Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Легированные стали: классификация и маркировка

Легированные стали: классификация и маркировка

Легированная сталь — это сталь, содержащая специальные легирующие добавки, которые позволяют в значительной степени менять ряд ее механических и физических свойств. В данной статье мы разберемся, что из себя представляет классификация легированных сталей, а также рассмотрим их маркировку.

Круглый прокат из легированной стали

Круглый прокат из легированной стали

Разновидности металла

Различают углеродистые и легированные стали. Рассмотрим различие.

Углеродистая сталь представляет собой сплав, в состав которого помимо железа и углерода, вводятся кремний с марганцем. Сера и фосфор, входящие также в состав, считаются вредными примесями, которые снижают механические свойства.

От количества углерода такая сталь подразделяется на высоко-, средне- и низкоуглеродистую. Чем больше состав оснащен углеродом, тем тверже и менее пластичным будет конечный продукт.

Углеродистая сталь в свою очередь делится на конструкционные и инструментальные виды. Конструкционная сталь находит свое применение в создании металлических конструкций, трубы, арматуры для железобетона и прочих строительных материалов.

Инструментальные виды – после закаливания становятся более твердыми, но хрупкими, их обработка требует осторожности (ГОСТ 1435-54).

Сталь также бывает конструкционная, инструментальные виды и добавляется еще один вид с особыми химическими свойствами (по ГОСТ).

Конструкционная легированная сталь также используется в машиностроении и строительстве, однако в нее входят легирующие примеси, позволяющие улучшить свойства материала, из которого будут сделаны конструкции, трубы и прочие строительные материалы.

Химический состав легированного металла может различаться, исходя из этого, ниже представлена классификация:

  1. Низколегированная – состав легированных добавок не превышает 2,5%. Конструкционная сталь представлена в ГОСТ 5958-57 (в зависимости от состава);
  2. Среднелегированная – добавки, входящие в состав, находятся в диапазоне 2,5-10%;
  3. Высоколегированная – процент примесей, входящих в состав, превышают 10% (до 50%).
Читайте так же:
Как поменять пружину на стартере бензопилы

Также классификация подразделяется на жаропрочную (более 1000 градусов), коррозино-устойчивую, по химическому распаду на жароустойчивую и окалиноустойчивую (при 550 градусах).

Следует отметить, что классификация ГОСТ распространяется на свойства, а также на область применения.

Основные характеристики легированных сталей

Преимущественные свойства легированных сталей заключаются в следующих особенностях:

• сочетание значительных прочностных и ударно-вязких параметров при позитивной и негативной температуре;
• прекрасные технологические качества;
• экономичность;
• большие объемы производства;
• серьезные параметры сопротивления пластичным деформациям;
• легирующие добавки способствуют стабилизации аустенита, что сказывается на повышении прокаливаемости таких сталей;
• возможность применения легких охладителей уменьшает риск возникновения брака по трещинам и короблению при закалке, поскольку снижается разрушение аустенита;
• увеличивается запас пластичности и вязкости, что обуславливает высокую надежность готовых изделий;
• полезные свойства выявляются только после термической обработки легированной стали, поэтому производимые изделия проходят обязательный этап термического воздействия.

Обработка легированной стали

Для описания марок легированных сталей используется буквенно-цифровой алгоритм. Легирующие добавки соответствуют определенной букве алфавита. Цифры, указанные перед буквами, означают уровень углерода в десятых или сотых долях % в зависимости от класса стали. Цифры, расположенные следом за буквами, означают уровень легирующих добавок в процентах. Когда их уровень составляет больше 1,5 %, то цифровое обозначение не используется. Указывание буквы А в конце маркировки легированных сталей свидетельствует о том, что металл высококачественный.

Низколегированная сталь характеризуется прекрасной пластичностью, достаточной свариваемостью и крепким сопротивлением хрупкости. Отличные механические качества она получает в ходе закаливания, нормализации и дальнейшего высокого отпуска. У нее в составе низкий уровень углерода. Высокие прочностные характеристики получаются за счет введения марганцевых, хромовых, никелевых или кремниевых добавок. Влияние легирующих элементов на сталь проявляется в отличной свариваемости и способности поглощать механическое воздействие при деформировании и распаде под ударной нагрузкой с низкой границей хладноломкости. Такая сталь отличается мелкозернистой текстурой. Но высокая чувствительность к концентрированию напряжений обуславливает пониженную вибрационную устойчивость.

Читайте так же:
Люминесцентные лампы какие бывают

Описание состава

Свойства стали 40Х определяются входящими в ее состав компонентами. К их числу относится следующее:

  • C (углерод) – 0,36%-0,44%;
  • Si (кремний) – 0,17%-0,37%;
  • Mn (магний) – 0,5%-0,8%;
  • Ni (никель) – не более 0,3%;
  • Cr (хром) – 0,8%-1,1%;
  • Cu (медь) – не более 0,3%.

Основными составляющими любого сплава являются железо и углерод. Учитывая, что в данной марке концентрация углерода варьируется от 0,36% до 0,44%, количество железа составляет порядка 96%-97%.

Также в незначительных концентрациях в сплаве присутствуют фосфор и сера. Это вредные добавки, попадающие в металл в процессе производства. Согласно ГОСТ, концентрация каждого из этих веществ не должна превышать 0,035%.

Химический состав стали 40Х

Основные физико-механические свойства

Под физико-механическими свойствами стали 40Х подразумеваются твердость и прочность материала. Благодаря значительному содержанию углерода показатель твердости металла составляет 217 МПа.

