Конструкционные легированные стали их состав свойства маркировка применение

Конструкционные легированные стали их состав свойства маркировка применение Маркировка
Содержание
  1. Химический состав
  2. Свойства легированной стали
  3. Производство легированной стали.
  4. Маркировка легированных сталей по ГОСТ
  5. Таблица. Обозначения и особенности применения легирующих элементов
  6. Классификация по назначению
  7. Конструкционные
  8. Инструментальные
  9. Зарубежные и отечественные аналоги Стали 30ХГСА
  10. Классификация и применение
  11. Низколегированные стали
  12. Низколегированные мартенситные стали
  13. Среднеуглеродистые высокопрочные стали
  14. Шарикоподшипниковые стали
  15. Хромомолибденовые теплостойкие стали
  16. Сварка легированных сталей
  17. По количеству легирующих добавок
  18. По химическому составу
  19. По виду обработки
  20. Легированный металлолом
  21. Легированный лом
  22. Легирование и примеси — есть ли разница
  23. Российский государственный стандарт
  24. Исторический путь
  25. Преимущества и недостатки
  26. Классификация конструкционных сталей
  27. Марки легированной стали
  28. Таблица 1. Сопоставление марок стали типа Cm и Fе по международным стандартам ИСО 630-80 и ИСО 1052-82.
  29. Таблица 2. Условные обозначения легирующих элементов в металлах и сплавах
  30. Свойства и классификация легированных конструкционных сталей
  31. Обзор конструкционных легированных сталей
  32. Механические свойства
  33. Области применения
  34. Классификация легированных сталей
  35. По степени легирования
  36. По структуре кристаллической решетки
  37. По качеству
  38. По свойствам
  39. Какие стали называют легированными
  40. Физические свойства
  41. Характеристика легированных сталей
  42. Виды легированной стали
  43. Назначение легированной стали
  44. Особенности сварки и обработки
  45. Что собой представляют углеродистые стали

Химический состав

Качество стали зависит от количества в ней углерода, который является одним из основных элементов, входящих в состав. Еще одним обязательным элементом является железо.

Хром, никель, ванадий, медь и пр. элементы добавляются для улучшения свойств материала.

Конструкционные легированные стали их состав свойства маркировка применение

Рассмотрим подробнее влияние легирующих элементов на свойства стали:

  • Никель – позволяет сделать материал не только прочным, но и пластичным. Именно этот элемент, входящий в состав, отвечает за стойкость к коррозии;
  • Хром – также отвечает за устойчивость к коррозии, благодаря ему получается нержавеющая сталь, делает ее твердой и прочной;
  • Ванадий – благодаря этому элементу структура стали становится мелкозернистой, плотной;
  • Медь – помимо стойкости к коррозии противодействует кислотам;
  • Вольфрам – позволяет материалу оставаться твердым при увеличении температуры (нагреве);
  • Марганец, входящий в состав, отвечает за износостойкость;
  • Кремний – делает металл упругим, отвечает за магнетизм;
  • Если в состав входит алюминий, то он позволяет становиться материалу жаростойким.

Что происходит со структурой, когда добавляются различные примеси? При их введении кристаллическая решетка рушится за счет различия в формах электронов, а также атомных величин. Характеристики стали могут меняться в зависимости от состава.

В состав могут входить две, три и более примесей. Это зависит от того, какой конечный продукт нужно получить.

В состав могут также входить титан, кобальт, молибден, отвечающие за прочность, твердость и пластичность материала, который приобретает все перечисленные свойства в основном после того, как будет пройдена термообработка.

Свойства легированной стали

Конструкционные легированные стали их состав свойства маркировка применение

Свойства легированных сталей являются разнообразными. Они главным образом определяются теми добавками, которые применяются в качестве легирующих при производстве отдельных видов стальных материалов.

В зависимости от добавленных легирующих компонентов сталь приобретает следующие качества:

  • Прочность. Данное свойство приобретает после добавления в ее состав хрома, марганца, титана, вольфрама.
  • Устойчивость к образованию коррозии. Это качество появляется под воздействием хрома, молибден.
  • Твердость. Сталь становится боле твердой благодаря хрому, марганцу и другим элементам.

Внимание: Стоит отметить, что для того, чтобы легированная сталь была более прочной и устойчивой к внешнему влиянию окружающей среды необходимое содержание хрома не должно быть менее двенадцати процентов.

Сталь легированного типа при правильном процентном соотношении всех входящий в нее элементов не должна менять свои качестве при температуре нагревания до шестисот градусов Цельсия.

Производство легированной стали.

https://youtube.com/watch?v=7n5D1kBdNXI

Маркировка легированных сталей по ГОСТ

В отличие от ГОСТ 380-2005, определяющего состав и обозначение углеродистых сталей обыкновенного качества, обозначение качественных углеродистых (ГОСТ 1050-2013) и легированных сталей (ГОСТ 4543-2016) состоит из цифр и букв, показывающих их химический состав, степень очистки и назначение.

