Легована сталь – класифікація, маркування, властивості, застосування

Легована сталь — це сталь, що містить спеціальні легуючі добавки, які дозволяють в значній мірі змінювати ряд її механічних і фізичних властивостей. У даній статті ми розберемося, що з себе представляє класифікація легованих сталей, а також розглянемо їх маркування.

Круглий прокат з легованої сталі

Класифікація легованих сталей

За змістом в складі сталі вуглецю йде поділ на:

1. низьковуглецеві сталі (до 0,25% вуглецю);
2. середньовуглецеві сталі (до 0,25% до 0,65% вуглецю);
3. високовуглецеві сталі (більше 0,65% вуглецю).

В залежності від загальної кількості у їх складі легуючих елементів, які містить легована сталь, вона може належати до однієї з трьох категорій:

1. низьколегована (не більше 2,5%);
2. середнєлегована (не більше 10%);
3. високолегована (від 10% до 50%).

Властивості, якими володіють леговані сталі, визначає і їх внутрішня структура. Тому ознакою класифікація легованих сталей передбачає поділ на наступні класи:

1. доевтектоідні — у складі присутня надмірна ферит;
2. евтектоїдних — сталь має перлітову структуру;
3. заевтектоідні — в їх структурі присутня вторинні карбіди;
4. ледебуритные — у структурі присутня первинні карбіди.

По своєму практичному застосуванню леговані конструкційні сталі можуть бути: конструкційні (поділяються на машинобудівні або будівельні), інструментальні, а також сталі з особливими властивостями.

Призначення конструкційних легованих сталей:

• Машинобудівні — служать для виробництва деталей всіляких механізмів, корпусних конструкції і тому подібного. Відрізняються тим, що в переважній більшості випадків проходять термічну обробку.
• Будівельні найчастіше використовуються при виготовленні зварних металоконструкцій і термічній обробці піддаються в рідкісних випадках.

Класифікація машинобудівних легованих сталей виглядає наступним чином.

• Жароміцні стали активно використовуються для виробництва деталей, призначених для роботи в сфері енергетики (наприклад, комплектуючі парових турбін), а також з них роблять особливо відповідальний кріплення. В якості легуючих добавок у них використовують хром, молібден, ванадій. Жароміцні відносяться до среднеуглеродистым, среднелегированным, перлітним сталі.
• Покращувані (з категорій середньовуглецевих, низько — і середньолегованих) сталі, при виробництві яких використовують загартування, застосовуються для виготовлення сильно навантажених деталей, що випробовують навантаження змінного характеру. Відрізняються чутливістю до концентрації напруги в робочій деталі.
• Цементуемые (з категорій низьковуглецевих, низько — і середньолегованих) стали, як можна зрозуміти з назви, піддаються цементації і наступної після неї загартуванню. Їх застосовують для виготовлення всіляких шестерень, валів та інших схожих за призначенням деталей.

Залежність товщини цементованного шару від температури й часу обробки

Класифікація будівельних легованих сталей передбачає їх поділ на такі види:

• Масова — низьколеговані сталі у вигляді труб, фасонного і листового прокату.
• Мостобудівна — для автомобільних і залізничних мостів.
• Суднобудівна хладостойкая, нормальна і підвищеної міцності — добре протистоїть крихкому руйнуванню.
• Суднобудівна хладостойкая високої міцності — для зварних конструкцій, яким належить працювати в умовах низьких температур.
• Для гарячої води і пари — робоча температура допускається до 600 градусів.
• Низкоопущенные високої міцності — застосовуються в авіації, чутливі до концентрації напружень.
• Підвищеної міцності з застосуванням карбонитритного зміцнення, створює дрібнозернисту структуру сталі.
• Високої міцності з застосуванням карбонитритного зміцнення.
• Зміцнені прокаткою при температурі 700-850 градусів.

Застосування інструментальних легованих сталей

Інструментальна легована сталь широко використовується при виробництві різноманітного інструмента. Але крім явної переваги над вуглецевою сталлю в плані твердості і міцності, у легованої сталі є і слабка сторона — більш висока крихкість. Тому для інструменту, який активно піддається ударних навантажень, такі стали не завжди підходять. Тим не менше при виробництві величезного переліку ріжучого, ударно-штампового, вимірювального і іншого інструмента саме інструментальні леговані сталі залишаються незамінними.

Окремо можна відзначити быстрорежущую сталь, відмітними особливостями якої є дуже висока твердість і червоностійкість до температури 600 градусів. Така сталь здатна витримувати нагрівання при високій швидкості різання, що дозволяє збільшити швидкість роботи металообробного устаткування і продовжити термін його служби.

До окремої категорії відносяться леговані конструкційні сталі, наділені особливими властивостями: нержавіючі, з поліпшеними електричними і магнітними характеристиками. Від того, які елементи, а також в яких кількостях переважно містяться в них, вони можуть бути хромистыми, нікелевими, хромоникельмолибденовыми. Також вони поділяються на трьох-, чотирьох — і більше компонентні за кількістю містяться в них легуючих добавок.

Легуючі елементи і їх вплив на властивості сталей

Маркування легованих сталей вказує на те, які добавки в ній містяться, а також на їх кількісне значення. Але також важливо знати і те, який саме вплив на властивості металу чинить кожен з цих елементів окремо.

Хром

Добавка хрому збільшує корозійну стійкість, підвищує міцність і твердість, є основним компонентом при створенні нержавіючої сталі.

Нікель

Додавання нікелю підвищує пластичність, в’язкість сталі і корозійну стійкість.

Титан

Титан зменшує зернистість внутрішньої структури, підвищуючи міцність і щільність, покращує оброблюваність і корозійну стійкість.

Ванадій

Присутність ванадію зменшує зернистість внутрішньої структури, що підвищує плинність і поріг міцності на розрив.

Молібден

Добавка молібдену дає можливість поліпшити прожарювана, підвищити корозійну стійкість і знизити крихкість.

Вольфрам

Вольфрам підвищує твердість, не дає зернам збільшуватися при нагріванні і знижує крихкість при відпустці.

Кремній