Влияние легирующих элементов на свойства сталей

Кремний(С), находясь в твердом растворе с ферритом, повышает прочность стали, но ухудшает ее свариваемость и стойкость против коррозии. В малоуглеродистых сталях кремний применяется как хороший раскислитель; в этом случае в малоуглеродистые стали добавляется до 0,3% кремния, в низколегированные – до 1%.

Марганец(Г) растворяется как в феррите, так и в цементите, образует тугоплавкие карбиды, что приводит к повышению прочности и вязкости стали. Марганец служит хорошим раскислителем и, соединяясь с серой, снижает ее вредное влияние. В малоуглеродистых сталях марганца содержится до 0,64%, в легированных – до 1,5%; при содержании марганца более 1,5 % сталь становится хрупкой.

Хром (Х)

Никель (Н)

Вольфрам(В)

Ванадий (Ф)

Кобальт (К)

Молибден (М)ибор (Р) обеспечивают высокую устойчивость аустенита при охлаждении и тем самым облегчают получение закалочных структур (так называемых бейнита и мартенсита), что очень важно для получения высокопрочного проката больших толщин. После закалки и высокого отпуска сталь становится мелкозернистой, насыщенной карбидами. Такая сталь обладает высокой прочностью, удовлетворительной пластичностью и почти не разупрочняется при сварке.

Титан (Т)

Классификация легированных сталей

Легированные стали классифицируются по нескольким признакам:

По назначению:

1. конструкционные стали, предназначаемые для изготовления

деталей машин, существуют 2 группы:

а) работающие в условиях обычных температур;

б) работающие в условиях повышенных температур (окалиностойкие);

2. инструментальные стали и сплавы, предназначаемые для изготовления

различного производственного инструмента и оснастки (3 группы):

а) режущего инструмента;

б) штампов;

в) измерительного инструмента;

3. стали и сплавы с особыми свойствами, обладающими определенными

специфическими физическими, химическими или механическими

параметрами (6 групп)

а) нержавеющие;

б) с высоким электросопротивлением;

в) электротехнические;

г) с особым тепловым расширением;

д) магнитные;

е) жаропрочные и жаростойкие.

По качеству:

а) качественная;

б) высококачественная (записывается буква А в конце марки стали. т.е. пониженное содержание вредных примесей);

в) особовысококачественная (записывается в конце марки буква Ш – шлаковый переплав, т.е. дополнительная очистка продувкой шлаком;

СШ – синтетическим шлаком; ВД – вакуумно-дуговой переплав).

По общему количеству легирующих элементов (включая углерод):

а) низколегированные (до 5%);

б) среднелегированные (от 5 до10%);

в) высоколегированные (свыше 10%).

По структуре в отожженном состоянии (равновесное состояние):

1) доэвтектоидные (содержат в структуре свободный феррит);

2) эвтектоидные;

3) заэвтектоидные ( содержат избыточные вторичные карбиды);

4) ледебуритные (содержат первичные карбиды, выделившиеся из жидкой фазы);

5) аустенитные (при достаточно высоком содержании элементов, расширяющих область существования аустенита, получают стали, в которых сохраняется аустенит при охлаждении до комнатной температуры).

По структуре после охлаждения на воздухе (после нормализации):

1) перлитный (обладает небольшой твердостью и высокой

пластичностью – большинство конструкционных и инструментальных сталей);

2) мартенситный (весьма твердая и хрупкая, использование невелико);

3) аустенитный (содержат до 20-30% легирующих элементов - хромоникелевые нержавеющие, некоторые жаропрочные, высокомарганцовистая износостойкая).

По виду легирующих элементов:

никелевые (в составе основной легирующий элемент никель), хромистые, хромоникелевые и т.д.;

По виду термической обработки:

1) цементуемые;

2) улучшаемые