Таблица. Обозначения и особенности применения легирующих элементов

Элемент Химическое обозначение Обозначение в маркировке СНГ Типичное содержание, % Особенности применения Марганец Mn Г 0,8 – 13 Аустенитобразующее вещество, улучшает прокаливаемость и увеличивает порог жидкотекучести металла. Повышает сопротивление истиранию и ударным нагрузкам. Кремний Si С 0,5 – 14,0 Ферритообразующий компонент. Не влияет на вязкостные свойства, при этом повышает предел прочности и текучести, магнитную проницаемость и электропроводимость. Улучшает пластичность, кислотостойкость и прочностные показатели. Алюминий Al Ю 0,02 – 0,07 Минимизирует процессы старения. Повышает пластичность. Связывает кислород Фосфор P П 0,05 – 0,35 Улучшает антикоррозионные свойства и обрабатываемость. В количестве более 0,03% провоцирует хладноломкость. Хром Cr Х 0,3 – 30 Ферритообразующий компонент. Широко используется как самостоятельный легирующий агент, так и в комплексе с другими веществами. Его введение способствует расширению температурного интервала затвердевания, увеличивает прочность и твердость без изменения показателей пластичности. Содержание 1% улучшает механические свойства. С повышением концентрации хрома до 5% увеличивается теплостойкость, а кислотостойкие и жаропрочные сплавы уже содержат более высокий процент хрома, который может достигать 28%. Никель Ni Н 0,3 – 25 Аустенитообразующий компонент. Улучшает ударную вязкость и термоокислительную стабильность. Повышает прокаливаемость и окалиностойкость. Молибден Mo М 0,2 – 6,5 Значительно повышает показатели твердости, прочности и прокаливаемости. В наибольшей концентрации содержится в жаропрочных и быстрорежущих сталях, а в конструкционных марках его количество обычно не превышает 0,4%. Вольфрам W В 1,0 – 18,0 Карбидообразующая присадка, повышающая пределы прочности и твердости. Вводится в быстрорежущие инструментальные сплавы до 18% и оптимизирует термопрочность и сопротивление ударным нагрузкам. Ванадий V Ф 0,09 – 2,0 Карбидообразующий агент, который увеличивает прочность и повышает вязкость. Ванадийсодержащие сплавы демонстрируют отличную ударную стойкость и инертность к напряжениям, но очень дорого стоят. Титан Ti Т 0,03 – 0,15 Связывая углерод в прочные карбиды, измельчает зерна аустенита и снижает склонность к межкристаллической коррозии. Повышает кислотоустойчивость и, наряду с другими карбидообразующими, способствует самозакалке стали. Ниобий Nb Б 0,01 – 1,5 Сильный карбидообразующий элемент. В нержавеющие сплавы вводится для минимизации межкристаллической коррозии, в марганцовистую – для снижения отпускной хрупкости. Медь Cu Д 0,03 – 4,0 Ее присадка увеличивает предел текучести, пластичность, сопротивляемость коррозионным процессам. В судостроении позволяет эффективно решить проблему обрастания подводной части корпуса водорослями и ракушками. Бор B Р 0,0008 – 0,005 Увеличивает прокаливаемость. Является лучшей альтернативой для замены дорогостоящего молибдена и никеля. Кобальт Co К 5,0 – 30,0 Используется для жаростойких и быстрорежущих марок. Его присадка позволяет режущей плоскости сохранять свои свойства даже при температурах красного каления и защищает конструктивные части теплогенерирующих элементов от окисления при воздействии агрессивных сред и критических температур. Редко-земельные металлы (РЗМ) Ce, La и др. Ч 0,02 – 0,05 Одновременно выступают дегазаторами и десульфураторами. В значительной мере оптимизирующее влияют на обрабатываемость и физико-механические свойства. Улучшают жидкотекучесть, свариваемость и ковкость. Сера S — 0,03 – 0,3 Несмотря на то, что наличие серы активизирует процессы ржавления и охручивания стали, она используется в автоматных марках для облегчения станочной обработки.

Первые цифры показывают содержание углерода в сотых долях процента, затем следуют буквы и цифры, указывающие на легирующий элемент и его долю в процентах. Пропущенная цифра в обозначении указывает на его долю в содержании около 1% или менее.

Например: сталь 08Х13 — 0,08% углерода, 13% хрома — детали, подвергающиеся резким ударным нагрузкам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода).

Дополнительные обозначения в начале марки:

  • Р — быстрорежущая;
  • Ш — шарикоподшипниковая;
  • А — автоматная;
  • Э — электротехническая;
  • Л — полученная литьём;
  • и др.

Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце — что сталь чистая по сере и фосфору (содержание фосфора и серы в такой стали не превышает 0,03 %).

Две буквы А в конце — «АА» — означают, что сталь особо чистая (ещё более чистая по сере и фосфору).

  • сталь 18ХГТ — 0,18 % С, 1 % Сr, 1 % Мn, около 0,1 % Тi;
  • сталь 38ХН3МФА — 0,38 % С, 0,8—1,2 % Сr; 3-3,5 % Ni, 0,35—0,45 % Мо, 0,1—0,18 % V;
  • сталь 30ХГСА — 0,30 % С, 0,8—1,1 % Сr, 0,9—1,2 % Мn, 0,8—1,25 % Si;
  • сталь 03Х13АГ19 — 0,03 % С, 13 % Сr, 0,2—0,3 % N, 19 % Мn.
  • Связанные товары
  • Популярные товары
  • Акции

Классификация по назначению

Данные о том, какими по качеству производят углеродистые конструкционные стали, позволяют объективно оценить свойства и качественные показатели конечной металлопродукции. Но чтобы при производстве изделий, полуфабрикатов, комплектующих, запасных частей и конструкций изготовители смогли обеспечить им должный уровень технологичности, надежности и безопасности, необходимо руководствоваться тем, где, как и в каком виде будет использоваться сталь углеродистая. Для этого ее в системе стандартов Украины и СНГ классифицируют на две следующие подгруппы.

Конструкционные

Обширная группа, включающая марки стали, использующиеся для металлоконструкций, деталей и комплектующих механизмов, устройств, предметов быта. Они должны хорошо сопротивляться удару и обрабатываться, отличаться оптимальным соотношением достаточной прочности, пластичности и долговечности. По качественным признакам конструкционные углеродистые стали включают марки обыкновенного качества и качественные. Выбираются с учетом параметров прочности в широком смысле, а также глубины прокаливаемости, величины ударной вязкости и износостойкости и пр.

Конструкционные легированные стали их состав свойства маркировка применение

Инструментальные

Широко применяются для штамповой оснастки, ручного и механического режущего инструмента, очень ограниченно – для измерительного. Поставляются с химическим составом согласно ДСТУ 3833/ГОСТ 1435 и используются преимущественно в термообработанном виде.

Зарубежные и отечественные аналоги Стали 30ХГСА

Аналоги и заменители представляют собой либо полностью идентичные сплавы с другими названиями (произведенные в странах, где приняты другие системы маркировок), либо сплавы, максимально близкие по своим свойствам к стали 30ХГСА. Необходимость заменить марку иногда возникает в строительстве или при изготовлении деталей, решение об этом принимает инженер-конструктор. Замена материала вполне распространенная практика, не ухудшающая характеристик готового изделия или конструкции. Замену нельзя производить только в случаях, когда к изделию или конструкции предъявляются повышенные требования.

На отечественном рынке заменителей стали 30ХГСА достаточно много, ими могут быть:

  • 40ХН;
  • 25ХГСА;
  • 40ХФА;
  • 35ХМ;
  • 35ХГСА (является ближайшим и наиболее предпочтительным аналогом).

Зарубежными аналогами являются марки:

  • 14331 точный аналог чешского производства;
  • 30ChGSA точный аналог болгарского производства;
  • 30HGSA точный аналог польского производства.

Классификация и применение

Легированными сталями называют такие стали, которые получают свои улучшенные свойства за счет: — одного или нескольких специальных легирующих элементов; — более высокого содержания, чем в обычных углеродистых сталях таких элементов как магний и кремний.

Легированные стали содержат марганец, кремний и медь в более высоких концентрациях, чем это допускается для обычных углеродистых сталей (1,65 % по марганцу; 0,60 % по кремнию и 0,60 % по меди).

Легирующие элементы повышают механические и технологические свойства сталей. Обычно легированные стали делят на три группы по суммарному содержанию легирующих элементов (не считая углерода): — низколегированные стали – менее 5 %; — среднелегированные стали – от 5 до 10 %; — высоколегированные стали – более 10 %.

