Легированные стали выплавляются в дуговых и ин­дукционных электропечах и отличаются высокой твер­достью, прочностью, пластичностью и другими свойства­ми

Наименование сталей зависит от входящих в нее легирующих элементов, которые вводятся в сталь как отдельно, так и в сочетании друг с другом: хромонике­левая, хромомарганцевая, марганцовистая и др. Мар­кировка сталей учитывает количественный состав леги­рующих элементов. При обозначении марок легирован­ных сталей по стандарту цифры с левой стороны указывают на содержание углерода в сотых долях про­цента, буквы справа от цифр — наличие соответствующе­го элемента, а цифры за буквами — процентное содер­жание элемента, если оно больше одного процента. Ле­гирующие элементы обозначают буквами: кремний — С, марганец^—Г, никель — Н, хром — X, вольфрам — В, алюминий — Ю, молибден — М, ванадий — Ф, титан — Т, кобальт — К, медь — Д, бор — Р, ниобий — Б, се­лен —Е, фосфор —П, цирконий —Ц и т.д. Буква А в конце марки указывает, что сталь высококачественная. Например, марка 12Х2Н4А означает, что это высоко­качественная сталь, содержащая в среднем 0,12% уг­лерода, 2% хрома и 4% никеля.

Некоторые стали в соответствии с их назначением имеют марки, начинающиеся с определенной буквы: шарикоподшипниковые — с Ш, быстрорежущие — с Р, магнитные — с Е и т.д. При маркировке этих сталей не указывают содержание углерода, а легирующие эле­менты не всегда показывают в целых процентах. Напри­мер, сталь ШХ9 содержит 0,9—1,2% хрома.

Конструкционная легированная сталь применяется для изготовления ответственных деталей машин и при­боров, работающих в условиях динамических нагрузок, больших скоростей и давлений, а также сварных ответ­ственных конструкций в строительстве и делится на низколегированную и легированную.

Низколегированная сталь по показателям химического состава и механиче­ских свойств подразделяется на две группы:

А — сталь для производства металлических конструкций

Б —сталь для армирования железобетонных изделий.

Ле­гированная сталь по содержанию вредных примесей де­лится на качественную, высококачественную и особо высококачественную, а по содержанию углерода — на цементируемую и улучшаемую. Цементируемые стали содержат до 0,3% углерода, обладают пластичностью и вязкостью. Высокая твердость этих сталей достигается цементацией и закалкой с низкотемпературным отпус­ком.

Наиболее распространены следующие марки цемен­тируемых легированных конструкционных сталей: 15Х, 25ХГМ, ЗОХГТ, 20ХНЗА, 12Х2Н4А, 18Х2Н4МА и др. Улучшаемые стали содержат 0,3—0,5% углерода, хоро­шо воспринимают закалку, повышающую их твер­дость. Улучшение свойств сталей сводится к повышению их вязкости за счет последующего высокотемпературно­го отпуска.

Наиболее распространены следующие марки улуч­шаемых легированных конструкционных сталей: 40Х, 40ХГТР, ЗОХГСА, 40ХНМА, 38ХНЭМФА, 38Х2МЮА и Др.

Инструментальные легированные стали должны об­ладать высокой твердостью, износостойкостью и проч­ностью, сохранять свои свойства при высоких темпера­турах. Они подразделяются на стали низколегирован­ные и высоколегированные для режущего и ударно­штамповочного инструментов.

Низколегированные инструментальные стали для ре­жущего инструмента содержат до 6% легирующих эле­ментов и до 1,2% углерода. Основными легирующими добавками являются хром, вольфрам, ванадий и др., придающие сталям высокую твердость, износостойкость и прокаливаемость. Наиболее распространены стали ма­рок 9ХС, ХВ5, ХВГ, 13Х, ХВСГ и др. Низколегирован­ные инструментальные стали позволяют повысить скорость резания в 1,2—1,4 раза по сравнению с угле­родистыми и используются для изготовления сверл, протяжек, плашек и метчиков.

Высоколегированные инструментальные стали для режущего инструмента содержат более 10% легирую­щих элементов и 0,7—1,55% углерода. Основным леги­рующим элементом в них является вольфрам (9— 18%). Кроме того, в них содержатся хром (4—5%), никель и молибден (по 0,3% каждого), а также специальные добавки: ванадий и кобальт. Высоколегиро­ванные инструментальные стали предназначены для из­готовления токарных резцов, фрез, сверл и другого инструмента, работающего в условиях высоких темпе­ратур, и называются быстрорежущими сталями.

Такие стали обладают высокой твердостью, имеют теплостойкость до 500—600° С, что позволяет использо­вать их при скоростях резания в 3—4 раза выше, чем углеродистые стали.

При маркировке быстрорежущей стали содержание углерода и хрома не указывают, а марка начинается с буквы Р. Цифра, стоящая за этой буквой, показывает содержание основного легирующего элемента — вольф­рама. Далее указывают буквы и цифры содержания специальных добавок, как это делается при маркировке легированных конструкционных сталей, например Р18Ф2К5. В ряде случаев в маркировке стали указы­вают только содержание вольфрама, например Р13, не­смотря на то, что она содержит еще и другие до­бавки.

Наиболее распространенными быстрорежущими ста­лями являются стали марок Р9, Р13, Р18, Р18К.5, Р18КЮ, Р18Ф2, Р18Ф2К5 и другие.

Инструментальные легированные стали для ударно­штамповочного инструмента делятся на стали для штам­пов холодной и горячей обработки. Для изготовления штампов холодной обработки применяют стали ШХ15, ХВГ, 9ХС, Х12М и др., а для горячей обработки—ста­ли 5ХНВ, 5ХНМ, 5ХГМ и др.

Специальные стали обладают повышенными жаропрочными, жаростойкими, коррозионностойкими, износо­стойкими и другими свойствами.

Жаропрочные стали сохраняют свою прочность и твердость при высоких температурах. Легирующими до­бавками служат хром, никель, молибден, вольфрам, кремний, ванадий, ниобий и другие элементы. По мас­штабам применения ведущее место занимают перлит­ные (12ХМФ, 15ХМФ, 25Х2МФ, 12Х2МБ и др.), мартен- ситные (15Х5М, 40Х10С2М, 15X11МФ, 12Х2МФБ и др.) и аустенитные (17Х18Н9, 12Х18Н10Т, 20Х25Н20С2, 45Х14Н14В2М и др.) жаропрочные стали, используемые при температуре 450—700 °С.

При температурах 700—1000 °С применяются жаро­прочные сплавы на основе никеля, а более 1000°С—сплавы на основе тугоплавких металлов. Наиболее рас­пространены никелевые жаропрочные сплавы ХН77ТЮ, ХН77ТЮР, ХН55ВМТКЮ, ХН70МВТЮБ и др. В ка* честве тугоплавких металлов в сплавах используются вольфрам, рений, тантал, ниобий, молибден.

Жаростойкие (окалиностойкие) стали легируются хромом, никелем, титаном, кремнием, алюминием и дру­гими элементами, исключающими окисление сталей при высоких температурах. Наиболее высокой жаростой­костью обладают стали 15X5, 15X28, 30Х13Н7С2, 08X17Т, 15Х6СЮ, 36Х18Н25С2 и др.

Нержавеющие (коррозионностойкие) стали подраз­деляются на хромистые и хромоникелевые; причем хром является основным легирующим элементом, дела­ющим сталь коррозионностойкой в условиях агрессив­ных сред: воды, пара, растворов щелочей и кислот и т. д. Наиболее распространенными марками хромистых кор­розионностойких сталей являются 12X13, 20X13, 30X13 и др., а хромоникелевых коррозионностойких сталей — 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 17Х18Н9, 10Х17Н13М2Т, 12Х17Г9АН4 и др.

Хром повышает не только коррозионную стойкость, но и окалиностойкость сталей. Поскольку все нержаве­ющие стали содержат более 13% хрома, они являются и жаростойкими. При этом, чем выше содержание хро­ма, тем более окалиностойки стали.

Износостойкие стали должны обладать высокой твер­достью и сопротивлением истиранию. Этим требованиям удовлетворяют графитизированные стали с повышенным содержанием углерода (до 1,75%) и кремния (до 1,6%), высокоуглеродистая хромистая сталь ШХ15, высоко­марганцовистая сталь Г13 и др.

Дата добавления: 2015-06-27