, указывающими примерный состав стали. Буква показывает, какой легирующий элемент входит в состав стали. Стоящие за буквой цифра обозначает среднее содержание элемента в процентах. Если элемента содержится менее 1 %, то цифры за буквой не ставятся. Первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, если цифра одна, то содержание углерода в десятых долях процента.

Дополнительные обозначения в начале марки:

содержание в шарикоподшипниковых сталях хрома в десятых долях процента(например ШХ4 — Cr 0,4 %)

в марке быстрорежущей стали, цифра после «Р» — содержание вольфрама в %, и во всех быстрорежущих сталях содержание хрома 4 %.

Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце — сталь высококачественная.

сталь 18ХГТ — 0,18 %, 1 Сr, 1 Мn, около 0,1 Тi;

сталь 38ХНЗМФА — 0,38 %, 1,2—1,5 Сr; 3 Ni, 0,3—0,4 Мо, 0,1—0,2 V;

сталь 30ХГСА — 0,30 %, 0,8—1,1 Сr, 0,9—1,2 Мn, 0,8—1,251 Si;

сталь 03Х13АГ19 — 0,03 %, 13 Сr, 0,2—0,3 N, 19 Мn.

6) Строительная сталь (определение и маркировка).Строительная сталь предназначается для изготовления строительных конструкций — мостов, газо- и нефтепроводов, ферм, котлов и т. д. Все строительные конструкции, как правило, являются сварными, и свариваемость — одно из основных свойств строительной стали.

Эта группа сталей содержит относительно малые количества углерода 0,1—0,25 %. Повышение прочности достигается легированием обычно дешевыми элементами — марганцем и кремнием.

Простые углеродистые строительные стали — Ст1, Ст2 и СтЗ, поставляются по ГОСТ 380—71. Наиболее широко применяется сталь марки СтЗ, которую для сварных конструкций следует поставлять по требованиям группы В, а для несварных конструкций — по группе А.

Из полученных тремя способами раскисления сталей (спокой полуспокойная и кипящая) более надежна сталь спокойная, имеющая более низкий порог хладноломкости.

Таким образом, следует применять для несвариваемых конструкций (или свариваемых неответственных конструкций) — кипящую сталь, для сварных расчетных конструкций — полуспокойную или спокойную сталь. Для ответственных конструкций, а также для сооружений, работающих в условиях низких температур, следует применять нормализованную или термически улучшенную сталь.

Низколегированные или строительные стали повышенной прочности – в отличие от конструкционных легированных сталей, строительные стали повышенной прочности у потребителей не подвергаются термической обработке, т. е. структура и служебные характеристики формируются при производстве сталей.

Строительные стали применяют главным образом в виде листов разной толщины, а также в виде сортового проката. Применение в строительных конструкциях более прочных низколегированных сталей вместо углеродистых дает возможность снизить расход металла на 15—25 %. Несмотря на несколько более высокую стоимость их использование экономически целесообразно.

7) Арматура.Арматура — совокупность соединенных между собой элементов, которые при совместной работе с бетоном в железобетонных сооружениях воспринимают растягивающие напряжения (хотя также могут использоваться для усиления бетона в сжатой зоне).

Элементы арматуры делятся на жёсткие (прокатные двутавры, швеллеры, уголки) и гибкие (отдельные стержни гладкого и периодического профиля, а также сварные или вязаные сетки и каркасы). Арматурные стержни могут быть стальными, стеклопластиковыми, древесного происхождения (бамбук) и др.

Арматура классифицируется по ряду признаков: по назначению, ориентации в конструкции, условиям применения, по виду материала из которого арматура изготавливается.

По назначению арматуру разделяют на:

– анкерную (закладные детали)

Классификация арматуры по ориентации:

– поперечная — арматура, которая препятствует образованию наклонных трещин от возникающих скалывающих напряжений вблизи опор и связывает бетон сжатой зоны с арматурой в растянутой зоне;

– продольная — арматура, которая воспринимает растягивающие напряжения и препятствует образованию вертикальных трещин в растянутой зоне конструкции.

8) Термическая и химико-термическая обработка стали.Термическая обработка придает стальным изделиям опреде ленные механические свойства: высокую твердость, повысив этим сопротивление износу, меньшую хрупкость для улучшения обработки или повышения ударной вязкости и т. д. Это достигается нагревом и последующим охлаждением стали по строго определенному температурному режиму. В результате в нужном направлении изменяется структура стали, которая и определяет ее механические свойства.

Различают следующие виды термической обработки стали: закалку, отпуск, отжиг и нормализацию, а также обработку холодом и химико-термическую обработку.

Закалка — термическая обработка стали путем ее нагрева до определенной температуры, некоторой выдержки при этой температуре до завершения фазовых превращений с быстрым последующим охлаждением в воде, масле и других жидкостях. При закалке увеличиваются твердость и прочность, но снижается ударная вязкость. Закаленная сталь обладает большой хрупкостью, что делает ее малопригодной для практического использования.

Отпуску подвергают сталь после закалки для уменьшения хрупкости и ослабления внутренних напряжений. Отпуск стали заключается в нагреве ее ниже температуры закалки с последующим постепенным охлаждением на воздухе. В зависимости от вида отпуска изделие нагревают от 150 до 550°С. С повышением температуры отпуска сильно изменяются механические свойства закаленной стали: предел прочности и твердость понижаются, а относительное удлинение и вязкость возрастают.

Отжиг уменьшает структурную неоднородность стали, придает мелкозернистую структуру, снижает напряжение, возникшее при обработке давлением (ковке, волочении) или литьем, а также улучшает обрабатываемость стали резанием.

Нормализация — это, по существу, процесс отжига. Стальное изделие нагревают до температуры несколько ниже температуры закалки, выдерживают сталь при этой температуре, а затем охлаждают на воздухе. В результате сталь получается более мелкозернистой, чем при отжиге, повышаются ее твердость, прочность, ударная вязкость по сравнению с отожженной сталью.

Обработка холодом способствует более равномерной струк туре и повышает твердость стали. Закаленная сталь с содержа нием углерода более 0,6% состоит из мартенсита с распределен ным в нем остаточным аустенитом, не успевшим перейти мартенсит при закалке. В результате структура стали оказывается недостаточно равномерной и несколько пониженной твердо сти, чем если бы она состояла только из мартенсита. Если же такую сталь подвергнуть после закалки обработке холодом, процесс превращения аустенита в мартенсит продолжается.

Химико-термическая обработка стали заключается в изменении химического состава поверхностного слоя стального изделия путем насыщения его каким-либо другим веществом (углеродом, азотом, цианом, хромом) с целью повышения твердости, износостойкости или коррозионной стойкости поверхности и сохранения при этом высоких механических качеств самого изделия. Видами химико-термической обработки стали являются цементация, азотирование, цианирование и хромирование.

Цементацию стали осуществляют насыщением углеродом поверхностного слоя стального изделия при температуре среды 880. 950°С, содержащей углерод.

Азотирование — насыщение азотом поверхностного слоя стального изделия при нагревании до 500. 700°С в атмосфере аммиака, при этом повышаются коррозионная стойкость, твердость, износоустойчивость и предел усталости стали. Азотированию подвергают легированные стали, содержащие в качестве легирующего вещества алюминий и прошедшие предварительную термическую и механическую обработку, кроме окончательного шлифования. Глубина азотированного слоя 0,01. 1,0 мм.

Хромирование — насыщение поверхностного слоя хромом. Повышение коррозионной стойкости стали при действии пресной и морской воды, азотной кислоты, окислительной среды при высокой температуре (окалиностойкость) достигается хромированием. Твердость хромированного слоя низколегированной стали составляет НВ 250. 300, а высокоуглеродистой — НВ 1200. 1300.

9) Цветные металлы и сплавы.Сплавы цветных металлов применяют для изготовления деталей, работающих в условиях агрессивной среды, подвергающихся трению, требующих большой теплопроводности, электропроводности и уменьшенной массы.

Медь— металл красноватого цвета, отличающийся высокой теплопроводностью и стойкостью против атмосферной коррозии. Прочность невысокая: ав = 180. . 240 МПа при высокой пластичности б>50%.

Латунь — сплав меди с цинком (10. 40 %), хорошо поддается холодной прокатке, штамповке, вытягиванию 7 — щелочная. Таким образом, для

затворения может допускаться вода, дающая слабокислую либо слабощелочную реакцию.

Вредными примесями в воде считаются органические вещества, растворимые соли, в особенности содержащие ионы SC>42H О , а также взвешенные частицы глины, пыли, песка, почвы.

Органические вещества, в особенности содержащие сахар и фенолы, замедляют нормальное протекание процесса гидратации цемента и тем самым снижают прочность бетона. При большом содержании сахара схватывание бетонной смеси может вообще отодвинуться на неопределенное время. Поэтому в воде затворения количество сахаров или фенолов должно быть не более 10 мг/л каждого.

Недопустимы в воде примеси нефтепродуктов, масел, жиров. Эти вещества могут осаждаться на поверхности цементных частиц, замедляя их гидратацию. Если же они адсорбируются на зернах заполнителей, то препятствуют образованию прочного контакта с цементным камнем и тем самым снижают прочность бетона. Чтобы довести прочность бетона до проектной, в этом случае потребуется увеличить расход цемента, что вызовет необоснованное удорожание бетона. Проще и дешевле употреблять чистую воду, на поверхности которой нет пленки масел, нефтепродуктов или жиров.