Низколегированные стали

Низколегированные стали образуют группу сталей, которые проявляют более высокие механические свойства по сравнению с обычными углеродистыми сталями. Это является результатом добавок таких легирующих элементов как никель, хром и молибден. Для многих низколегированных сталей главная функция легирующих элементов заключается в увеличении прокаливаемости стали, чтобы оптимизировать затем прочностные и вязкие свойства средствами термической обработки. В некоторых случаях, однако, легирующие элементы применяют для того, чтобы повысить сопротивление стали каким-либо специфическим воздействиям.

Низколегированные стали , в свою очередь, разделяют:

  • по химическому составу на базе основных легирующих элементов: никелевые, хромоникелевые, молибденовые, хромомолибденовые и тому подобные стали;
  • по термической обработке: закаленные и отпущенные (мартенситные), нормализованные и отпущенные, отожженные и так далее;
  • по свариваемости.

Стали могут иметь огромное разнообразие химических составов и, кроме того, одни и те же стали могут получать различные термические обработки. Поэтому существуют определенные «нахлесты» в той классификации низколегированных сталей, которая представлена выше.

По этой причине низколегированные стали чаще делят на четыре больших группы, такие как:

  • низколегированные мартенситные (улучшаемые) стали;
  • среднеуглеродистые высокопрочные стали;
  • шарикоподшипниковые стали;
  • теплостойкие хромомолибденовые стали.

Низколегированные мартенситные стали

Низколегированные мартенситные стали характеризуются относительно высокой прочностью с минимальным пределом текучести 690 МПа и хорошей ударной вязкостью и пластичностью, коррозионной стойкостью и свариваемостью. Их также называют низколегированными улучшаемыми сталями, имея в виду улучшение термической обработкой. Из этих сталей изготавливают плиты, листы, прутки, профили и кованые изделия. Они широко применяются для изготовления сосудов под давлением, землеройного и шахтного оборудования, а также ответственных элементов больших стальных конструкций.

Среднеуглеродистые высокопрочные стали

Среднеуглеродистые высокопрочные стали являются конструкционными и имеют очень высокую прочность. Минимальный предел текучести сталей этого класса достигает 1380 МПа.

ГОСТ 4543-71 разбивает эти сплавы на пять групп – по возрастанию степени легирования. По мере увеличения степени легирования возрастает размер сечения изделия, на котором может быть достигнута сквозная прокаливаемость. Самые прочные стали из пятой группы легируются 1,2-1,5 % хрома; 3,0-3,4 % никеля; 0,35-0,45 % молибдена и 0,1-0,2 % ванадия.

Примером такой стали может служить хромомолибденовая сталь 30ХМ из третьей группы по ГОСТ 4543-71 (аналог знаменитой стали 4130, из которой за рубежом делают велосипедные рамы). Минимальные предел текучести стали 30ХМ составляет 735 МПа, минимальный предел прочности – 930 МПа, а минимальная ударная вязкость KCU – 78 Дж/см2.

Шарикоподшипниковые стали

Шарикоподшипниковые стали должны обладать высокой твердостью. Поэтому они обычно имеют содержание углерода около 1 %. Для хорошей прокаливаемости при закалке в масле эти стали имеют от 0,4 дл 1,65 % хрома. Иногда применяют низколегированную подшипниковую сталь (0,10-0,20 % углерода). В этом случае высокой твердости поверхности добиваются цементованием.

Хромомолибденовые теплостойкие стали

Хромомолибденовые теплостойкие стали содержат 0,5-9 % хрома, 0,5-1,0 % молибдена и обычно менее 0,20 % углерода. Их подвергают различным термическим обработкам: нормализации с отпуском, закалке с отпуском или отжигу. Эти стали применяют в нефтегазовом оборудовании, химической промышленности, оборудовании обычных и атомных электростанций для изготовления труб, теплообменников и сосудов высокого давления.

Сварка легированных сталей

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

  • Сварка низколегированных сталей. Особенность заключается в высокой сопротивляемости холодным трещинам и хрупкому разрушению. Но, такие свойства соединительного шва можно достичь только при правильном сваривании. 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 классу электрода, толщине металла и виду сплава. 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. Необходимо использовать сварочные материалы, в которых содержание легирующих элементов должно быть меньше, чем в свариваемом материале. 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. Следует применять сварочное оборудование с минимальным тепловым захватом материала. Это необходимо для снижения вероятности коробления высоколегированного металла во время сварки, по причине большого содержания в составе металла различных примесей. Электрическая сварка осуществляется с использованием электродов с фтористокальциевым покрытием. Применение газовой сварки при изготовлении конструкций из высоколегированных сталей нежелательно. В исключительных случаях используется для соединения жаропрочного листа толщиной не более 2 мм.

Конструкционные стали обыкновенного качества характеризуются целым набором различных свойств, которые и гарантируют их эффективное использование. Данный сплав славится своим высоким качеством и надежностью, благодаря чему может использоваться практически с любыми другими материалами. Достичь такого результата удалось благодаря тому, что специалисты в процессе производства очень аккуратно подбирают состав сплава, постоянно совершенствуют методы, благодаря которым удается гарантировать высокое качество и надежность выходного материала.

Конструкционные стали обыкновенного качества могут быть шести разных категорий, каждая из которых зависит от способа и скорости окисления. Учитывая тот факт, что данный процесс заключается в выведении кислорода из металла, он напрямую влияет на его структуру и свойства.

Она довольно широкая, и имеет несколько подвидов.

Стали бывают машиностроительными и строительными. В первом случае это металлы, служащие для производства деталей разных механизмов, конструкций корпусов и другого. И их главное отличие в том, что они почти всегда проходят высокотемпературную обработку. Строительные же стали чаще применяют для металлоконструкций, предусматривающих сварку. То есть термическая обработка для таких металлов – редкость.

Машиностроительные легированные стали, в свою очередь, бывают жаропрочными, улучшаемыми и цементуемыми. Жаропрочные активно востребованы на рынке энергетики, из них можно делать, к примеру, комплектующие для турбин. Из них же делают отличный крепеж. Улучшаемые стали предполагают применение закалки при производстве. Выпускают из них сильно нагруженные изделия. Они же чувствительны к концентрированному напряжению в детали.

А цементуемые стали подвергаются цементации, а также закалке, которая следует после нее. Из них делают шестерни, валы и другие детали со схожим функционалом.

Строительные же стали также бывают разные: массовая, судостроительная хладостойкая нормальной и средней прочности, а также повышенной прочности, для пара и горячих вод, упрочненные прокатом на температуре 700-850 градусов и так далее.

А класс инструментальной легированной стали становится сырьем для создания широкого круга инструмента.

Но все же не для всякого: для того, что проходит ударные нагрузки, материал не подойдет. А вот для режущих, измерительных, ударно-штамповых категорий – более чем.

