Легированные стали

Легированные стали

Легированная сталь

• кроме обычных примесей, содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств.

Легированные стали

Использование легированных сталей

Нефтяная промышленность

Судостроение

Химическая

Для пониженных температур

Для агрессивных сред

Машиностроение

Пищевая

Строительство

Режущий инструмент

Содержание специальных добавок в легированных сталях, %

11,0

Чем больше легирующих элементов в стали, тем выше ее прокаливаемость

4,0

По химическому составу легированные стали разделяют на

Легированные стали

конструкционные

инструментальные

стали с особыми свойствам

цементуемые

для режущего инструмента

жаропрочные

износостойкие

для штампов

улучшаемые

жаростойкие

для измеритель-ного инструмента

электротехнические

высокопрочные

магнитные

для быстрорежущегого инструмента

коррозионностойкие

Цементуемые легированные стали

• Углерода до 0,3% .
• Закалке не подвергаются.
• Для повышения мех свойств их насыщают углеродом (цементация).
• После проводят закалку и отпуск.
• Твердость до 58…63 HRC и прочную и вязкую сердцевину.
• Детали, работающие в условиях трения при незначительных нагрузках: втулки, пальцы, валики, толкатели, шестерни

Улучшаемые легированные стали

• используются после закалки и высокого отпуска.
• Содержат:

• углерод 0,3÷0,5% легирующих элементов не более 5%.
• углерод 0,3÷0,5%
• легирующих элементов не более 5%.

• Используют для:
• деталей машин (валов, штоков, шатунов и т.п.), работающих в условиях циклических или ударных нагрузок, концентрации напряжений, а в некоторых случаях при пониженных или повышенных температурах.

Легированные инструментальные стали

Специфические свойства:

режущий инструмент─ износостойкость при различных температурах

штампы─ горячая твердость, адгезия, жаропрочность, упругость и ударной вязкость

измерительный инструмент ─ малый коэффициент линейного расширения

Стали с особыми свойствами (специальными)

• износостойкие,
• рессорно-пружинные,
• шарикоподшипниковые,
• жаростойкие,
• короззионностойкие,
• жаропрочные,
• электротехнические,
• магнитные.

сталь 110Г13Л или Гадфильда

• Аустенитная высокомарганцевая сталь, из которой литьем изготавливают детали, от которых требуется высокая износостойкость в условиях абразивного трения, ударных нагрузок и высоких давлений

Рессорно-пружинные легированные стали

• высокое сопротивление малым пластическим деформациям (высокий предел упругости),
• высокий предел выносливости
• повышенная релаксационная стойкость с сохранением упругих свойств в течение длительного времени.

Обозначение легирующих добавок согласно ГОСТ 4523-71

Наименование маркировки

Название

А

Название по периодической таблице

Азот

Б

В

Наименование маркировки

№ 14 N

Ниобий

Название

П

Вольфрам

№ 41 Nb

Г

№ 74 W

Название по периодической таблице

Фосфор

Р

Д

Марганец

Бор

№ 15 Р

С

№ 25 Mn

Е

Медь

Кремний

№ 5 B

селен

№ 29 Сu

К

Т

№ 14 Si

Титан

Ф

№ 34 Se

М

Кобальт

Н

Молибден

№ 27 Co

№ 22 Ti

Ванадий

Х

Ц

Никель

№ 23 V

№ 42 Mo

Хром

№ 24 Cr

№ 28 Ni

ч

Цирконий

Редкоземельные металлы

№ 40 Zr

Ю

-

Алюминий

№ 13 Al

• До 0,6% естественная постоянная добавка,
• свыше1% увеличивает:

• твердость, износостойкость, ударная вязкость.
• твердость,
• износостойкость,
• ударная вязкость.

• Пластичность не снижает.
• Нейтрализует вредное содержание серы, связывая её.

• До 0,4% постояная примесь.
• Более 0,4% увеличивается:

• прочность, упругость, кислотостойкость, окалиностойкость.
• прочность,
• упругость,
• кислотостойкость,
• окалиностойкость.

• Кремний способствует распаду цементита с образованием ферритно-перлитной структуры.