В ряде случаев к поверхности бетонных конструкций предъявляют повышенные требования по чистоте и однородности цвета. Это касается конструкций, формирующих фасад сооружения. Для их изготовления и поливки бетона употребляют воду, не содержащую окрашивающих примесей.

Особую опасность представляет присутствие в воде растворимых солей, сульфат-ионов и ионов хлора. Они могут вызвать неконтролируемое изменение сроков схватывания и скорости твердения бетона. Но самое главное — возникает опасность коррозии цементного камня и стальной арматуры в железобетоне. При большом количестве сульфат-ионов в бетоне начинается сульфатная коррозия, которая разрушает цементный камень и конструкцию в целом (см. § 5). Хлор-ионы вызывают коррозию не только в цементном камне, но и в стальной арматуре.

Растворимые в воде соли (при большом их содержании) после затвердевания бетона кристаллизуются в порах цементного камня и образуют на поверхности изделий солевые налеты — так называемые высолы, портящие внешний вид сооружений. По этим причинам содержание солей в воде для затворения и поливки бетона, а также используемой для промывки заполнителей ограничено.

Таким образом, для затворения бетонной смеси и поливки твердеющего бетона можно без предварительной проверки применять питьевую воду, а также речную, озерную или воду из искусственных водоемов, не загрязненную сточными выбросами, солями и маслами.

Морская вода содержит соли, сульфат-ионы и хлор-ионы в большом количестве. Так, соленость воды в Балтийском море составляет в среднем 0,72 %, Каспийском – 1. 1.4, Черном – 1,8. 2,2, Белом – 1,9. 3,3, в океанах и открытых морях— 3,3. 3,74 %. Поэтому морскую воду при содержании солей не более 3,4 % можно употреблять для затворения бетона и поливки массивных нормированных конструкций лишь в крайних случаях, когда на их поверхности допускается появление высолов. Болотные и сточные (бытовые и промышленные) воды не разрешается применять без их очистки. Использовать сточные воды можно только с разрешения санитарно-эпидемиологической станции.

Качество воды контролируют в строительной лаборатории. В тех случаях, когда возникают сомнения в пригодности воды, изготовляют на ней образцы бетона или раствора. Если прочность бетона оказывается не ниже прочности контрольного бетона, изготовленного на питьевой воде, проверяемую воду можно считать пригодной.

14) Мелкий заполнитель для бетона.Заполнитель для бетона мелкий — рыхлая смесь зерен материала природного или искусств, происхождения размером 0,16—5 мм.

Заполнитель для бетона мелкий — рыхлая смесь зерен материала природного или искусств, происхождения размером 0,16—5 мм. В качестве З.б.м. в бетоне используют песок.

Природный песок — это рыхлая обломочная порода. По минер, составу различают кварцевые пески, полевошпат-ные, карбонатные и др. Кварцевые пески лучше по качеству и чаще применяются при изготовлении бетонов. По условиям образования различают речные, морские и овражные (горные) пески (см. Песок природный) . Искусств, пески получают дроблением горных пород, нек-рых продуктов пром-сти, напр. металлургич. шлаков, либо крупных фракций (св. 20 мм) искусств, обожженных материалов. В зависимости от зернового состава различают пески по-выш. крупности, крупный, средний, мелкий и очень мелкий.

Лучшими считаются крупные и средние пески, позволяющие получать бетон без перерасхода вяжущего. Если зерновой состав песка не соответствует требованиям стандарта, его следует фракционировать — рассеивать на две фракции при помощи сита с отверстиями размером 1,15 или 0,63 мм. Полученные крупную и мелкую фракции смешивают в соотношении, к-рое устанавливает строит, лаборатория. Применение мелких песков приводит к перерасходу цемента в бетоне. Содержание в песке глинистых, илистых и пылевидных частиц ограничивают (не более 2,5%).

15) Крупный заполнитель для бетона.Гравий представляет собой рыхлую смесь окатанных обломков размеров 5. 70 мм. Горный гравий по сравнению с речным, морским и ледниковым обладает более угловатыми с шероховатой поверхностью обломками и большим количеством примесей. Для получения бетонов высокой прочности горный гравий следует промыть, но, как и промывание песка, это очень трудоемкий процесс, и индивидуальные застройщики обычно это не делают. Значительное содержание в гравии выветренных обломков осадочных и других пород ухудшает его механические свойства; присутствие же обломков магматических пород и песчаников повышает его качество. В основном гравий используют как крупный заполнитель для приготовления бетона. Кроме того, его часто применяют для укрепления грунта под полами первого этажа, устройства дорог, декоративной штукатурки и т.д.

16) Зерновой состав заполнителя (методика определения и требования стандарта).Раньше была признана классификация, по которой мелкий заполнитель разделили на два класса, однако выявлено, что, подбирая рациональное соотношение между мелким и крупным заполнителем, можно получить бетон удовлетворительного качества на заполнителе как одного, так и другого класса. Поэтому в 1954 г. при пересмотре BS 882 классификация мелкого заполнителя была изменена, при этом стандартом были введены четыре области зернового состава. Требования к зерновым составам заполнителя, относящимся к этим областям, приведены в табл. 3.20 и на рис. 3.18. Любой мелкий заполнитель считают пригодным для бетонов, если его зерновой состав находится полностью в пределах одной из указанных четырех областей. Допускается отклонение в 5% общего количества заполнителя, проходящего через все британские контрольные сита, за исключением сита № 25. Однако заполнитель не должен выходить за пределы самого мелкого зернового состава (предельная кривая 4) или самого крупного зернового состава (предельная кривая 1). Единственное исключение может быть в случае использования дробленого песка, когда допускается проход 20% материала сквозь британское контрольное сито № 100 во всех четырех областях. Для сравнения в табл. 3.15 (рис. 3.19) частично включены требования Технических условий ASTM С 33—57. Допускаемый диапазон значений в этих Технических условиях намного уже, чем в BS 882 : 1954.

В BS 882:1954 деление зерновых составов на области основано главным образом на различном процентном содержании зерен, проходящих сквозь британское контрольное сито № 25, что подтверждается данными, приведенными в табл. 3.15. Основная причина этого заключается в том, что большое количество песков разделено природным способом как раз по этому размеру. Количество зерен более крупных и более мелких, чем этот размер, является примерно постоянным вэ всех четырех областях. Кроме того, содержание зерен более мелких, чем размер отверстий сита № 25, оказывает значительное влияние на удобоукладываемость бетонной смеси и на величину общей удельной поверхности песка.

Песок, зерновой состав которого находится в любой из четырех областей, обычно может быть использован в бетоне, хотя в определенных условиях пригодность данного песка может зависеть от зернового состава и формы зерен крупного заполнителя.

Применение крупного песка, относящегося к области, способствует образованию жесткой бетонной смеси. Следовательно, высокое содержание песка может явиться необходимым условием для повышения удобоукладываемости бетонной смеси. Крупный песок более пригоден для использования в жирных смесях или в бетоне низкой удобоукладываемости.

В целом отношение количества крупного заполнителя к мелкому должно быть тем больше, чем мельче зерновой состав мелкого заполнителя. При использовании в качестве крупного заполнителя дробленого щебня требуется несколько большее количество песка, чем при использовании гравия, что позволит компенсировать снижение удобоукладываемости из-за остроугольности дробленых зерен.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Уже более 3 000 лет человечество обрабатывает железо изготавливая различные орудия, машины, домашнюю утварь. Несмотря на относительно высокие механические свойства этого металла его разрушение в результате коррозии не способствует долговременному использованию железных изделий на открытом воздухе.

Ещё одним существенным ограничением в использовании данного металла является его невысокие эстетические качества. Чтобы существенно улучшить данные свойства при производстве стали используются добавки придающие устойчивость к окислению, появлению на её поверхности блеска и существенному увеличению прочности металла.

Что такое легированная сталь

Это углеродистая сталь для улучшения технологических свойств которой введены специальные легирующие элементы. Процент добавок в составе невелик, но даже при незначительной концентрации, физические свойства металла улучшаются в несколько раз.

В зависимости от вида используемых добавок при производстве стали металл приобретает следующие свойства:

  • неподверженность коррозии;
  • упругость;
  • тугоплавкость;
  • прочность.

Для придания перечисленных качеств в состав добавляют следующие металлы:

Зачастую в углеродистую сталь достаточно добавить 1 — 3% легирующих элементов для придания ей необходимых свойств и качеств.

Виды легированных сталей

От процентного содержания добавок стали разделяются на:

  1. Низколегированные — содержание добавок менее 2,5%
  2. Среднелегированные — 2,5 — 10%.
  3. Высоколегированные — более 10%.

Также легированные стали подразделяются на следующие виды:

  • конструкционные;
  • инструментальные;
  • с особыми физическими свойствами.

Конструкционные и инструментальные изделия используются в тех областях применения металлов, где необходима повышенная прочность. Легированные стали с особыми физическими свойствами могут быть устойчивыми к коррозии, высокой температуре и к химически агрессивным средам.

