Сталь – распространенный промышленный материал, применяемый во многих отраслях. Он представляет собой сплав железа с углеродом. В зависимости от процентного содержания химических элементов, изделия обладают разными свойствами.
Что такое легированная сталь
Для достижения необходимых качеств сталь насыщают искусственными добавками. Легирующие вещества увеличивают прочность материала, позволяют взаимодействовать с высокими температурами, повышают стойкость к агрессивной химической среде.
Классификация легированной стали
Сырье разделяют на несколько групп, различающихся по уровню содержания углерода, легированных элементов, общему составу и назначению.
В зависимости от содержания углерода, выделяют:
- высокоуглеродистые составы – не более 0,65 %;
- среднеуглеродистые составы – 0,25-0,65 %;
- низкоуглеродистые составы – не выше 0,25 %.
Также сталь может быть:
- высоколегированной – 10-50 %;
- среднелегированной – до 10 %;
- низколегированной – до 2,5 %
Также материал подразделяется по внутреннему составу. Наличие определенных веществ дает ему стойкость к механическому, химическому, магнитному, термическому воздействию:
- если в сырье содержится перлит, его называют эвтектоидным;
- при наличии первой группы карбидов сталь получает название – ледебуритная;
- когда в изделии преобладает феррит, оно становится доэвтектоидным;
- при содержании второй группы карбидов материалу присваивают статус «заэвтектоидный».
Сталь активно применяют в строительстве. В большинстве случаев она не требует дополнительной обработки, не подвергается высоким температурам. Материал используют для изготовления сварных изделий.
Также сырье нашло распространение в машиностроительной отрасли. В зависимости от содержания, составы применяют для производства:
- Деталей, предназначенных для работы в сфере энергетики. Производятся из жаропрочных сплавов с добавлением хрома или ванадия. Для данного класса характерно среднее по соотношению применение легированных и углеродистых элементов.
- Ответственных деталей. Подвергаются термической обработке, цементации и закалке. Применяют в изготовлении шестеренок, валов и пр.
- Деталей, испытывающих высокие нагрузки. Отличаются повышенным качеством закалки. Процентное содержание углерода не имеет значения.
Легированные конструкции также используют в:
- Судостроении – важно, чтобы сырье обладало повышенной стойкостью к коррозии, было прочным, переносило холод и механическое давление.
- Массовых целях – производство труб, уголков, листов, изделий различной формы.
- Возведении мостов – особое внимание уделяют строительству автотранспортных и железнодорожных линий, так как они являются наиболее нагруженными.
- Сантехнике – для работы с высокими температурами используют составы, выдерживающие не менее 500 °С.
- Авиации – для строительства воздушных судов необходимо, чтобы сталь была чувствительна к перепадам давления. Применяют низкоопущенные детали высокого класса износостойкости.
- Других сферах, где главную роль играет прочность. На этапе производства используют дополнительный метод обработки – прокатку. Иногда добавляют слой из карбонитрита.
Легированную сталь часто применяют в изготовлении инструментов. В отличие от углеродистой, она обладает повышенной прочностью. Однако у легированных элементов есть и минус – хрупкость. При частой эксплуатации материал начинает раскалываться на микроскопическом уровне, поэтому его не применяют в производстве ударных инструментов.
Что касается режущего/колющего инструментария, у легированной стали нет конкурентов. Для этих целей в производство была запущена быстрорежущая сталь, которая отличается повышенной твердостью и термической стойкостью. При контакте с листовым материалом, инструмент быстро нагревается. Сырье с легированными добавками способно выдержать температуру до 650 °С, значительно упрощая и ускоряя процесс обработки деталей. Кроме того, сталь долговечна и не требует специального ухода.
Для применения в отдельных сферах сталь насыщается дополнительными веществами. Различают нержавеющие и магнитные конструкции. Материал классифицируют по наличию таких компонентов, как хром (хромистый), никель (никелевый), их соединения (хромоникелевый) и др. В зависимости от количества элементов, различают двух-, трех- и более компонентные стали.
Какие марки стали относятся к легированным
Существует множество видов сталей, различающихся по характеристикам, наличию определенных веществ. Все они имеют уникальную маркировку, имеющую буквенное и цифровое обозначение. Говоря проще, название марки складывается из аббревиатуры химического элемента и количества содержания вещества в %.
Пример: Легированная сталь марки X25CrNi20-15, где
- X – хромистая сталь;
- 25 – содержание углерода в %;
- Cr – наличие хрома;
- Ni – содержание никеля;
- 20 – соотношение хрома в %;
- 15 – соотношение никеля в %.
Возможны разнообразные вариации легированных сталей по наличию веществ («Х», «Ni» и т.д.), свойств («Ж» – нержавеющая и пр.) магнитному взаимодействию («Е») и т.п. Рассмотреть маркировку легированных сталей можно на следующей таблице:
|
Маркировка |
Элемент |
Свойства |
|
Г |
Марганец, Mg |
Повышает стойкость к кислотам, в частности, к воздействию серы. |
|
Х |
Хром, Cr |
Является основным элементом при создании сплавов. Увеличивает прочность, твердость, стойкость к ржавлению. |
|
H |
Никель, Ni |
Повышает коррозийную стойкость, пластичность, вязкость. |
|
А |
Азот, N |
Повышает прочность на 25-50 % при сохранении изначальной пластичности. |
|
Б |
Ниобий, Nb |
Повышает износостойкость, сопротивление трению/ истиранию, гибкость. |
|
E |
Селен, Se |
Улучшает пластичность, коррозийные свойства. |
|
Л |
Бериллий, Be |
Повышает упругость, износоустойчивость. |
|
Р |
Бор, B |
Рост прочности без снижения модуля пластичности, наличие амортизирующих свойств. |
|
Ю |
Алюминий, Al |
Окалиностойкость, т.е. стойкость к образованию ржавчины при взаимодействии с газами. |
|
П |
Фосфор, P |
Снижает упругость, вязкость, повышает твердость, ухудшает прочность при взаимодействии с низкими температурами. |
|
C |
Кремний, Si |
В малых концентрациях увеличивает прочность с сохранением изначальной вязкости. В больших количествах увеличивает стойкость к ржавлению, упругость, сопротивление действию кислот и электричества. Также повышает магнитопроницаемость стали. |
|
Д |
Медь, Cu |
Упрощает обработку методом прокалки, препятствует образованию цементита, снижает естественную потерю углерода, увеличивает соотношение перлита. |
|
Ф |
Ванадий, V |
Уменьшает форменную зернистость, увеличивает прочность, текучесть в жидком виде. |
|
В |
Вольфрам, W |
При взаимодействии с высокими температурами обеспечивает стабильную текучесть без увеличения объема зерна, снижает хрупкость при охлаждении. |
|
K |
Кобальт, Co |
Повышает термостойкость, прочность. |
|
M |
Молибден, Mo |
Улучшает прокалку стали, снижает хрупкость. |
|
T |
Титан, Ti |
Снижает зернистость, что приводит к увеличению ударопрочности, плотности, стойкости к ржавлению. |
|
Ц |
Цирконий, Zr |
Максимально уменьшает размеры зерна, на этапе производства позволяет получить материал с заданной зернистостью. |
|
Ч |
Редкие металлы |
Улучшение пластичности, снижение адсорбции. |
Выделяют также дополнительную буквенную маркировку. Например, буква «Я», которая обозначает принадлежность изделия к нержавеющему хромоникелевому классу. Символом «Ш» отмечают стали, относящиеся к шарикоподшипниковым маркам. Буква «Р» означает быстрорежущие составы.
В конце маркировки легированных изделий иногда указывают символ «А». Он обозначает высококачественную сталь. Самое качественное сырье на конце марки имеет пометку «Ш». Если этих букв нет, значит, в изготовлении использовались стандартные сплавы.
Узнать о точном содержании химических элементов можно из справочников или документов. Сделать это можно и, зная общую маркировку металлов. Первая цифра формулы говорит о содержании углерода в составе, последующие – о процентном соотношении дополнительных веществ. Маркировка легированных сталей может не содержать цифр. Это говорит о том, что доля элемента ниже или равна 1,5 %.
Для чего используется легированная сталь
Данные сплавы используются повсеместно. Из легированных сталей производят различные строительные конструкции, инструменты, ответственные элементы, детали машин, измерительные приборы, амортизирующие средства и мн. др. Сырье используют даже в изготовлении посуды и бытовой техники.
Если бы легированные добавки не были столь дороги, они бы распространились во всех сферах человеческой деятельности. На сегодняшний день их применяют в изготовлении наиболее значимых конструкций, с которыми не могут справиться другие составы.
Легирующая сталь – гарант прочности, надежности и долголетия. Ее используют в судостроении, возведении мостов, крупных машин, авиастроении, приборостроении и других отраслях промышленности. Высокая прочность в сочетании с пластичностью и коррозийными свойствами открывает широкие возможности для производства.
Компания «ИноксНао» занимается продажей нержавеющей стали – листового/сортового проката, трубных конструкций, трубопроводной арматуры. Мы предлагаем:
- Бесплатную консультацию. Есть вопросы? Задавайте! Менеджеры помогут Вам сделать выбор.
- Скидки на крупные заказы. Если Вы оптовик, то пришли по нужному адресу.
- Бесплатную доставку до места назначения. В то время как другие организации включают логистику в стоимость заказа, мы производим погрузку/выгрузку за свой счет.
Подать заявку можно через форму сайта или, позвонив по номеру телефона.