По количеству легирующих добавок

Эта классификация предполагает следующее деление: высоколегированные стали, среднелегированные и низколегированные. В высоколегированной стали до 50% добавок (но не менее 10%) – такие изделия можно считать самыми прочными, но при этом и самыми дорогими. К среднелегированной стали относятся материалы, в которых легированные добавки содержатся в количестве 2,5-10%. В низколегированных составах добавок меньше 2,5%. Положительных качеств в таком металле достаточно, но для металлообработки их все же не хватает.

По химическому составу

В зависимости от химсостава сталь может быть качественной, высококачественной (А), особо высококачественной (Ш). В последнем случае получить вид можно электрошлаковой переплавкой металла.

По виду обработки

Прокат может быть кованым и горячекатаным, предполагающим особую отделку поверхности, и калиброванным. По уровню термической обработки продукция может быть: без термической обработки как таковой, с термической обработкой, нагартованной. Если обработка была, сталь будет маркироваться ТО, если нагартована (то есть используется метод проката), буквой Н.

Существуют марки с особыми свойствами, которые согласно тому же ГОСТу обозначаться будут иначе. В таком случае первой проставится буква, которая определяет вид стали. Если она шарикоподшипниковая, например, будет буква Ш, а если магнитная – Е, нержавеющая – Я. После этой буквы уже используется стандартная схема.

Могут в маркировке литеры стоять и в конце аббревиатуры, значит, эта группа не относится к обычной стали, а обладает своими свойствами и определяющими качествами. Так, высококачественная и особо высококачественная (именно так они и называются) в конце маркировки будут иметь литеры А и Ш. Если сплав литейный, будет идти литера Л. А те сплавы, которые отличает коррозийная устойчивость, обозначатся литерой К.

Легированный металлолом

Обзор рынка легированного лома касается не только стали, но и чугуна. Действительно, доля объявлений купим легированный лом чугуна, не особо уступает спросу на вторичное низкоуглеродистое железо. Прием легированного лома осуществляется практически всеми пунктами, работающими с черным металлом, однако по существенно более высокой стоимости.

Для пунктов приема металлолома разделения по легированным сталям нет (как в справочнике) – для них есть черный лом, лом нержавеющей стали и лом быстрорезов. В черный лом могут включаться такие стали, как: 09Г2с и другие марки. Некоторые предприятия специализированно закупают определенную марку.

Цена лома за килограмм определяется вхождением легирующих элементов. Например, вторичная сталь, с содержанием никеля более 9. 3%, может приниматься до 60 рублей за кг, тогда как более низкая концентрация Ni, приравнивает отходы к обычному черному стальному лому – 11000 за тонну.

Легированный лом

Особую ценность представляют быстрорежущие марки (быстрорежущая сталь), ценность которых даже в виде металлолома существенно выше. Однако сами по себе отходы быстрорезов многие приемщики разделяют на две категории:

  • обозначение марки Р6М5, Р18, применяемые для обработки металлов, тех же легированных конструкционных сталей;
  • обозначение сорта Р9 и Р12, используемые для работ по камню и менее твердым материалам.

Таким образом, стоимость лома легированной стали определяется в основном парой параметров: содержание и вид добавки, а также качество самой стали.

Легирование и примеси — есть ли разница

Некоторые химические элементы, содержащиеся в обычных сталях, тоже можно называть легирующими. К таким можно отнести, например, медь (до 0,2%), кремний (до 0,37%) и т. Постоянными спутниками любой стали являются фосфор и сера. Тем не менее, металловеды относят их к примесям.

Почему? Любая примесь является следствием либо чистоты исходной руды (марганец), либо специфики металлургических процессов плавки (сера, фосфор). Теоретически выплавленная без фосфора и серы сталь обладала бы такими же механическими свойствами. Легирование же имеет своей конечной целью именно повышение определённых технических характеристик стали, а сера и фосфор этого не делают. При этом они однозначно относятся к вредным, но неизбежным примесям добавкам.

Наличие химического элемента с концентрацией более 1% дает основание вводить его условное значение в марку стали. В целом принято, что стали:

Если в составе выплавляемого сплава процентное содержание железа не превышает 55%, то такой материал уже не может использовать название легированной стали. Это правило нельзя отменить.

Так как данный класс материалов очень обширен, то возникла необходимость в обозначении отдельных элементов. К сожалению, нет единых во всем мире правил по тому, как ставить клеймо. Мы будем перечислять правила, характерные для российского производства.

В основе маркировке – цифры и буквы. Литеры могут означать особые свойства или принадлежность к узкому классу, но наиболее часто они отвечают за компонент, который находится в составе:

Российский государственный стандарт

За маркировку отвечает ГОСТ 4543-71. Согласно документу, по букве, которая стоит спереди, можно определить, к какому классу относится вещество:

  • Ж – нержавеющий сплав.
  • Х – хромистый.
  • Е – магнитный.
  • Я – хромоникелевая нержавейка.
  • Ш – шарикоподшипниковый.
  • Р – инструментальный быстрорежущий.
  • А – высококачественный.
  • Н – полученный нагартованным прокатом.
  • ТО – способ термической обработки.

Также следует смотреть на цифры. Первая позволяет понять, сколько в составе углерода, а затем вместе с буквой стоит процент содержания другой легирующей добавки.

Вот пример маркировки хромистого соединения:

Исторический путь

Начало развития легирования было заложено обоснованием тигельного способа плавления стали в Европе в XVIII веке. В более примитивном варианте тигли использовались еще в древние времена, в том числе для выплавки булатной и дамасской стали. В начале 18 века эта технология получила совершенствование в промышленных масштабах и позволяла корректировать состав и качество исходного материала. Приобретает новые характеристики.

  • Одновременное открытие все новых и новых химических элементов, подталкивало исследователей на экспериментальные опыты выплавки.
  • Установлено негативное влияние меди на качество стали.
  • Открыта латунь, содержащая 6 % железа.

Проводились опыты с точки зрения качественного и количественного влияния на стальной сплав вольфрама, марганца, титана, молибдена, кобальта, хрома, платины, никеля, алюминия и прочих.

Первое промышленное производство стали, легированной марганцем, налажено в начале XIX века. Оно же получило развитие с 1856 года в рамках бессемеровского процесса выплавки.

Преимущества и недостатки

Как и любая марка стали, 30ХГСА обладает набором особенностей, определяющих сферы ее применения. У нее есть как сильные стороны, так и уязвимости, ограничивающие ее использования в определенных условиях. В ряде случаев недостатки можно нивелировать с помощью дополнительной обработки тепловой, химической или нанесения защитного покрытия на поверхность изделия.

  • ударная вязкость высокая способность стали противостоять динамическим нагрузкам;
  • твердость объясняется высоким содержанием углерода в составе стали;
  • износоустойчивость устойчивость к переменным нагрузкам, особо ценное качество стали 30ХГСА, сделавшее ее незаменимой в самолетостроении;
  • хорошая свариваемость;
  • высокая сопротивляемость постоянному тепловому воздействию (до 400С).
  • Низкая прокаливаемость небольшая глубина изменений при закалке;
  • Флокеночувствительность подверженность образованию внутренних трещин, снижающих механические показатели;
  • Коррозионная подверженность сталь нельзя использовать в условиях повышенной влажности или прямого контакта с водой без гальванического покрытия или других защитных мер.

Классификация конструкционных сталей

Начальная классификация конструкционных сталей подразумевает их разделение на две основных группы:

  • Стали углеродистые обыкновенного качества. Они сильно востребованы в машиностроении во многом за счёт своей дешевизны и сбалансированных свойств. Согласно действующему ГОСТ 380-2005 они не классифицируются на подгруппы.
  • Стали углеродистые качественные (улучшаемые стали). Они относятся к категории мягких сталей и используются в изготовлении деталей по технологии штамповки (глубокой вытяжки). К ним относятся сплавы марок Сталь08-Сталь85, где цифры в маркировке указывают на присутствие в сплаве углерода.
  • Стали легированные качественные. Эти стали используются в производстве наиболее ответственных узлов конструкций и деталей, практически ко всем применяется закалка со стабилизирующим отпуском. Легирующими элементами в них выступает хром, марганец, никель, молибден, ванадий или бор.

Стальные сплавы этого типа не лишены и «вредных» примесей, основными из которых выступает фосфор и сера:

  • за счёт наличия фосфора в составе детали приобретают способность к растрескиванию и разрушению в ходе обработки механическими методами;
  • из-за наличия серы в составе детали подвержены трещинообразованию при горячей обработке и высоком давлении.

В углеродистых сталях содержание примесей серы и фосфора находятся в нижеследующих значениях:

  • качественные сплавы (маркируемые как «Сталь») содержат не больше 0,035%;
  • высококачественные стали (маркируемые буквой «А») содержат до 0,025%;
  • отличающиеся особо высоким качеством (они маркируются буквой «Ш») содержат до 0,015% примесей.

Для эксплуатации в условиях ударных нагрузок и постоянного износа разработан специальный вид конструкционных сталей — цементированные, которые могут быть как углеродистыми, так и легированными. Делятся они, в свою очередь, на хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевые, легированные вольфрамом, молибденом, бором.

Для плавки стали используется углерод и дополнительные элементы. В зависимости от будущего назначения сплава к материалу предъявляются определенные требования к качеству: твердость, пластичность, текучесть и т. Корректировку этих параметров можно осуществлять с помощью изменения % содержания углерода. Его процентное соотношение к общему объему является одним из основных условий разделения стали на виды.

Их отличительные качества и особенности описаны в нормативных документах:

  • Обыкновенного качества – ГОСТ 380-85
  • Конструкционная – ГОСТ 380-88
  • Инструментальная – ГОСТ 1435-54 и ГОСТ 5952-51

Чем больше содержание углерода, тем выше показатель твердости. Однако нужно учитывать, что одновременно с этим возрастает хрупкость. В зависимости от этого показателя сталь по химическому составу разделяют на:

  • Низкоуглеродистая – содержание C до 0,25%. Отличается хорошей пластичностью, относительно легко поддается деформации, как в холодном состоянии (годна для холодной ковки), так и под воздействием высоких температур.
  • Среднеуглеродистые – содержание углерода от 0,3% до 0,6%. Обладает достаточной прочностью, но также имеет хорошие показатели пластичности и текучести, что важно для обработки. Область применения – элементы конструкций, эксплуатация которых подразумевает нормальные условия.
  • Высокоуглеродистые – от 0,6% до 1,4%. Из нее изготавливают высокопрочный инструмент, приборы для измерения.

Каждый из этих видов стали имеет определенную область применения в зависимости от характеристик.

Марки легированной стали

Конструкционные легированные стали их состав свойства маркировка применение

Марки легированной стали являются различными. Они представлены в большом многообразии. В зависимости от назначения стали определяется ее маркировка.

Сегодня имеется большое количество требований к маркировке легированной стали. Для данного процесса используются цифровые и буквенные обозначения. Сначала при маркировке используются цифры. Они являются показателями того, сколько содержится в том или ином виде легированной стали сотых долей углерода. После цифр стоят буквы, которые являются обозначением того, какие легирующие добавки были использованы при производстве того или иного легированного типа стали.

После букв могут стоять цифры, обозначающие количество легирующего вещества в составе стального материала. Если после обозначения какого-либо легирующего элемента не стоит цифровое обозначение, то его в составе имеется минимальное количество, не достигающее даже одного процента.

Таблица 1. Сопоставление марок стали типа Cm и Fе по международным стандартам ИСО 630-80 и ИСО 1052-82.

Марки стали
СтFeСтFe

СтОFe310-0Ст4кпFe430-A
Ст1кп Ст4псFe430-B
Ст1пс Ст4спFe430-C
Ст1сп——Fe430-D
Ст2кп Ст5псFe510-B, Fe490
Ст2пс Ст5ГпсFe510-B, Fe490
Ст2сп Сг5спFe510-C, Fe490
СтЗкпFe360-A  
СтЗпсFe360-BСт6псFe590
СтЗГпсFe360-BСтбспFe590
СтЗспFe360-C Fe690
СтЗГспFe360-C— 
 Fe360-D

Таблица 2. Условные обозначения легирующих элементов в металлах и сплавах

ЭлементСимволОбозначение элементов в марках металлов и сплавовЭлементСимволОбозначение элементов в марках металлов и сплавов
черныецветныечерныецветные

АзотNА-НеодимNd-Нм
АлюминийА1ЮАНикельNi-Н
БарийВа-БрНиобийNbБНп
БериллииBeЛ ОловоSn-О
БорВр-ОсмийOs-Ос
ВанадииVфВамПалладийPd-Пд
висмутBiВиВиПлатинаPt-Пл
ВольфрамWВ-ПразеодимPr-Пр
ГадолинийGd-ГнРенийRe-Ре
ГаллийGaГиГиРодийRh-Rg
ГафнииHf-ГфРтутьHg-Р
ГерманийGe-ГРутенийRu-Pv
ГольмийНо-ГОМСамарийSm-Сам
ДиспрозийDv-ДИМСвинецPb-С
ЕвропийEu-ЕвСеленSeКСТ
ЖелезоFe-ЖСереброAg-Ср
ЗолотоAu-ЗлСкандийSc-С км
ИндийIn-ИнСурьмаSb-Cv
ИридийIr-ИТаллийTl-Тл
ИттербийYb-ИТНТанталТа-ТТ
ИттрийY-ИМТеллурТе-Т
КадмийCdКдКдТербийTb-Том
КобальтCoККТитанTiТТПД
КремнийSiСКр(К)Т’лийTm-ТУМ
ЛантанLa-ЛаУглеродСУ-
ЛитийLi-ЛэФосфорPпФ
ЛютецийLu-ЛюнХромCrхХ(Хр)
МагнийMgШМгЦерийCe-Се
МарганецMnГМц(Мр)ЦинкZn-Ц
МедьCuДМЦирконийZrЦЦЭВ
МолибденMoМ-ЭрбийEr-Эрм

Свойства и классификация легированных конструкционных сталей

Конструкционными называют группу сталей, используемых при производстве строительных элементов, а также деталей машин, механизмов. Конструкционная легированная сталь изготавливается по ГОСТ 4543-71 и отличается от других металлов хорошей свариваемостью.

Обычно стальные детали проходят термическую обработку. В соответствии с назначением, характером нагрузок, с которыми должно справляться изделие из стали, определяют и требования к прочности, пластичности, ударной вязкости, пределу выносливости, свариваемости, прокаливаемости, прочим свойствам.

По составу, а именно по доле углерода, среди конструкционных легированных сталей выделяют:

  • низкоуглеродистые с количеством данного элемента не более 0,25 %;
  • среднеуглеродистые – в пределах 0,25–0,65 % углерода;
  • высокоуглеродистые – свыше 0,65 %.

VT-metall предлагает услуги:

От общего содержания легирующих элементов в стали зависит ее категория. Такой металл может быть:

Свойства легированных конструкционных сталей зависят от их структуры. На основании данного признака принято выделять такие классы:

  • доэвтектоидные – отличаются избыточным содержанием феррита;
  • эвтектоидные – обладают перлитной структурой;
  • заэвтектоидные – имеют в структуре вторичные карбиды;
  • ледебуритные – характеризуются первичными карбидами в составе.

По химическому составу сталь бывает:

  • качественная;
  • высококачественная – маркируется при помощи буквы «А»;
  • особо высококачественная – имеет обозначение «Ш» и изготавливается методом электрошлаковой переплавки металла.

Прокат из легированной конструкционной стали бывает кованый, горячекатаный, с особой отделкой поверхности, а также калиброванный.

Также выделяют разные виды стальных изделий, исходя из использования термической обработки:

  • без термической обработки;
  • с термической обработкой,
  • нагартованная продукция, то есть изготовленная методом проката.

При наличии обработки сталь маркируется буквами «ТО», на нагартованной ставят букву «Н».

Легированную конструкционную сталь делят на углеродистую и низколегированную повышенной прочности. В составе последней присутствует не более 5 % легирующих веществ. Такие металлы подходят для строительства мостов и изготовления каркасов высотных зданий.

Конструкционные легированные стали их состав свойства маркировка применение

В сфере машиностроения конструкционную сталь делят на категории, исходя из таких признаков:

  • По химическому составу она может быть углеродистая и легированная, то есть хромистая, хромоникелевая, пр.
  • По методу изготовления данный материал бывает деформируемый и литейный.
  • По условиям работы выделяют конструкционный, жаропрочный, нержавеющий и износостойкий металл.
  • По доле углерода сталь делят на низкоуглеродистую цементуемую с содержанием углерода в пределах 0,1–0,25 % и улучшаемую с 0,25–0,45 % данного компонента. Для пружин, рессор необходим металл с 0,5–0,65 % углерода.
  • По степени легированности сталь может быть низко-, средне- и высоколегированная и иметь в своем составе соответственно не более 5 %, от 5 % до 10 % или более 10 % легирующих веществ.

Детали из легированной конструкционной стали после изготовления обычно отправляют на термическую обработку. При проведении дополнительных процедур учитывают назначение изделий, а также нагрузки, которым они будут подвержены.

На основании данных характеристик устанавливают требования к прочности, пластичности, ударной вязкости, выносливости, свариваемости, прокаливаемости, пр.

Обзор конструкционных легированных сталей

  • Что это такое?
  • Классификация
  • Маркировка
  • Популярные марки
  • Сортамент

Конструкционная легированная сталь используется для изготовления деталей, конструкций и механизмов, применяемых в машиностроении, строительстве и других сферах. Она изготавливается по ГОСТ 4543-71 и подробно классифицируется в зависимости от состава и назначения.

Точный состав каждого легируемого материала можно посмотреть в справочниках. Однако узнать подобные сведения можно, если понимать маркировку в легированной стали. Легирующие элементы можно опознать по буквенному обозначению. Кроме того, есть возможность сделать расшифровку по процентным показателям различных элементов в металле.

Важно: Маркировка обозначается буквой, которая показывает назначение сплава. Литеры обозначают следующие марки:

Ж, Х, Е — нержавеющие, хромистые, магнитные металлы.

Я — нержавеющий сплав хромоникилиевого типа.

Ш — сталь шарикоподшипниковой разновидности.

Р — режущий металл.

А, Ш — сталь с примесями, обладающая высоким качеством.

Кроме того, в стали могут содержаться разные компоненты. Прилагаем таблицу, показывающую, как обозначаются различные металлы в сплавах:

Важно: если перед буквой указана цифра, это количество используемого кремния, при показании цифр после буквенной аббревиатуры, имеется в виду процент указанных веществ.

https://youtube.com/watch?v=WK6tWWj1T34%3Ffeature%3Doembed

Механические свойства

Ниже приведены таблицы механических свойств стали 30ХГСА в различных условиях общие, при разных температурах, при разных температурах отпуска, в зависимости от сечения.

Термообработка, состояние поставки
Сечение, мм
σ0,2, МПа
σB, МПа
δ5, %
ψ, %
KCU, Дж/м2
HB
HRCэ

Пруток. Закалка 880 °С, масло Отпуск 540 °С, вода или масло. 25
830
1080
10
45
49
  
Поковки. Закалка. Отпуск. КП 490
<100
490
655
16
45
59
212-248
 
КП 490
100-300
490
655
13
40
54
212-248
 
КП 540
<100
540
685
15
45
59
223-262
 
КП 590
<100
590
735
14
45
59
235-277
 
КП 590
100-300
590
735
13
40
49
235-277
 
КП 640
<100
640
785
13
42
59
248-293
 
КП 675
<100
675
835
13
42
59
262-311
 
Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 200-250 °С, воздух. 30
1270
1470
7
40
  43-51

Закалка 860-880 °С, масло. Отпуск 540-560 °С, вода или масло. 60
690
880
9
45
59
225

Механические свойства при повышенных температурах

t испытания, °C
σ0,2, МПа
σB, МПа
δ5, %
ψ, %
KCU, Дж/м2

Пруток. Закалка 880 °С, масло. Отпуск 560 °С. 300
820
980
11
50
127

400
780
900
16
69
98

500
640
690
21
84
78

550
490
540
27
84
64

Образец диаметром 5 мм, длиной 25 мм, прокатанный. Скорость деформирования 2 мм/мин. Скорость деформации 0,0013 1/с

700
 175
59
51
 
800
 85
62
75
 
900
 53
84
90
 
1000
 37
71
90
 
1100
 21
59
90
 
1200
 10
85
90

Механические свойства в зависимости от температуры отпуска

t отпуска, °С
σ0,2, МПа
σB, МПа
δ5, %
ψ, %
KCU, Дж/м2
HB

Диаметр 20-70 мм, закалка 880 °С, масло. После отпуска охлаждение в воде. 200
1570
1700
11
44
88
487

300
1520
1630
11
54
69
470

400
1320
1420
12
56
49
412

500
1140
1220
15
56
78
362

600
940
1040
19
62
137
300

Механические свойства в зависимости от сечения

Сечение, мм
σ0,2, МПа
σB, МПа
δ5, %
ψ, %
KCU, Дж/м2

Закалка 880 °С, масло. Отпуск 600 °С, вода. 30
880
1000
12
50
69

50
760
880
12
50
69

80
740
860
14
50
78

120
670
820
14
50
78

160
590
740
14
50
78

200
530
720
14
45
59

240
490
710
14
45
59

Области применения

Назначение конструкционных сталей напрямую зависит от их химических и технологических свойств. К ним применимо следующее распределение, исходя из характеристик:

  • Жаростойкие. Они сохраняют свои характеристики даже в условиях высокотемпературного воздействия, невосприимчивы к появлению окислов и коррозии. Из них изготавливают комплектующие к двигателям внутреннего сгорания, элементы трубопроката, ёмкости для цементации.
  • Криогенные. В эту группу входят малоуглеродистые сплавы, улучшенные эксплуатационные качества которых достигаются в результате дополнительной обработки. Они предназначены для эксплуатации в условиях низких температур (ниже точки кипения кислорода, то есть -183 °С) и широко применяются в промышленности.
  • Износоустойчивые. В эту группу входят высоколегированные сплавы с высоким содержанием углерода, стойкие как к механическому износу, так и к коррозии. Из таких сплавов производят детали измельчающего оборудования, траки и другие элементы машин, требующих максимальной износостойкости.
  • Антикоррозионные. Это сплавы с высоким созданием хрома, обеспечивающим защиту металла от коррозии. Из стали этого типа изготавливают трубопрокат, гидравлическое оборудование и его компоненты, турбины, валы машин и механизмов.
  • Автоматные. Таким сплавам характерна средняя прочность и лёгкость обработки, применяются они в производстве болтов, гаек, метизов и другой продукции, выпуск которой производится на специализированных станках-автоматах.

В целом различные марки конструкционной стали используются в выпуске деталей, конструкций и механизмов, которым важна устойчивость к внешним факторам, в том числе к механическому воздействию. Традиционные сферы, где используют такие стали: строительство и машиностроение. Также конструкционная сталь востребована практически во всех областях промышленности и производства.

Классификация легированных сталей

Конструкционные легированные стали их состав свойства маркировка применение

По степени легирования

  • среднелегированная сталь — доля легирующих элементов от 2,5 до 10 %;
  • высоколегированная сталь — доля легирующих элементов от 10 до 50 %.

По структуре кристаллической решетки

  • ферритные;
  • перлитные;
  • аустенитные;
  • мартенситные;
  • двухфазные ферритно-мартенситные;
  • мартенситно-стареющие и другие.

Разные режимы термообработки сталей влияют на структуру кристаллической решетки, соответственно, для получения сталей с необходимой структурой и свойствами применяют требуемые режимы термообработки.

По качеству

  • обычные (без добавочной буквы, например: 30ХГС);
  • качественные (буква А, например: 30ХГСА, 30Х2Г2НТРА);
  • высококачественные электрошлакового переплава (-Ш);
  • высококачественные вакуумно-дугового переплава (-ВД);
  • специальные (цифровое обозначение, перед которым буква Э).

Качественные и высококачественные имеют меньшее содержание нежелательных примесей: серы, фосфора, кислорода и азота.

По свойствам

  • нормальной и повышенной прочности;
  • хладостойкие;
  • жаропрочные (теплоустойчивые);
  • устойчивые к атмосферной коррозии и коррозии в морской воде;
  • упрочняемые термической и термохимической обработкой и т.д.
  • Строительные легированные стали. Применятся при изготовлении сварных конструкций.
  • Машиностроительные. Применяются при производстве деталей механизмов и машин, корпусных конструкций и т.д.
  • Инструментальные. Применяются при производстве инструментов.

Какие стали называют легированными

Из теоретического курса дисциплины «Технология металлов» в средних специальных учебных заведений известно, что сталь является сплавом железа с углеродом, где содержание последнего не должно превышать 2. 14%. В профессиональной среде такие марки стали называют углеродистыми. Превышение углерода в сплаве более 2. 14% переводит сплав в разряд чугунов, боле твердых хрупких по своему физическому и механическому качеству, где содержание углерода может достигать до 6,67%.

Легированные стали представляют собой более сложные сплавы, в которых кроме естественного незначительного количества примесей и допустимого процента углерода присутствует один или несколько легирующих элементов, позволяющих придать стали необходимые физические, химические и механические свойства. В качестве легирующих добавок могут использоваться:

  • Марганец
  • Кремний
  • Хром
  • Никель
  • Ванадий
  • Титан
  • Молибден
  • Вольфрам
  • Цирконий
  • Медь
  • Алюминий
  • Кобальт
  • Бор

При этом нужно отметить, что основная часть легированных сталей улучшает свои физико-механические свойства после проведения термической обработки.

Физические свойства

Физические свойства стали 30ХГСА упругость, теплопроводность, плотность, удельное электросопротивление, линейное расширение и удельная теплоемкость — приводятся в следующей таблице. Значения даны в зависимости от температуры испытания.

Температура испытания, °С
20
100
200
300
400
500
600
700
800
900

Модуль нормальной упругости, Е, ГПа
215
211
203
196
184
173
164
143
125
 
Плотность, ρn, кг/см3
7850
7830
7800
7760
7730
7700
7670
   
Коэффициент теплопроводности Вт/(м ·°С)
38
38
37
37
36
34
33
31
30
 
Уд. электросопротивление (ρ, НОм · м)
210
         
Температура испытания, °С
20- 100
20- 200
20- 300
20- 400
20- 500
20- 600
20- 700
20- 800
20- 900
20- 1000

Коэффициент линейного расширения (α, 10-6 1/°С)
11. 7
12. 3
12. 9
13. 4
13. 7
14. 0
14. 3
12. 9
  
Удельная теплоемкость (с, Дж/(кг · °С))
496
504
512
533
554
584
622
693

Характеристика легированных сталей

Конструкционные легированные стали их состав свойства маркировка применение

Легированная сталь представляет собой сталь, которая кроме обычных примесей оснащена еще и дополнительными добавочными веществами, которые необходимы для того, чтобы она соответствовала тем или иным химическим и физическим требованиям.

Обычная сталь состоит из железа, углерода и примесей, без которых невозможно себе представить данный материал. В легированную сталь добавляются дополнительные вещества, которые получили название легирующих. Они используются для того, чтобы сталь стала обладать такими свойствами, которые необходимы в тех или иных ситуациях.

В большинстве случаев в качестве легирующих элементов к железу, примесям и углероду добавляются: никель, ниобий, хром, марганец, кремний, ванадий, вольфрам, азот, медь, кобальт. Также не редко в таком материале отмечаются такие вещества, как молибден и алюминий. Для придания прочности материалу в большинстве случаев добавляется титан.

Такой вид стали имеет три основные категории. Отношение легированной стали к той или иной группе обусловлено тем, сколько в ней содержится стали и примесей, а также легированных добавок.

Виды легированной стали

Есть три основных вида стали с легирующими элементами:

Она характеризуется тем, что в ней содержится около двух с половиной процентов легирующих дополнительных элементов.

Данный материал имеет в своем составе от 2. 5 до 10 процентов легирующих дополнительных веществ.

К данному виду относятся стальные материалы, количество легирующих добавок в которых превышает десяти процентов. Количество этих компонентов в такой стали может достигать пятидесяти процентов.

Назначение легированной стали

Легированную сталь широко применяют в современной промышленности. Она обладает высоким уровнем прочности, что позволяет изготовлять из нее оборудование для резки и рубки металлического проката самых разных видов.

По своему назначению стали легированного типа могут быть представлены большим количеством групп.

Основными из них являются:

  • конструкционная легированная сталь,
  • инструментальная легированная сталь,
  • легированная сталь с особыми химическими и физическими свойствами.

Характеристики легированных сталей могут быть разнообразными. Они их приобретают благодаря соотношению основных элементов. Стали такого типа являются в любом случае более прочными и устойчивыми к образованию коррозии.

Особенности сварки и обработки

Температура плавления разных марок легированной стали варьируется от 1400 до 1800 градусов. Потому необходимо подбирать режим сваривания индивидуально. Низколегированный металл подвержен появлению холодных трещин. Недопустимо поэтому быстро остужать толстый металл, а также варить его там, где гуляет ветер. Повышенная пластичность легированных сплавов позволяет сравнительно быстро получать сложные конструкции при сварке.

Электроды для сваривания улучшенной стали должны иметь основное либо рутилово-основное покрытие. Величину тока подбирают под конкретный вид электродов. Учитывают также вид сплава и толщину обрабатываемой конструкции. Ошибки приведут к низкому качеству шва и потере прочности изделия.

Низколегированный металл варят без перерыва, чтобы температура его не падала менее 200 градусов.

Среднелегированные марки стали варят, применяя материалы с несколько меньшей концентрацией добавок. При толщине листов не более 0,5 см может практиковаться аргонодуговая сварка. Газосварочные работы ведут при помощи ацетилен-кислородного сочетания. Сложнее обстоит дело со сваркой высоколегированных сплавов. В этом случае надо добиваться как можно меньшего теплового захвата материала.

Такой момент связан с тем, что важно уменьшить опасность коробления материала. Для самой работы берут электроды, покрытые фтористокальциевой смесью. Подобный подход гарантирует механическую и химическую стабильность сварочного шва. Газосварочные работы по высоколегированной стали проводятся крайне редко.

Лишь иногда такую методику применяют, чтобы соединять лист толщиной максимум 2 мм.

Низколегированные сплавы рекомендуется варить с применением вертикальных, потолочных швов. Нецелесообразно применение сварочных стержней диаметром менее 0,4 см. Уменьшение темпа потери температуры достигается за счет бортовых либо стыковых швов. Заготовки толщиной до 0,6 см включительно варят в один проход. Максимально пластичный шов появляется при использовании электродов марки Э42А.

Если же в составе стали есть марганец, никель, то она должна проходить эти процедуры при той же температуре, что и углеродистый металл. Оценивать температуру надо с учетом особенностей роста аустенитных зерен. Время термообработки легированного материала больше, чем углеродистого продукта. Это связано с более низким уровнем теплопроводности, а также с необходимостью растворить легированные карбиды в аустените.

Термическая обработка легированных сталей также имеет особенности. Прогревать их надо медленнее, чем углеродистый металл. Максимальную осторожность стоит проявлять при наличии в составе сплава вольфрама. Температуру подбирают с учетом критических точек стали. Хромистые, ванадиевый, кремнистые и вольфрамовые стали нуждаются в повышенных температурах:

  • отжига;
  • нормализации;
  • закаливания.

Остужать быстрорежущий инструмент требуется в масле, но если он имеет малое сечение, закалка должна идти на воздухе.

Надо помнить и о том, что любые легирующие добавки, за исключением кобальта, сокращают критическую скорость закалки.

С практической точки зрения это означает, что подавляющее большинство легируемых металлов закаляют на мартенсит в масле. При высоком уровне оптимизирующих включений допускается иногда даже воздушное закаливание. Быстрорежущие стали закаляют практически при температуре плавления, чтобы полнее растворить карбиды в аустените. Избежать окисления и обезуглероживания помогает обработка в соляной ванне, а растрескивание исключают за счет предварительного нагрева до 900-950 градусов.

Такой подогрев ведут в камерных либо шахтных печах. Окончательный прогрев выполняют в электродной печи-ванне. Такую процедуру ведут при 1280-1310 градусах. Длительность выдержки при целевой температуре определяется сечением инструмента, но она не превышает долей минуты.

​​​​​Даже закаленный быстрорежущий металл может содержать десятки процентов остатка аустенита, потому он недостаточно тверд. Решение этой проблемы — или многократный отпуск, или разовое остужение заготовок до — 80 градусов с дальнейшим отпуском. Отпускают металл при 540-550 градусах, что связано с повышенной красностойкостью мартенсита и стойкостью аустенита. Сверла закаливают и подвергают низкому отпуску, наращивая твердость и сопротивляемость износу.

Что собой представляют углеродистые стали

Углеродистые стали представляют собой сплав железа, в котором содержание углерода до 0,6%. Количество серы и фосфора зависит от качества металла. Легирующие элементы присутствуют в незначительном количестве. Качественные характеристики зависят от количества углерода, серы, фосфора, марганца и кремния.

  • твердость;
  • свариваемость;
  • прочность;
  • вязкость;
  • упругость.

Чем больше углерода, тем выше твердость, хрупкость и хуже свариваемость.

Оцените статью
Маркировка-Про