Маркировка легированных сталей

Из-за большого разнообразия сплавов с улучшающими добавками появилась необходимость в их маркировке. Легированные стали классификация и маркировка которых будет приведена ниже очень легко идентифицировать по буквенному обозначению, а также по указанию процентного состава тех или иных веществ в металле.

Маркировка включает в себя буквы, которые обозначают предназначение металла.

  1. Ж, Х, Е — обозначение нержавеющих, хромистых и магнитных сплавов.
  2. Я — хромоникелевая нержавеющая сталь.
  3. Ш — шарикоподшипниковая.
  4. Р — режущая.
  5. А, Ш — качественная и высококачественная легированная сталь.

Также в сплавах могут содержаться следующие элементы:

  • Азот — А
  • Алюминий — Ю
  • Бериллий — М
  • Бор — П
  • Вольфрам — В
  • Ванадий — Ф
  • Кобальт — К
  • Кремний — С
  • Марганец — Г
  • Медь — Д
  • Молибден — М
  • Магний — Ш
  • Ниобий — Б
  • Никель — Н
  • Селен — Е
  • Титан — Т
  • Фосфор — П
  • Хром — Х
  • Цирконий — Ц
  • Редкоземельные металлы — Ч

Если легированные стали маркировка которых после букв не имеет цифр не содержат ниобия, молибдена, ванадия, алюминия, азота, бора, титана, циркония и редкоземельных металлов, то это будет говорить о том, что в материале содержание легирующего элемента менее 1,5%. Для перечисленных выше металлов имеется исключение из данного правила, по причине влияния на механические свойства сплава даже десятых долей процента.

Если перед буквенным обозначением стоит цифра, то это показатель содержания кремния, а расположение цифр после буквы указывает процентное соотношение обозначенных химических элементов.

Применение легированных сплавов

Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам легированная сталь применение находит в машиностроении, изготовлении инструментов, труб и строительных материалов.

Детали машин обычно изготавливают из перлитных металлов. К этой категории материалов относятся низколегированные и среднелегированные стали, которые после отжига имеют структуру позволяющую легко обрабатывать металл с помощью режущего инструмента.

Низколегированные стали благодаря повышенным прочностным характеристикам позволяют существенно экономить денежные средства при строительстве крупногабаритных сооружений и машин. Например, в судостроительстве благодаря использованию материала удаётся уменьшить толщину применяемого металла.

Легированные стали с добавками хрома широко используются для производства изделий, которые устойчивы к воздействия молочной и уксусной кислоты, а также следующих деталей работающих под значительным давлением:

  1. Поршневые пальцы, карданные крестовины и другие изделия предназначенные для эксплуатации в условиях повышенного износа.
  2. Кулачковые муфты, плунжеры и шлицевые валики.
  3. Шестерни коробок передач и червячные валы, а также другие изделия для работы на малых и средних скоростях.

Высоколегированная сталь широко используется для производства деталей устойчивых к коррозионному разрушению. Такие изделия также устойчивы к высоким температурам и способны работать в условиях до +1100 градусов.

Некоторые виды сплавов благодаря особым тепловым качествам имеют специальное применение, например:

  1. ЭН42 — материал обладает коэффициентом расширения таким же как и у стекла, поэтому применяется в качестве электродов в лампах накаливания.
  2. Х8Н36 — обладает постоянной упругостью, которая не изменяется в температурных пределах от минус 50 до +100 градусов. Благодаря неизменяемой упругости такой материал широко используется для
    производства пружин для часовых механизмов и стрелочных измерительных приборов.
  3. И36 — сплав обладает нулевым коэффициентом температурного расширения, поэтому идеально подходит для изготовления различных эталонов и калибровочных изделий.

Сварка легированных сталей: особенности

Легированные сплавы обладают хорошей пластичностью, поэтому из них можно изготовить сложные конструкции методом сварки. По причине различного содержания добавок каждый тип легированных изделий имеет свои особенности.

Сварка низколегированных сталей

Особенность сварных соединений низколегированных сталей заключается в высокой сопротивляемости холодным трещинам и хрупкому разрушению. Но, такие свойства соединительного шва можно достичь только при правильном сваривании.

Если процесс предварительного нагрева будет нарушен либо сварной шов подвергнется слишком быстрому остыванию металл может получить в местах соединения микроскопические повреждения, которые значительно уменьшат прочность всей конструкции.

Низколегированные стали марки 10Г2СД, а также 14ХГС и 15ХСНД свариваются с использованием аппарата постоянного тока с обратной полярностью. Электроды для сваривания должны иметь фтористо-кальциевое покрытие. Величина сварочного тока должна точно соответствовать типу электрода, толщине металла и типу сплава. Несоблюдение этого требования также отразится на качестве сварного шва и, как следствие, на прочности изготавливаемой конструкции.

Сварка низколегированной стали должна осуществляться без перерыва, чтобы весь шов был выполнен без при температуре металла не менее 200 градусов. Средняя скорость сварки составляет 20 м/ч, при напряжении 40 В и силе тока 80 А.

Сварка среднелегированных сталей

При изготовлении конструкций из среднелегированных сталей необходимо использовать сварочные материалы, в которых содержание легирующих элементов должно быть меньше, чем в свариваемом материале.

Только при использовании таких материалов можно добиться получения шва с высокой устойчивостью к деформации. Если при изготовлении изделий из среднелегированных сталей толщина листа не превышает 5 мм, то высокого качества соединения можно достичь при использовании аргонодуговой сварки.

Если для соединения деталей используется газовая сварка, то в качестве источника горения следует применять ацетилен в смеси с кислородом.

Сварка высоколегированных сталей

Если для производства металлических деталей применяется высоколегированная сталь, то в этом случае следует применять сварочное оборудование с минимальным тепловым захватом материала. Это необходимо для снижения вероятности коробления металла во время сварки, по причине большого содержания в составе металла различных примесей.

Электрическая сварка высоколегированных сплавов осуществляется с использованием электродов с фтористокальциевым покрытием. В этом случае удаётся добиться высоких показателей механической и химической прочности сварного шва.

Применение газовой сварки при изготовлении конструкций из высоколегированных сталей нежелательно. В исключительных случаях возможно использование газовой сварки для соединения жаропрочного высоколегированного стального листа толщиной не более 2 мм.

Заключение

Применение легированных сплавов при изготовлении металлических деталей и конструкций позволяет придать ним необходимые физические качества. При работе с такими металлами обозначение легирующих элементов в стали помогает подобрать заготовку с нужными параметрами, из которой затем будет изготовлена конструкция.

При использовании таких сплавов необходимо не только знать их состав, но и способы соединения при помощи сварки. Поэтому если следовать рекомендациям изложенным в данной статье, то можно получить высококачественное изделия с заданными параметрами.

Сталь 15ХА | конструкционная легированная | В наличии

Конструкционная легированная сталь 15ХА


 

Химический состав в % материала 15ХА

ГОСТ 4543 — 71

C Si Mn Ni S P Cr Cu
0.12 — 0.17 0.17 — 0.37 0.4 — 0.7 до 0.3 до 0.025 до 0.025 0.7 — 1 до 0.3

Механические свойства при Т=»20oС материала 15ХА

Сортамент Размер Напр.

sT

d5

y KCU Термообр.
мм МПа МПа % %

кДж / м2″

Заготовка, ГОСТ 4543-71 15   700 500 12 45 700

Закалка 880oC, масло, Отпуск 180oC, воздух,

Твердость 15ХА после отжига, ГОСТ 4543-71

HB 10-1=» 179 МПа

Зарубежные аналоги материала 15ХА

Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

США Германия Япония
DIN,WNr JIS

Применение: втулки, пальцы, шестерни, валики, толкатели и другие цементуемые детали, к которым предъявляется требование высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.

В компании МСК вы можете купить конструкционную легированную сталь марки 15ХА по выгодной цене. Продажа стали осуществляется со склада в Санкт-Петербурге или с доставкой до города.

Легированная сталь — просто термин

28.12.16

Легированная сталь — просто термин

Легированная сталь появилась в 19-20 веках, так как достаточно долгое время прошло до того момента, как это определение стало известным среди специалистов, работающих с металлом. Первое время новые образцы стали, которая отличалась особыми характеристиками, пользовались только ученые в лабораториях гигантских сталелитейных заводов, однако довольно быстро это определение стало интересовать многих людей.

Что такое легированная сталь?

Наверное нужно начать с того, что сталь это металл или несколько металлов, которые прошли предварительную очистку от «грязной» руды. После этого камни дробятся на более мелкие, потом их бросают в печь. Температура плавления у разных металлов разная, поэтому при изготовлении любого вида металла первым существенным прорывом являются современные печи и более эффективная «очистка» руды. Как итог — более «чистый» металл.

Почему так важно итоговое качество выплавленного изделия из более «чистой» руды наверное объяснять не нужно. После того, как сталелитейные производители научились делать качественную, крепкую, не хрупкую сталь, она содержала в себе углерод на уровне около 0,3-0,5% и некоторые «стандартные» добавки. Тогда встал вопрос — как еще можно улучшить процесс и более надежный, крепкий, к примеру, клинок ножа?

Дело происходило примерно в начале 20 века, поэтому в связи с развитием химической промышленности было решено добавить в «чистую» сталь небольшое количество другого металла, или нескольких — это и есть рецепт легированной стали.