За счет введения легирующих компонентов удается достичь высоких показателей коррозийной стойкости и прочности. Поэтому изделия, изготовленные из стали этой марки, не поддаются разрушению даже при очень высоких нагрузках.

Химические свойства стали 40Х позволяют эксплуатировать готовые детали во влажной среде и при незначительном воздействии агрессивных веществ. Но следует помнить, что этот материал не относится к классу нержавеющих сталей. Поэтому в условиях постоянного воздействия влаги его эксплуатировать нельзя.

Плотность данной марки составляет 7820 кг/м3. Модуль упругости варьируется в широком диапазоне и зависит от температурного режима. Повышение температуры приводит к значительному снижению модуля упругости.

Металл является трудносвариваемым. Получение сварных соединений возможно при обработке ручной дуговой и электрошлаковой видов сварки после предварительного подогрева.

Температура плавления стали 40Х составляет 1420°С.

Физические свойства стали 40Х

Вид поставки

Марка стали 40Х является конструкционной и поставляется в следующих видах:

  • сортовой и фасонный прокат;
  • калиброванный и шлифованный пруток;
  • серебрянка;
  • толстые листы;

полосы;

Металлопрокат востребован в машиностроении и используется в качестве заготовок при изготовлении различных деталей. Листы используют при обшивке каркасных конструкций, а также при штамповке. Наибольшее распространение получили поковки, служащие основой при производстве различных изделий.

Способы обработки и существующие аналоги

Этот сплав достаточно легко подвергается основным способам обработки:

  • резанию;
  • сварке;
  • ковке;
  • инструментальной обработке.

Для резания, выпускаемого проката, не требуется специального прочного инструмента. Это видно из физических и механических свойств. Свариваемость такого сплава не имеет ограничений и производится всеми известными способами. Его можно подвергать ковке в интервале температур, от верхнего предела в 1200 °С до нижнего в 850 °С. Произведенные испытания после такой обработки показали, что этот металл не флокеночувствителен и не имеет склонности к отпускной хрупкости.

Однако наличие в сплаве легирующих добавок приводит к появлению специфических закалочных структур. Их образование во время сварки может привести к снижению стойкости от образования так называемых холодных и горячих трещин. Наибольшие трудности возникают при необходимости получения хорошей ударной вязкости металла в районе шва. При перегреве может снижаться стойкость к хрупкому разрушению. Это вызвано возможностью появления увеличенного аустенитного зерна.

Вместе с тем, наличие легирующих добавок, оказывает положительное влияние на стойкость к перегреву во время сварки. Особенно это характерно при таких видах сварки, как электрошлаковая. В этом случае повышается ударная вязкость непосредственно у границ образованного шва и повышает надёжность сплавления.

После проведения сварочных работ выполняют термическую обработку. При проведении такой обработки удаётся снять остаточные напряжения, которые всегда возникают при проведении сварочных операций. Кроме этого происходит улучшение структуры самого металла и образованного шва.

Легированные стали и сплавы с особыми свойствами

Реестр кадастровых инженеров на карте

Стали и сплавы этой группы обычно содержат значительное количество легирующих элементов и применяются для изготовления деталей, работающих при высоких температурах в среде, вызывающей коррозию, а также для постоянных магнитов, нагревательных элементов электропечей и т.д.

Многие из этих сталей относятся к аустенитному классу, т.е. имеют при комнатной температуре структуру аустенита.

В соответствии с ГОСТ 5632—51 применяют следующие марки сталей с особыми свойствами.

Нержавеющие стали

Нержавеющие: 1X13, 2X13, 3X13, 4X13, 1Х18Н9Т и др. (содержание углерода указано в десятых долях процента).

Эти стали используются для изготовления различных сосудов и аппаратов в пищевой и химической промышленности, посуды, ножей, хирургического инструмента, труб и т.п.

Жаростойкие и жаропрочные стали

Жаростойкие и жаропрочные: Х17, Х25, Х18Н11Б, Х23Н18, Х9С2, Х12ЮС, 4Х14Н14В2М и др.

Эти стали применяют для изготовления клапанов двигателей внутреннего сгорания, муфелей термических печей, лопаток паровых и газовых турбин и т.п.

Сплавы с большим омическим сопротивлением

Сплавы с большим омическим сопротивлением, например: Х15Н60, Х20Н80, Х13Ю4, 1Х17Ю5 и др., применяют для изготовления нагревательных элементов в электропечах сопротивления, а также, в бытовых приборах, паяльниках и т.п.

Магнитотвердые сплавы, стали

Для изготовления постоянных магнитов применяют так называемые магнитотвердые сплавы, стали: EX, ЕХЗ, ЕХ9К15М и др. (буква Е указывает на принадлежность стали к магнитотвердым материалам).

Для этих же целей применяют железоникельалюминиевые сплавы (АЛНИ).

Трансформаторная и динамная стали

Трансформаторная и динамная стали относятся к магнитомягким материалам (магнитопроводам) и представлены марками: Э1, Э11, Э2, Э21, ЭЗ, Э34, Э4, Э48 и др. Первые цифры показывают среднее содержание кремния в процентах, содержание, углерода в этих марках меньше 0,1%.

К магнитомягким материалам относится также никельжелезный сплав — пермаллой (78% Ni), широко применяемый в качестве магцитопровода в радиотехнике и электротехнике.

Марганцовистая сталь

Марганцовистая сталь марки Г13, называемая иначе сталью Гадфильда, содержащая 11,0—14,0% марганца, обладает наилучшей стойкостью на истирание. Она применяется для деталей экскаваторов, стрелок и закруглений на железнодорожном транспорте и т.п.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector