Преимущества легированных сталей

Легированные стали

Техническое применение углеродистой стали ограничивается присущими ей особенностями. Существенным недостатком угле­родистой стали является ее низкая прокаливаемость. Это не по­зволяет реализовать потенциальные возможности стали в крупно­габаритных конструкциях. При закалке массивной детали терми­ческому упрочнению подвергается только поверхностный слой детали толщиной в половину критического диаметра, который для углеродистых сталей не превышает 25 мм. Сердцевина детали сохраняет структуру, а, следовательно, и низкие механические свойства незакаленной стали.

Не менее важное ограничение на технические возможности углеродистой стали накладывает резкое уменьшение ее пластич­ности и вязкости с увеличением содержания углерода. Это огра­ничение особенно наглядно выявляется в свойствах заэвтектоидной стали: инструмент из углеродистой стали хрупок, он не вы­держивает ударных нагрузок. Приемлемую для режущего инстру­мента вязкость углеродистая сталь сохраняет только до содержа­ния углерода 1,3%. При большем содержании углерода низкий уровень пластичных свойств не позволяет использовать углероди­стые стали в качестве инструментального материала.

Для устранения отмеченных недостатков в состав углеродистой стали вводят дополнительные химические элементы, т.е. ее леги­руют, а получаемые при этом стали называют легированными.

Наряду с устранением путем легирования присущих углероди­стой стали недостатков можно также достигать нужных свойств, т.е. получать стали со специальными свойствами, например кор­розионно-стойкие, жаропрочные, немагнитные и др.

Однако строго разграничить углеродистую сталь и легирован­ную сталь достаточно сложно. В процессе выплавки в сталь неиз­бежно попадают разные химические элементы и из исходного сырья, и в виде технологических добавок, и из окружающей газо­вой среды, и в результате взаимодействия жидкого металла с фу­теровкой металлургических агрегатов.

В самой железной руде в некоторых количествах могут присут­ствовать такие элементы, как хром, никель, титан и ванадий, которые находят широкое применение в производстве легирован­ных сталей, когда их специально вводят в сталь в качестве легирующих добавок. В некоторых рудах содержатся также медь, цинк, олово, свинец и другие элементы. Кроме того, в состав шихты вводят металлолом, содержание которого в наиболее перспектив­ном в настоящее время конвертерном способе сталеварения до­стигает 30 %. Так как металлолом не разделяют по химическому составу, в любой стали, в которую не вводили специально доба­вок других химических элементов и которую технологи считают углеродистой, теоретически может присутствовать любой элемент Периодической системы Д. И. Менделеева.

Легированной считают сталь, в которой содержание опреде­ленных химических элементов не ниже заданных величин: не ме­нее 0,001 % бора; 0,1 % титана, циркония, ниобия, ванадия и молибдена; 0,5 % кремния и 1,0 % всех других элементов.

По суммарному содержанию легирующих элементов различа­ют низко- (менее 5%), средне- (5... 10%) и высоколегированные (более 10%) стали.

Наряду с положительными свойствами легированные стали обладают рядом недостатков, которые практически не свойствен­ны углеродистым сталям.

Дата добавления: 2014-01-07