Так как к этому времени уже существовало достаточно четкое определение многих видов разных металлов и элементов, открытие позволило в производственном масштабе получать достаточно «чистые» смеси. Ходит много разговоров о том, что на самом деле первые этот «секрет» применяли создатели «булатной» стали, однако с технической и научной точки зрения профессионально начали экспериментировать с этим понятием только ближе к 21 веку.

Из чего состоит легированная сталь?

Состав легированной стали может быть очень разным. При этом термин «высоколегированная» сталь обозначат то, что в ней много разных металлов. Процент содержания может меняться в зависимости от марки стали, её назначения и свойств. «Выпекать» такую сталь на самом деле очень сложно, потому что температура плавления у состава разная.

От оборудования, печи на самом деле очень много зависит, поэтому не удивляйтесь, что есть старые сталелитейные заводы, а есть новые. Точно также есть очень плохая сталь. На этом фоне некоторые современные заводы выпускают легированную сталь которая лучше по многим характеристикам, чем всем известная «булатная».

Если рассматривать высококачественную легированную сталь, то она будет намного прочнее, менее подвержена расколу и долгое время не будет ржаветь даже в воде. Такие свойства удается получить благодаря добавлению в состав сплава хрома например, для блеска. Никель, медь и азот придают сплаву более «крепкую» кристаллическую решетку, а ваннадий «отталкивает» молекулы кислорода, водорода от углерода и железа вообще. Поэтому такие сплавы не ржавеют, а некоторые клинки можно даже сгибать.

Некоторые особенности и маркировка

Как уже понятно из сказанного выше, чтобы получить хорошую, высококачественную, легированную сталь — необходимо выполнить несколько условий. Первое из них было обладание своим сталелитейным заводиком, последнее — уметь применять разные разные металлы в составе сплава. Давайте не будем забывать о том, что сам процесс «выпекания»  сам по себе при профессиональном подходе достаточно сложный.

Чтобы сделать техническую сторону изготовления определенного вида легированной стали (список добавляемых металлов при «выпекании» в таблице стандартов содержит около 20 позиций), было решено ввести во всем мире единую маркировку. За основу были взяты буквы, цифры и для определения качества или характеристик легированной стали они к середине-концу 21 века предстали перед нами как выражения в виде: 38ХНЗМФА — 0,38% С, 1,2—1,5% Сr; 3% Ni, 0,3—0,4% Мо, 0,1—0,2% V;

Первый набор букв и цифр в «формуле» — обозначение в спецификациях вида легированной стали, её характеристик, свойств, назначения. Дальше идет описание процентного содержания разных металлов. Необходимо отметить, что «формула» может иметь разный вид, поэтому если перед Вами пару строк и на этот раз ничего не понятно, значит это описание ультрасовременного состава.

Пример маркировки стали:

Сталь 30ХГСА (хромансиль)

Маркировка стали 30ХГСА включает число, находящееся на первом месте, что означает выражение в сотых процента, и указывает содержание углерода. В данном случае он составляет 3%, то есть соответствует норме для класса среднелегированных сталей. Буквы «Х», «Г» и «С» указывают на содержание в стали легирующих элементов — хрома, марганца и кремния, и их содержание в процентах составляет 1%. Последняя буква «А» в маркировке указывает, то что сталь 30ХГСА относится к категории высококачественных сталей. Хром используется для того чтобы придаевать стали 30ХГСА прочности и сделать ее устойчивой от коррозии. Марганец используется для увеличения противодействия ударным нагрузкам, дополнительно усиливая прочность сплава, а также способствует износостойкости стали. С добавлением кремния увеличеваются показатели ударной вязкости. Легированная сталь 30ХГСА (хромансиль) используется, например, в авиастроении для создания деталей, которые предположительно используются на ответственных участках, то есть там, где возможна высокая нагрузка и неблагоприятные условия.

Из выше представленной стали могут быть изготовленные тактические и туристические лопаты и разные насадки, кирки, которые могут крепится на основание лопаты, но и так же насадки для топоров различного применения.

Где применяется легированная сталь?

На сегодняшний день практически везде, где есть изделия из металла, при этом эффективность сплавов, развитие химической промышленности привели к тому, что некоторые производители металла начали специально «экономить» на составе. Это позволило им предложить купить, например ножи по более низкой цене для тех, кто не разбирается в сталелитейном деле или маркировке на лезвиях.

Технологии не стоят на месте и сегодня для изготовления ножей используется порошковая или «композитная» сталь, содержание углерода в которой достигает невероятных 1,4%, против стандартных 0,6%, что дает ей на практике ту самую неповторимую ударную вязкость, жесткость, твердость кристаллической решетки. Связи химических элементов в таких моделях очень сильные, поэтому при заточке лезвия хороших ножей не «выкрашиваются».

Существует много разных видов этого общего термина, область применения — 99% потребителей стали в мире. Это промышленные, строительные предприятия, различные производства, каждый человек в мире. Металлическая скрепка на Вашем рабочем столе и шариковый подшипник в Вашем автомобиле сделаны из легированной стали. Ну а формулы и составы легированной стали для ножей мастера таких гигантов, как Victorinox, хранят и передают в секрете веками. 

Что такое легированная сталь?

Легированная сталь — это сталь, легированная более чем одним элементом (легирующими элементами), которые добавляются для повышения прочности, твердости, износостойкости и ударной вязкости. Добавленные легирующие элементы, которые добавляются в структуру основного железа и углерода, обычно составляют не более 5% от состава материала легированной стали.

Преимущества легированной стали

Независимо от того, требует ли ваш проект повышенной коррозионной стойкости, обрабатываемости, прочности или другого качества, есть легированная сталь, которая обеспечивает необходимые вам функции.При добавлении термической обработки легированные стали могут обеспечить широкий спектр полезных свойств, в том числе:
  • Повышенная коррозионная стойкость
  • Повышенная прокаливаемость
  • Превосходная прочность и твердость

Высококачественная и низколегированная сталь различного качества

Высоколегированная сталь содержит легирующие элементы (не включая углерод или железо), которые составляют более 8% ее состава. Эти сплавы менее распространены, потому что в большинстве сталей на дополнительные элементы отводится лишь несколько процентов.Нержавеющая сталь — самый популярный высоколегированный сплав с содержанием хрома не менее 10,5% по массе. Это соотношение обеспечивает большую коррозионную стойкость нержавеющей стали с покрытием из оксида хрома для замедления коррозии.
Между тем, низколегированная сталь лишь немного модифицирована другими элементами, которые обеспечивают незначительные преимущества в закаливаемости, прочности и свободной обработке. При снижении содержания углерода примерно до 0,2% низколегированная сталь сохранит свою прочность и улучшенную формуемость.

Обычные легирующие элементы из стали

Что касается стали, к основному материалу можно добавить множество различных элементов, что позволяет покупателю корректировать отклонения до тех пор, пока не будет найден нужный сплав.К распространенным легирующим элементам относятся следующие:
  • Марганец : При использовании в сочетании с небольшими количествами серы и фосфора стальной сплав становится менее хрупким и легче поддается ударной обработке.
  • Хром : Небольшой процент (0,5–2%) может способствовать упрочнению сплава; более высокие проценты (4% — 18%) имеют дополнительный эффект предотвращения коррозии.
  • Ванадий : Только с.На 15% этот элемент может повысить прочность, термостойкость и общую структуру зерна. Смешанный с хромом, стальной сплав становится намного тверже, но при этом сохраняет свою формуемость.
  • Никель : Этот легирующий элемент до 5% улучшает прочность стали. Более 12% обеспечивает впечатляющую коррозионную стойкость.
  • Вольфрам : Повышает термостойкость, поэтому температура плавления выше.Также улучшает структурный состав стали.


Форма и материалы из легированной стали Если вы ищете сталь или сплав нержавеющей стали, стоит рассмотреть несколько вариантов материала и формы.

Формы из стального сплава

Формы из сплава нержавеющей стали

Поставки высококачественных стальных сплавов по всей южной Калифорнии, Аризоне и Северной Мексике

Industrial Metal Supply — крупнейший в Саутленде поставщик всех типов стальных сплавов, металла и принадлежностей для металлообработки, в том числе средств защиты от ржавчины.Свяжитесь с нашим отделом продаж металлических продуктов и услуг мирового класса уже сегодня.
Ознакомьтесь с темами нашего блога о стали, чтобы узнать больше о стальных сплавах сегодня.

Углерод, сплав и нержавеющая сталь: марки стали, которые можно купить в Китае

В основном, при производстве продукции используются 3 марки стали (типа стали):

  1. Углеродистая сталь
  2. Легированная сталь
  3. Нержавеющая сталь

Каждая из этих марок стали состоит из различного количества железа и углерода (основных элементов стали), а также в некоторых случаях из дополнительных сплавов.Давайте рассмотрим эти виды стали подробнее…

Какие марки стали выбрать?

При выборе металла, подходящего для вашей работы, необходимо учитывать несколько факторов:

  • Твердость — устойчивость к истиранию, но также трудности при резке или сверлении
  • Прочность — величина силы, необходимая для деформации металла
  • Toughness — способность противостоять нагрузкам (и не ломаться)
  • Ковкость — способность металла деформироваться
  • Свариваемость — свариваемость (зависит от температуры плавления, теплопроводности и т. Д.))

Загрузите подробную таблицу, в которой подробно описаны популярные марки стали.