• Дешевая, недефицитная специальная примесь.
• Увеличивает:

• прочность, твердость, прокаливаемость, магнитные свойства, свариваемость .
• прочность,
• твердость,
• прокаливаемость,
• магнитные свойства,
• свариваемость .

• Уменьшается

• пластичность.
• пластичность.

• Более 12,5% делает сталь нержавеющей.

• Повышает:

• коррозионную стойкость, пластичность, ударную вязкость, прокаливаемость.
• коррозионную стойкость,
• пластичность,
• ударную вязкость,
• прокаливаемость.

• Понижает температуру:

• отжига, нормализации закалки .
• отжига,
• нормализации
• закалки .

• Уменьшает

• коэффыициент теплового линейного и объемного расширения . Удаляет кислород, водород, азот.
• коэффыициент теплового линейного и объемного расширения .
• Удаляет кислород, водород, азот.

• Повышает:

• прочность твердость, пластичность, теплостойкость, окалиностойкость, температуру отжига и нормализации ,
• прочность
• твердость,
• пластичность,
• теплостойкость,
• окалиностойкость,
• температуру отжига и нормализации ,

• Уменьшает:

• межкриталлическую коррозию
• межкриталлическую коррозию

• Максимальная прокаливаемость при концентрации до 12%.

• Увеличивает:

• прокаливаемость, температуру отжига и нормализации, прочность, твердость, пластичность, коррозионную стойкость
• прокаливаемость,
• температуру отжига и нормализации,
• прочность,
• твердость,
• пластичность,
• коррозионную стойкость

• Увеличивает:

• окаливаемость, пластичность, теплостойкость, магниные свойства, жаропрочность, ударная вязкость сопротивление удару..
• окаливаемость,
• пластичность,
• теплостойкость,
• магниные свойства,
• жаропрочность,
• ударная вязкость
• сопротивление удару..

• Повышает

• прочность, твердость, износостойкость, упругость, ударную вязкость, жаропрочность, прокаливаемость, температуру отжига, нормализации и закалки.
• прочность,
• твердость,
• износостойкость,
• упругость,
• ударную вязкость,
• жаропрочность,
• прокаливаемость,
• температуру отжига, нормализации и закалки.

• Понижает

• пластичность
• пластичность

• Повышает:

• твердость, износостойкость, красностойкость, прокаливаемость, жаропрочность, температуру отжига, нормализации и закалки, пластичность
• твердость,
• износостойкость,
• красностойкость,
• прокаливаемость, жаропрочность,
• температуру отжига, нормализации и закалки,
• пластичность

• Повышает:

• износостойкость, твердость, прочность, пластичность, прокаливаемость, температуры отжига, нормализации и закалки
• износостойкость,
• твердость,
• прочность,
• пластичность,
• прокаливаемость,
• температуры отжига, нормализации и закалки

Маркировка легированной стали

среднее содержание элемента в процентах

Первые цифры показывают содержание углерода для конструкционных сталей – в сотых долях процента, для инструментальных – в десятых долях процента

Буква показывает, какой легирующий элемент входит в состав стали

Буква показывает, какой легирующий элемент входит в состав стали

среднее содержание элемента в процентах

Если элемента содержится менее 1 %, то цифры за буквой не ставятся

Дополнительные обозначения

в конце марки

• А — сталь высококачественная;
• Ш — поставленная через дефис, указывает, что сталь особовысококачественная

в начале марки:

• Р — быстрорежущая;
• Ш — шарикоподшипниковая;
• А — автоматная;
• Э — электротехническая;
• Е —магнитная;
• Л — полученная литьём

В марках быстрорежущей стали, цифра после «Р» — содержание вольфрама в процентах.

Во всех быстрорежущих сталях содержание хрома 4 %.

Примеры:

• Примеры:

• сталь 18ХГТ — 0,18 % С, 1 % Сr, 1 % Мn, около 0,1 % Тi; сталь 38ХН3МФА — 0,38 % С, 0,2—0,5 % Сr; 3 % Ni, 0,3—0,4 % Мо, 0,1—0,2 % 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.
• сталь 18ХГТ — 0,18 % С, 1 % Сr, 1 % Мn, около 0,1 % Тi;
• сталь 38ХН3МФА — 0,38 % С, 0,2—0,5 % Сr; 3 % Ni, 0,3—0,4 % Мо, 0,1—0,2 % 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.