|
Легована стальЛего́вана сталь або спеціальна сталь — сталь, в яку додають інші метали з метою надання їй тих чи інших властивостей. Як легуючі елементи найчастіше застосовують хром, нікель, манган, кремній, вольфрам, молібден і ванадій, значно рідше — кобальт, титан, берилій та інші метали. У більшості випадків легуючі елементи додаються в незначних кількостях — десяті частки відсотка, але деякі з них — від декількох до 10–15 % і навіть більше. Назви легованих сталей походять від назв легуючих елементів. За ступенем легування сталі поділяють на низьколеговані з вмістом легуючих елементів до 2,5 %, середньолеговані — 2,5–10 % та високолеговані, де вміст легуючих елементів перевищує 10 %. Мета легуванняГоловна мета легування переважної більшості сталей — підвищення міцності за рахунок розчинення легуючих елементів у фериті та аустеніті, утворення карбідів та збільшення прогартовуваності. Крім того, легуючі елементи можуть підвищувати стійкість проти корозії, теплостійкість, жаротривкість (окалиностійкість), жароміцність тощо. Такі елементи як хром, марганець, молібден, вольфрам, ванадій, титан утворюють карбіди, а нікель, кремній, мідь, алюміній карбідів не утворюють. Марганець та нікель знижують критичні точки А1 і А3, а решта — підвищують. Крім того, легуючі елементи зменшують критичну швидкість охолодження при гартуванні, що необхідно враховувати при призначенні режимів гартування (температури нагрівання та середовища для охолодження). За значної кількості легуючих елементів може суттєво змінитись структура, що приводить до утворення нових структурних класів в порівнянні з вуглецевими сталями. Вплив легуючих елементів на властивості сталі
Маркування легованих сталейЛеговані сталі маркують за допомогою літер і цифр. Легуючі елементи позначаються літерами: Н — нікель, Х — хром, К — кобальт, М — молібден, Г — марганець, Д — мідь, Р — бор, Б — ніобій, С — кремній, В — вольфрам, Т — титан, Ф — ванадій, П — фосфор, А — азот. Перші дві або три цифри на початку маркування показують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка, а якщо одна цифра — то в десятих частках. Цифри, які стоять після літер, вказують на середній вміст легуючого елемента, що позначається цією літерою у відсотках. Якщо вуглецю або легуючого елемента міститься близько 1 %, то цифри не ставляться. Буква А на кінці маркування позначає, що дана сталь належить до високоякісних. Наприклад:
У високовуглецевих інструментальних сталях цифри, які показують вміст вуглецю, взагалі упускаються, наприклад марка Х12М означає сталь з вмістом 1,5–1,7 %С, 12 % хрому і 0,5 % молібдену. Деякі леговані сталі виділені в окремі групи і позначаються буквами: Ш — кулькопідшипникові, Р — швидкорізальні, Е — для постійних магнітів. Класифікація легованих сталейЗа структурою в стані відпалу
За призначеннямЗа призначенням леговані сталі поділяються на конструкційні, інструментальні та сталі з особливими властивостями.
Сталі для різального інструменту:
Сталі для вимірювального інструменту. Ці сталі повинні мати високу твердість, зносостійкість і зберігати постійність розмірів. Для виготовлення плиток, калібрів, шаблонів застосовують високовуглецеві хромисті сталі, наприклад, ХВГ, ХВ5. Найчастіше такі сталі після гартування обробляють холодом (для повного перетворення залишкового аустеніту в мартенсит). Сталі для штампів:
Корозійно-стійкі сталі мають високу корозійну стійкість у хімічно активних газових і рідких середовищах. Це досягається за рахунок великого вмісту хрому (понад 13 %). Титан вводять в сталь для запобігання міжкристалітної корозії. Корозійно-стійкі сталі поділяються на:
Жаростійкі і жароміцні сталі мають здатність сталі чинити опір газовій корозії за підвищених температур та зберігати достатню міцність за високих температур. Жаростійкість забезпечується легуванням сталей хромом, кремнієм та алюмінієм, які утворюють захисні плівки (Fe, Cr)2О3, SiO2, Al2O3. До жаростійких сталей відносяться леговані сталі 25Х6С10, 40Х9С2, 15Х25Т, 12Х18Н10Т. Жароміцність досягається легуванням тугоплавкими хімічними елементами (хром, нікель, молібден). Як правило, жароміцні сталі мають і жаростійкість. Це сталі 15Х2МФС, 15Х11МФ, 40Х10С2М, 10Х18Н10Т, 40Х15Н7Г7Ф2МС. Зносостійка (аустенітна) сталь 110Г13Л (сталь Гадфільда) використовується для виготовлення деталей, які працюють в умовах абразивного тертя й високого тиску та ударів (наприклад, траки гусеничних машин, деталі подрібнювачів, хрестовини залізничних і трамвайних колій, черпаки землерийних машин). Характерна особливість марганцевого аустеніту — здатність сильно наклепуватись і перетворюватися в мартенсит, що призводить до підвищення твердості й опору зношення. Приклади використанняПрикладом високолегованих сталей може служити вольфрамо-хромо-ванадієва сталь із вмістом 18 % W, 4 % Cr і 1 % V. Цю сталь називають швидкорізальною, оскільки з неї виробляють різальні інструменти. Особливістю цієї сталі є те, що вона не втрачає своєї твердості і міцності навіть при 600 °C. Хромо-нікелева сталь із вмістом 18 % Cr і 8 % Ni в атмосфері повітря не піддається корозії. Цю сталь називають нержавіючою. З неї роблять нержавіючі ножі, ложки, виделки тощо. Знання хімічного складу, структури та впливу легуючих елементів дозволяє об'єктивно оцінити експлуатаційні властивості сталей, їх раціональне застосування і призначити необхідну термічну обробку. Див. такожДжерела
Посилання
|