Давайте рассмотрим 3 типа: углерод, сплав и углерод:

1. Углеродистая сталь (низкое и высокое качество)

Углеродистая сталь (сплав стали и углерода) подвергается коррозии, но она твердая — чем больше содержание углерода, тем тверже сталь. Низкоуглеродистая сталь прочная и вязкая, при необходимости ее можно цементировать. Высокоуглеродистая сталь может быть подвергнута термообработке, чтобы сделать ее намного более твердой, однако в этом состоянии она становится более хрупкой и с ней труднее работать.

Общие области применения углеродистой стали:

  • Трубы, пластины, болты, знаки, мебель, ограждения и многие другие обычные металлические детали изготавливаются из низкоуглеродистой стали (также известной как «низкоуглеродистая сталь»).

  • Профессиональные кухонные ножи, режущие инструменты на станках с ЧПУ, сверла, пилы, гвозди для кирпичной кладки — все это сделано из высокоуглеродистой стали . Высокая твердость дает лезвиям и режущим инструментам острую кромку, которая остается прочной, однако с этой твердостью приходит хрупкость, что означает, что изделия имеют тенденцию легче ломаться.

Недостаток высокоуглеродистой стали в том, что она дороже и труднее обрабатывается, чем сплавы с меньшим содержанием углерода. Это уместно, когда ржавчина не вызывает беспокойства и когда продукт не должен выдерживать растягивающее напряжение (на самом деле он не изгибается и легче ломается).

2. Легированная сталь

Легированная сталь (в которую добавлены дополнительные химические элементы для улучшения определенных свойств) — некоторые из наиболее распространенных легирующих элементов — марганец, никель, хром, молибден, ванадий, кремний и бор.

Улучшенные свойства легированной стали по сравнению с углеродистой сталью:

  • Прочность,
  • Твердость,
  • Прочность,
  • Износостойкость,
  • Коррозионная стойкость,
  • и закаливаемость.

Общие области применения легированных сталей:

  • Строительство и архитектура, где прочность, ударная вязкость и коррозионная стойкость являются предпосылками для материала.
  • Ювелирные изделия, предметы домашнего обихода, столовые приборы, кухонные принадлежности — все изготовлено из легированной стали.

Стальные сплавы можно разделить на две категории: низколегированные стали и высоколегированные стали. Низколегированные стали содержат менее 8% легирующих элементов в составе, эти стали имеют лучшую твердость и износостойкость по сравнению с углеродистой сталью, но, как правило, имеют меньшую прочность на разрыв.

Высоколегированные стали содержат более 8% легирующих элементов и обладают лучшими свойствами, чем у низколегированных сталей.

Посмотрите это видео с нашего дочернего сайта Sofeast, чтобы получить более подробное описание углеродистых и легированных сталей:

3.Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь (сплав стали и хрома) не подвержен коррозии, но и не такой твердый.

Любой продукт, который будет постоянно контактировать с жидкостями, является хорошим кандидатом в качестве стального сплава с высоким содержанием хрома. Нержавеющая сталь — это сплав стали с содержанием хрома от 10,5% до 30%, что придает этой стали ее уникальные свойства.

Нержавеющая сталь делится на пять категорий:

a) Аустенитные — Аустенитные нержавеющие стали классифицируются как серии 200 и 300, а легирующие элементы в основном представляют собой сталь с 18% хрома и 8% никеля и с низким содержанием углерода.Чаще всего производится нержавеющая сталь 304, которая обычно используется для изготовления трубопроводов, горнодобывающего оборудования, продуктов питания и напитков, кухонной посуды и архитектуры.

b) Ферритные — Ферритные нержавеющие стали — это гладкие хромистые нержавеющие стали, в которых содержание хрома может варьироваться от 12% до 18%, они также имеют низкое содержание углерода, аналогичное аустенитному диапазону. Классифицируются как серия 400. Этот диапазон нержавеющих сталей является магнитным, обладает хорошей пластичностью и коррозионной стойкостью.Типичные области применения — теплообменники, автомобильные крепежные детали, детали печей, детали нагревателей.

c) Дуплекс — Дуплексные нержавеющие стали содержат высокий уровень хрома от 18% до 28%, а также никеля от 4% до 8%. Этот двухуровневый элемент дает смесь аустенитной и ферритной структуры, отсюда и название дуплексной нержавеющей стали.

Дуплексная нержавеющая сталь обычно в два раза тверже, чем простая аустенитная или ферритная нержавеющая сталь. У них немного лучшая ударная вязкость и пластичность, чем у ферритных марок, но не такие хорошие показатели по сравнению с аустенитными марками.Дуплексные сорта имеют более высокую прочность, хорошую свариваемость, хорошую вязкость и высокую стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением. Типичные области применения — резервуары для горячей воды, пивоваренные резервуары, технологическое оборудование, конструкции бассейнов.

d) Мартенситные — Мартенситные нержавеющие стали — это гладкие хромистые стали, содержащие от 12% до 18%, а также имеющие относительно высокое содержание углерода до 1,2%. Мартенситные сорта имеют лучшую коррозию (не такую ​​большую, как аустенитные) и износостойкость, чем другие сорта нержавеющей стали, и могут подвергаться термообработке для достижения высоких значений твердости.Эти марки являются магнитными в отожженном и закаленном состоянии. Типичные области применения: столовые приборы, кухонная одежда, хирургические и стоматологические инструменты, пружины, ножницы, промышленные лезвия, штамповки транспортных средств, отвертки, плоскогубцы и пистолеты для скоб.

e) Осадительное упрочнение — Осадочное упрочнение Нержавеющие стали (PHSS) — это хром и никель, по крайней мере, с одним другим легирующим элементом (медью, алюминием, титаном, ниобием или молибденом). Марки PHSS обеспечивают оптимальное сочетание мартенситных и аустенитных свойств.Как и мартенситные марки, они известны своей способностью приобретать высокую прочность за счет термической обработки, а также обладают коррозионной стойкостью, присущей аустенитной нержавеющей стали.

Самая известная нержавеющая сталь с дисперсионным твердением — 17-4 PH. Название происходит от добавок 17% хрома и 4% никеля. Он также содержит 4% меди и 0,3% ниобия. 17-4 PH также известна как нержавеющая сталь марки 630. Типичные области применения включают стоматологические сверла и развертки, компоненты самолетов, бритвенные головки, хирургические иглы и аэрокосмическую промышленность.

Опять же, посмотрите это видео от Sofeast, чтобы глубоко погрузиться в нержавеющие стали и их различные свойства:

Обычные марки нержавеющей стали

Вы можете получить диаграмму об этих сортах, их основных характеристиках и примерах общего применения, щелкнув здесь: Таблица нержавеющей стали.

Три наиболее распространенных марки стали, с которыми мы сталкиваемся в Китае:

  • 201 — недорогой и очень распространенный
  • 304 — самая распространенная марка нержавеющей стали
  • 316 — более дорогой сорт, с большей устойчивостью к коррозии

4.Несколько слов о нержавеющем чугуне

Иногда используется нержавеющее железо. Основное отличие этого материала заключается в том, что он содержит менее 0,6% Ni или в нем отсутствует элемент Ni, например 403 (12Cr12). Он широко используется в химической и строительной промышленности. Любой магнитный железный сплав, содержащий более 12% хрома и имеющий объемно-центрированную кубическую структуру, также известен как нержавеющее железо.

Наиболее распространенные процессы термообработки

Термическая обработка — это процесс нагрева и охлаждения металла без изменения его физической формы.Существуют различные процессы термообработки, которые при применении к разным сталям могут изменять свойства этой стали, такие как ее твердость, вязкость и даже разупрочнение, которые определяются изменением микроструктуры стали.

Закалка — Сталь с достаточным содержанием углерода может быть упрочнена путем ее нагрева с последующей быстрой закалкой. Этот процесс создает микроструктуру аустенита, которая может быть ферритом, мартенситом или цементитом.

Закалка — Этот процесс выполняется на углеродистых сталях, закаленных для уменьшения хрупкости стали.Температура отпуска будет зависеть от желаемого результата для функции стального изделия: чем ниже температура отпуска, тем лучше прочность и твердость.

Отжиг — Отжиг стали заключается в нагреве стали выше критической температуры с последующим очень медленным охлаждением. Это приводит к тому, что сталь становится более обрабатываемой с точки зрения штамповки.

Нормализация — это процесс, аналогичный отжигу, при котором сталь нагревается и охлаждается медленно, обычно просто оставляя охлаждаться на воздухе комнатной температуры.Это придает стали микроструктура из феррита и цементита, которая имеет более высокую прочность и твердость, но более низкую пластичность.

Науглероживание — Науглероживание также известно как цементация, которая представляет собой процесс введения дополнительного углерода на поверхность низкоуглеродистой стали с последующим ее закалкой. Внешняя углеродистая сталь будет иметь более высокую твердость, тогда как внутренний стержень останется жестким.

Как проверить металл нужного качества?

Лучше всего проводить как физические испытания, так и химический анализ.

Наиболее распространенные физические испытания :

  • Испытание на растяжение (с приложением напряжения до разрушения)
  • Испытание на твердость (или твердость), которое можно проводить разными способами

Химический анализ обычно выполняется с помощью рентгенофлуоресцентного тестера.

Все это было объяснено в этой статье, которую я недавно опубликовал на ChinaImportal: Производство стальных деталей в Китае: ЧПУ, литье под давлением и марки стали.


Окончательное руководство по поиску поставщиков из Китая и развитию ваших поставщиков [электронная книга]

Эта БЕСПЛАТНАЯ электронная книга начинается с самого начала, обсуждает, нужно ли вам нанять агента по поиску поставщиков, и сопровождает процесс поиска вплоть до повышения качества и производительности надежного поставщика.

Вам предстоит изучить 15 глав на более чем 80 страницах, в которых дается исчерпывающее руководство по всему процессу поиска поставщиков и разработки поставщиков от начала до конца, в том числе:

  • Определение поставщиков,
  • переговоров,
  • Контроль качества,
  • Развивающие китайские поставщики,
  • Повышение качества и производительности предприятия,
  • и многое другое…

Высоколегированная сталь против низкой

Что такое высоколегированная сталь?

Высоколегированная сталь — это сплав железа, содержащий 10.5% хрома. Высоколегированная сталь также состоит из 10% сплава. Хром образует тонкий слой оксида на поверхности стали, известный как скрытый слой. И это немного дороже, чем низколегированная сталь. Чтобы придать стали аустенитный характер, в нее добавляют большое количество углерода и марганца. Расширяющаяся мера хрома обеспечивает расширенную защиту от эрозии. Высоколегированная сталь может предотвратить потребление из-за высокого содержания хрома. Высоколегированная сталь дополнительно содержит марганец, кремний и углерод.Он используется в исключительных горячих газах и жидкостях на различных компонентах при высоких температурах. Например, молибден и никель могут быть добавлены для придания других полезных свойств, таких как улучшение формуемости и расширенная защита от потребления.

Оценок:

  • ASTM A335 Gr P1, P5, P11, P22, P9, P91 Трубы
  • ASTM A234 Gr.WP5, WP9, WP11 Фитинги
  • ASTM A182 F5, F9, F11 Поковка, фланцы и кованые фитинги

Что такое низколегированная сталь?

Сталь низколегированная относится к сталям с содержанием азота, хрома и других легирующих элементов менее 10.5% известны как низколегированные стали. Низколегированная сталь содержит 0,5–9% хрома и 0,5–1% молибдена. Его содержание углерода ниже 0,20%, с более высокой способностью к закалке и хорошей свариваемостью благодаря свойствам сплава. Хром улучшает антиокислительную и коррозионную способность низколегированной стали, а при высоких температурах молибден увеличивает ее прочность. В условиях низких температур средняя сталь будет иметь более высокую прочность, но меньшую вязкость и удлинение, что увеличивает вероятность хрупкого разрушения.Низколегированная сталь образуется путем добавления 2,5-3,5% никеля в углеродистую сталь для повышения ее вязкости при низких температурах. Помимо нормализующей обработки в процессе производства низколегированной стали, закалка и отпуск также являются частями обработки для улучшения механических свойств.

Щелкните здесь, чтобы проверить низколегированные стали марки

Горячие продукты

MIM-4605 Закаленная и отпущенная | Низколегированная сталь

Поделиться на странице +

MIM 4605 (закалка и отпуск, высокая твердость) — это низколегированная сталь, в состав которой входят углерод, никель и молибден.Термическая обработка с закалкой и отпуском — это процесс, который обеспечивает различные свойства прочности и износостойкости, а высокая твердость указывает на конечную твердость, которая достигается в процессе. Типичные значения твердости — 47HRC. Более высокие характеристики твердости и прочности могут быть получены за счет изменения условий закалки и отпуска. Он может иметь гальваническое покрытие или покрытие для защиты от коррозии. Это используется в самых разных отраслях промышленности, включая автомобилестроение, производство потребительских товаров и ручные электроинструменты.

Механические свойства

Материал Сплав Предел прочности Предел текучести (0.2%) Сила удара Макро (очевидный) Макро (очевидный) Микро-вдавливание (преобразовано) Модуль для младших Коэффициент Пуассона Удлинение Процесс

МПа PSI x 10 3

МПа PSI x 10 3

J фут фунт

HRB HRB

HRC HRC

Rockwell Rockwell

ГПа ГПа

Соотношение Соотношение

% в 25.4мм % в 25,4 мм

Низколегированная сталь

1655 240

1480 215

55 40

— —

48 48

55 55

205 205

0.28 год 0,28

2 2

Сравнить выбранные товары Очистить результаты

Физические свойства

Сравнить выбранные товары Очистить результаты

Состав

Низколегированная сталь
% MIM-4605 (закалка и отпуск, высокая твердость)
Утюг (макс.) Bal.
Никель (макс.) 1,5–2,5
молибден .2-0,5
Кремний 1.0 Макс
Углерод .4-.6
Хром
Кобальт
Марганец
Медь
Ниобий
Алюминий
Магний
Титан
Цирконий
Соответствует RoHS

7 вещей, которые следует учитывать при выборе легированной стали марки

Легированная сталь

— популярный материал, используемый в различных областях, благодаря своим исключительным химическим и механическим свойствам.Он легирован различными элементами для достижения желаемых свойств.
При выборе марки легированной стали следует учитывать следующие факторы:

Хорошая формуемость легированной стали Марка:
Легированная сталь

имеет меньшее количество углерода и сплавов, которые делают ее легко формуемым материалом. Такие элементы, как бор и хром, обладают улучшенной прокаливаемостью. Большинство легированных сталей легко закаливаются. Формовку легированной стали обычно проводят в отожженном состоянии.Легированная сталь марки AISI 4130 имеет очень хорошую формуемость при отжиге по сравнению с другими марками легированной стали.

Свойство свариваемости легированной стали марки

Некоторые элементы, такие как бор и сера, добавляются для получения требуемых характеристик свариваемости легированной стали. Добавление этих элементов может вызвать растрескивание. Поскольку легированная сталь содержит больше углерода, следует соблюдать осторожность во время процесса сварки, чтобы предотвратить образование трещин. Сварку легированной стали предпочтительно проводить в отожженном состоянии.AISI 4130 — легко свариваемая легированная сталь. AISI 6150 требует предварительного нагрева и обработки после сварки во избежание растрескивания.

Обрабатываемость легированной стали марки
Легированная сталь

обеспечивает улучшенную обрабатываемость с добавлением серы и фосфора. Легированная сталь обычно обрабатывается в отожженном состоянии. Условия пониженной твердости помогают обеспечить легкую обрабатываемость. Легированная сталь AISI 4130 и AISI 8620 легко обрабатывается в отожженном состоянии.Легированная сталь AISI 4340 трудно обрабатывать даже в отожженных условиях.

Коррозионная стойкость:
Легированная сталь

обладает замечательной коррозионной стойкостью благодаря отличному химическому составу. Легированные стали содержат медь, хром, молибден и никель, что обеспечивает повышенную стойкость в любой коррозионной среде. Благодаря своим уникальным химическим и резистивным свойствам, он надежен в применении в агрессивных средах.

Потребность в процессе термообработки:

Легированная сталь легко поддается обработке и нагреву.Марки AISI 4340 и AISI 6150 нагреваются и закаливаются, что приводит к превосходной твердости и более высокому пределу прочности. AISI 8620 — это легированная сталь, науглероженная для получения желаемых результатов. Этот процесс помогает обеспечить отличную стойкость к истиранию на внешнем слое материала. Этот слой не влияет на ударную вязкость и пластичность легированной стали.

Марка стали легированной прочности:
Легированная сталь

имеет различные легирующие элементы, которые обеспечивают более высокую прочность на разрыв. Эта прочность зависит от состава, легированного материалом.После отжига или нормализации прочность материала может снизиться. Для повышения прочности легированная сталь нагревается и закаливается. Чтобы получить желаемую прочность конкретной легированной стали в соответствии с требованиями, рекомендуется обращаться к спецификации материалов.

Применения легированной стали марок:
Марка легированной стали

AISI 4130 используется в деталях самолетов, гидравлических инструментах, станках и шарикоподшипниках. AISI 4140 подходит для использования в валах, звездочках, шестернях, шпинделях и многом другом.Марка AISI 4340 надежна для шасси, нефтяной и газоперерабатывающей промышленности, осей, звездочек, шпинделей и т. Д. Марка AISI 6150 обычно используется для зубчатых колес, шпинделей, валов и инструментов. Марка легированной стали AISI 8620 используется в крепежных деталях, шестернях, штифтах, пружинах и многом другом.

Pipingmart — это портал B2B, специализирующийся на промышленных, металлических и трубных продуктах. Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, связанными с продуктами, материалами и различными типами сортов, чтобы помочь ведению бизнеса в этой отрасли.

Легированная сталь

| Nuclear-power.com

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 основной стали. В общем, 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 минимум 11% хрома по массе и максимум 1,2% углерода по массе. Легированные стали делятся на две группы:

  • Низколегированные стали . Низколегированные стали представляют собой категорию черных металлов, которые демонстрируют механические свойства, превосходящие простые 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 термообработки.В некоторых случаях, однако, используются легирующие добавки, чтобы уменьшить ухудшение состояния окружающей среды при определенных условиях эксплуатации.
  • Стали высоколегированные . Стали с содержанием легирования более 5 мас.% Обычно классифицируются как высоколегированные. Нержавеющие стали являются основными типами высоколегированных сталей, но двумя другими типами являются сверхвысокопрочные никель-кобальтовые стали и мартенситностареющие стали . Нержавеющая сталь определяется как низкоуглеродистая высоколегированная сталь не менее 10.5% хрома с другими легирующими элементами или без них.

Специальная ссылка: Металлургия для неметаллургов, 2-е издание, ASM International. 450 страниц, ISBN-10: 1615038213.

Легирующие агенты в легированных сталях

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

Сплавы обычно прочнее чистых металлов, хотя обычно они обладают пониженной электрической и теплопроводностью.Прочность — важнейший критерий, по которому судят о многих конструкционных материалах. Поэтому сплавы используются для инженерного строительства. Синергетический эффект легирующих элементов и термообработки дает огромное разнообразие микроструктур и свойств.

  • Углерод. Углерод — неметаллический элемент, который является важным легирующим элементом во всех материалах на основе черных металлов. Углерод всегда присутствует в металлических сплавах, то есть во всех марках нержавеющей стали и жаропрочных сплавах. Углерод — очень сильный аустенитизатор, повышающий прочность стали. Фактически, он является основным упрочняющим элементом и необходим для образования цементита, Fe 3 C, перлита, сфероидита и железоуглеродистого мартенсита. Добавление небольшого количества неметаллического углерода в железо меняет его большую пластичность на большую прочность. Если он сочетается с хромом в качестве отдельного компонента (карбид хрома), он может оказать пагубное влияние на коррозионную стойкость из-за удаления части хрома из твердого раствора в сплаве и, как следствие, уменьшения количества хрома, доступного для обеспечения устойчивость к коррозии.
  • Хром. Хром увеличивает твердость , прочность и коррозионную стойкость . Упрочняющий эффект образования стабильных карбидов металлов на границах зерен и значительное повышение коррозионной стойкости сделали хром важным легирующим материалом для стали. Стойкость этих металлических сплавов к химическому воздействию коррозионных агентов основана на пассивации. Для того чтобы пассивация происходила и оставалась стабильной, сплав Fe-Cr должен иметь минимальное содержание хрома около 11% по весу, выше которого может проявляться пассивность, а ниже которого она 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 увеличению прочности. Быстрорежущие инструментальные стали содержат от 3 до 5% хрома. Обычно он используется для таких применений вместе с молибденом.
  • Никель. Никель — один из самых распространенных легирующих элементов. Около 65% производимого никеля используется в производстве нержавеющих сталей.Поскольку никель не образует карбидных соединений в стали, он остается в растворе в феррите, тем самым упрочняя и делая ферритную фазу более жесткой. Никелевые стали легко поддаются термической обработке, поскольку никель снижает критическую скорость охлаждения. Сплавы на основе никеля (например, сплавы Fe-Cr-Ni (Mo)) проявляют превосходную пластичность и ударную вязкость даже при высоких уровнях прочности, и эти свойства сохраняются до низких температур. Никель также снижает тепловое расширение для лучшей стабильности размеров. Никель является основным элементом суперсплавов, которые представляют собой группу никелевых, железоникелевых и кобальтовых сплавов, используемых в реактивных двигателях.Эти металлы обладают превосходным сопротивлением термической деформации ползучести и сохраняют свою жесткость, прочность, ударную вязкость и стабильность размеров при температурах, намного превышающих другие аэрокосмические конструкционные материалы.
  • Молибден . Обнаруженный в небольших количествах в нержавеющих сталях, молибден 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 увеличивает прочность стали на растяжение и ползучесть при высоких температурах. Он замедляет превращение аустенита в перлит гораздо больше, чем превращение аустенита в бейнит; таким образом, бейнит может быть получен путем непрерывного охлаждения молибденосодержащих сталей.
  • Ванадий . Ванадий обычно добавляют в сталь для подавления роста зерен во время термообработки. Контролируя рост зерна, он улучшает как прочность, так и ударную вязкость закаленных и отпущенных сталей.
  • Вольфрам . Вольфрам образует стабильные карбиды и измельчает размер зерна для увеличения твердости, 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 простые углеродистые стали, в результате добавок 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 термообработки. В некоторых случаях, однако, используются легирующие добавки, чтобы уменьшить ухудшение состояния окружающей среды при определенных условиях эксплуатации. Низколегированные стали можно разделить на четыре основные группы:

  • низкоуглеродистые закаленные и отпущенные (QT) стали
  • среднеуглеродистые сверхвысокопрочные стали
  • подшипниковые стали
  • жаропрочные хромомолибденовые стали

Сталь 41xx — Хромомолибденовая сталь — Среднеуглеродистая сверхвысокопрочная сталь

Хромолибденовая сталь — это среднеуглеродистая сверхвысокопрочная низколегированная сталь, получившая свое название от комбинации слов «хром» и «молибден» — двух из основные легирующие элементы.Хромомолибденовая сталь часто используется, когда требуется большая прочность, чем у низкоуглеродистой стали, хотя это часто приводит к удорожанию. Хромолибден подпадает под обозначение стали AISI 41xx (ASTM A519). Примеры применений для 4130, 4140 и 4145 включают конструкционные трубы, велосипедные рамы, коленчатые валы, звенья цепи, утяжеленные бурильные трубы, газовые баллоны для транспортировки сжатых газов, детали огнестрельного оружия, детали сцепления и маховика, а также каркас безопасности.

Свойства стали 41xx — хромомолибденовая сталь

Свойства материала — это интенсивные свойства , это означает, что они не зависят от количества массы и могут изменяться от места к месту в системе в любой момент.В основе материаловедения лежит изучение структуры материалов и их соотнесение с их свойствами (механическими, электрическими и т. Д.). Как только специалист по материалам узнает об этой корреляции структура-свойство, он может перейти к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными определяющими факторами структуры материала и, следовательно, его свойств являются составляющие его химические элементы и способ, которым он был переработан в свою окончательную форму.

Механические свойства стали 41xx — хромомолибденовая сталь

Материалы часто выбираются для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик.Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность стали 41хх — хромомолибденовая сталь

В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном учитывает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала — это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности при растяжении

Предел прочности при растяжении стали 41хх — хромистая сталь зависит от марки, но составляет около 700 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимумом на инженерной кривой зависимости напряжения от деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предел прочности на разрыв часто сокращают до «прочности на разрыв» или даже до «предела».«Если это напряжение приложить и поддерживать, в результате произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 процентов больше, чем предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает образование шейки, где площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая «напряжение-деформация» не содержит напряжения, превышающего предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности.Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, а также температура испытательной среды и материала. Предел прочности на разрыв варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести стали 41хх — хромомолибденовой стали зависит от марки, но составляет около 500 МПа.

Предел текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. До достижения предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей исходной форме после снятия приложенного напряжения.После того, как предел текучести будет превышен, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют поведение, называемое явлением предела текучести. Предел текучести варьируется от 35 МПа для алюминия с низкой прочностью до более 1400 МПа для очень высокопрочных сталей.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости Юнга Сталь 41хх — хромомолибденовая сталь составляет 205 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение.С точностью до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из положения равновесия. Все атомы смещаются на одинаковую величину и при этом сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не происходит. Согласно закону Гука , напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон равен модулю Юнга .Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость стали 41xx — хромомолибденовая сталь

Твердость по Бринеллю стали 41xx — хромомолибденовая сталь составляет примерно 200 МПа.

В материаловедении твердость — это способность противостоять вдавливанию поверхности ( локализованная пластическая деформация ) и царапинам . Твердость — вероятно, наиболее плохо определенное свойство материала, поскольку оно может указывать на устойчивость к царапинам, сопротивление истиранию, сопротивление вдавливанию или даже сопротивление формованию или локализованной пластической деформации.Твердость важна с инженерной точки зрения, потому что сопротивление износу из-за трения или эрозии паром, маслом и водой обычно увеличивается с увеличением твердости.

Испытание на твердость по Бринеллю — это одно из испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость. При испытаниях по Бринеллю твердый сферический индентор под определенной нагрузкой вдавливается в поверхность испытываемого металла. В типичном испытании в качестве индентора используется шарик из закаленной стали диаметром 10 мм (0,39 дюйма) с усилием 3000 кгс (29.42 кН; 6,614 фунт-силы) сила. Нагрузка поддерживается постоянной в течение определенного времени (от 10 до 30 с). Для более мягких материалов используется меньшее усилие; для более твердых материалов шарик из карбида вольфрама заменяется стальным шариком.

Испытание обеспечивает численные результаты для количественной оценки твердости материала, которая выражается числом твердости по Бринеллю HB . Число твердости по Бринеллю обозначается наиболее часто используемыми стандартами испытаний (ASTM E10-14 [2] и ISO 6506–1: 2005) как HBW (H от твердости, B от твердости по Бринеллю и W от материала индентора, вольфрама ( вольфрам) карбид).В прежних стандартах HB или HBS использовались для обозначения измерений, сделанных со стальными инденторами.

Число твердости по Бринеллю (HB) — это нагрузка, деленная на площадь поверхности вдавливания. Диаметр слепка измеряется с помощью микроскопа с наложенной шкалой. Число твердости по Бринеллю вычисляется по формуле:

Существует множество широко используемых методов испытаний (например, по Бринеллю, Кнупу, Виккерсу и Роквеллу). Существуют таблицы, которые коррелируют числа твердости по различным методам испытаний, где корреляция применима.Во всех шкалах высокое число твердости соответствует твердому металлу.

Термические свойства стали 41xx — хромомолибденовая сталь

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на приложение тепла. Поскольку твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но разные материалы реагируют на применение тепла , по-разному, .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность — это свойства, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Температура плавления стали 41xx — хромомолибденовой стали

Температура плавления стали 41xx — хромомолибденовой стали составляет около 1427 ° C.

В общем, плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой в жидкую фазу. Точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое изменение. Точка плавления также определяет состояние, в котором твердое вещество и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность стали 41xx — хромомолибденовой стали

Теплопроводность стали 41xx — хромомолибденовой стали составляет около 41 Вт / (м.К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются с помощью свойства, называемого теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры.Для паров это также зависит от давления. В общем:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно записать k = k (T) . Подобные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Полное руководство по различным типам стали

Сталь в ее различных типах является жизненно важным компонентом экономики Соединенных Штатов.По состоянию на январь 2020 года внутреннее производство стали составляло 1 928 000 тонн, что сделало сталь одним из наиболее широко потребляемых продуктов отечественного производства. От зданий до медицинского оборудования и транспортных средств — мир буквально работает на стальных изделиях. Но не все стальные материалы сделаны одинаково.

Существует несколько типов стали и сплавов, каждый из которых обладает уникальными свойствами, что делает их подходящими для конкретных производственных целей. Некоторые стали прочные и тяжелые, другие — пластичные и универсальные.

Часто наши клиенты обращаются к нам, чтобы узнать, какой тип стали лучше всего подходит для их применения. Мы составили это краткое руководство, которое поможет вам сориентироваться в языке стали. Конечно, у вас могут возникнуть вопросы по приложению. Не стесняйтесь обращаться к нам с любыми уникальными потребностями в недвижимости, чтобы мы могли помочь вам найти подходящую сталь и производителя для ваших нужд.

Углеродистая сталь

Технически углеродистая сталь — это металлический сплав, содержащий как железо, так и углерод.Но в обрабатывающей промышленности углеродистая сталь часто определяется по-разному. Оба следующих элемента составляют «углеродистую сталь» на рынке металлов.

  • Сталь с содержанием углерода до 2%
  • Сталь, не содержащая каких-либо стандартных количеств элементов, которые позволяли бы отнести ее к «легированной стали» (например, кобальт, никель, вольфрам, молибден, титан, цирконий, ванадий, хром и т. Д.)

Вы также можете заметить термин «углеродистая сталь», применяемый к сталям с содержанием менее 0.4% меди или стали с определенным содержанием магния по отношению к меди, хотя эти определения оспариваются в разных отраслях. Для этого мы говорим о первых двух определениях.

Существует три способа классификации углеродистой стали: низкая, средняя и высокая.

Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь (или « мягкая углеродистая сталь » или « простая углеродистая сталь ») относится к углеродистым сталям с содержанием углерода до 0,30%. Это, безусловно, самый распространенный вид стали на рынке металлов.Для этого есть несколько причин. Во-первых, низкоуглеродистая сталь относительно недорогая. Кроме того, поскольку содержание углерода ниже, чем в стали со средним и высоким содержанием углерода, низкоуглеродистую сталь легко формовать, и она идеально подходит для применений, в которых прочность на растяжение не является непосредственной проблемой, например, для конструкционных балок.

Еще одним преимуществом низкоуглеродистой стали является то, что ее свойства можно относительно легко улучшить путем добавления дополнительных элементов, таких как магний. Низкоуглеродистая сталь также является идеальным выбором для науглероживания, которое улучшает твердость корпуса, не влияя на пластичность или ударную вязкость.

Как часто используется низкоуглеродистая сталь?

  • Конструкционные элементы
  • Машины
  • Трубы
  • Бытовая техника
  • Автомобильные комплектующие
  • Инструменты хирургические
  • Медицинское оборудование
  • Провода
  • Болты
  • Штампов
  • и т. Д.

Основные свойства низкоуглеродистой стали:

  • Низкая стоимость
  • Низкая твердость
  • Умеренная
  • Высокая обрабатываемость
  • Очень высокая прочность
  • Высокая пластичность
  • Высокая свариваемость

Среднеуглеродистая сталь

Среднеуглеродистая сталь относится к углеродистым сталям, имеющим от 0 до 0.Содержание углерода от 31% до 0,60% и от 0,31% до 1,60% магния. Одно из самых больших преимуществ среднеуглеродистой стали — ее прочность. Однако здесь есть некоторые компромиссы. Среднеуглеродистая сталь имеет низкую пластичность и вязкость, что затрудняет формовку и сварку.

Для чего обычно используется среднеуглеродистая сталь?

  • Детали машин
  • Напорные конструкции
  • Шатуны
  • Шестерни
  • Железнодорожные пути

Основные свойства среднеуглеродистой стали:

  • Низкая закаливаемость
  • Средняя пластичность
  • Средняя вязкость
  • Средняя прочность
  • Средняя свариваемость
  • Средняя обрабатываемость

Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь относится к углеродистым сталям, имеющим от 0 до 0.Содержание углерода от 61% до 1,50% и от 0,31 до 0,90% магния. Когда дело доходит до твердости и вязкости, предпочтительной углеродистой сталью является высокоуглеродистая сталь. Однако это требует компромисса. Сваривать, резать или формировать высокоуглеродистую сталь очень сложно.

Для чего обычно используется высокоуглеродистая сталь?

  • Железные дороги
  • Барс
  • Пружинная сталь
  • Тарелки
  • и т. Д.

Основные свойства высокоуглеродистой стали:

  • Низкая закаливаемость
  • Низкая пластичность
  • Пониженная свариваемость
  • Низкая обрабатываемость
  • Высокая прочность
  • Высокая прочность

Нержавеющая сталь

В то время как углеродистая сталь обычно определяется по содержанию углерода, нержавеющая сталь определяется по 10.Минимальное содержание хрома 5%. Подобно углеродистой стали, нержавеющая сталь также содержит углерод и железо, но дополнительный хром является ключом, который придает ей ее уникальные свойства. Одним из самых больших преимуществ нержавеющей стали является то, что она защищает сталь от окисления, которое со временем разрушает металлы. Нержавеющую сталь также можно отличить по ее блеску — свойству, обеспечиваемому хромом. Вы часто увидите, что нержавеющая сталь используется в посуде, ножах и медицинском оборудовании.

Как и углеродистая сталь, существуют различные типы нержавеющей стали, каждая из которых имеет уникальную рыночную цену и свойства.

Аустенитные сплавы

Аустенитные сплавы нержавеющей стали, безусловно, являются наиболее распространенными типами металлических нержавеющих сталей на рынке. Они устойчивы к окислению, придают уникальный вид и немагнитны (хотя при определенных обстоятельствах могут становиться магнитными).

Существует две распространенных марки аустенитного сплава:

Марки аустенитных сплавов также включают 301, 302, 303, 309 и 321.

Ферритные сплавы

Ферритные сплавы нержавеющей стали — еще один полураспространенный сплав нержавеющей стали.В отличие от аустенитных сплавов, они обладают магнитными свойствами, что позволяет использовать их там, где магнетизм необходим. Обычно это самые дешевые сплавы нержавеющей стали из-за относительно низкого содержания никеля.

Существует две распространенных марки ферритных сплавов:

Мартенситные сплавы

Мартенситные сплавы нержавеющей стали — наименее распространенный сплав нержавеющей стали. Эти сплавы обладают невероятной твердостью и ударной вязкостью, но у них плохие окислительные свойства, что делает их пригодными только для применений, требующих невероятной стойкости.

Существует одна распространенная марка мартенситного сплава:

.

Легированные стали

Самый широкий и разнообразный ассортимент стальных сплавов — это «легированные стали». Они производятся путем сочетания углеродистой стали с различными легирующими элементами, что придает каждой стали уникальные свойства. Существует невероятно широкий ассортимент легированных сталей, но некоторые из наиболее распространенных включают:

  • Хром
  • Кобальт
  • молибден
  • Никель
  • Вольфрам
  • Ванадий

Из-за невероятного разнообразия легированных сталей вы можете создавать стали практически со всеми возможными свойствами, используя легированные элементы.При этом некоторые из этих сталей относительно дороги.

Инструментальная сталь

Последняя группа сталей — инструментальные стали. Эти стали используются для инструментальной деятельности, например, для сверления. Инструментальная сталь, обычно состоящая из молибдена, ванадия, вольфрама и кобальта, является жаропрочной, прочной и прочной.

Всего существует 6 марок инструментальной стали:

  • Закалка на воздухе
  • Закалка в воде
  • Тип D
  • Горячие деформации
  • Типы ударопрочные
  • Масляная закалка

Вам нужна сталь?

Staub Manufacturing предлагает услуги с использованием большинства перечисленных выше сталей.Если вашей компании требуются наиболее подходящие стальные детали для производства высококачественной продукции, свяжитесь с нами. Мы — американские производители, сертифицированные по стандарту ISO 9001: 2105, и готовы помочь вам в поставке стальных изделий высшего качества.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *