Легированная сталь что это такое
Легированная сталь: особенности, применение | Rival Laser
Легированная сталь — это один из самых востребованных материалов современной промышленности. Это сталь, которая помимо обычных примесей имеет в составе специальные добавочные вещества. Именно они наделяют сплав необходимыми физическими и механическими свойствами.
Легированная сталь благодаря своим свойствам и высоким эксплуатационным характеристикам активно используется в машиностроении, строительстве, изготовлении технического оборудования. Включение в состав элементов с легирующими свойствами придает изделию повышенную прочность и устойчивость к разрушительным коррозийным процессам.
Свойства изделий
Характеристики сплава определяются добавляемыми в его состав легирующими компонентами. Для увеличения прочности материала используются титан, марганец, вольфрам, хром, для коррозийной устойчивости – молибден, кадмий. При этом легированный металл может содержать различное количество таких элементов.
Как результат легирование позволяет повышать и изменять технические характеристики материала под конкретные химические и физические требования.
Главные достоинства легированных металлических изделий:
- повышенная прочность;
- устойчивость к коррозии;
- упругость;
- тугоплавкость.
Многокомпонентные сплавы подразделяются на несколько видов:
- Низколегированные (легирующих элементов в составе не более 2,5%)
- Среднелегированные (от 2,5 до 10%)
- Высоколегированные (от 10% до 50%)
Такие сплавы способны выдерживать высокотемпературное воздействие, повышенную влажность, агрессивность среды, их можно эксплуатировать в жестких условиях, при контакте с реагентами, кислотами.
Сферы применения
Многокомпонентные сплавы часто применяются при производстве строительного и медицинского оборудования, бытовой техники, автотранспорта. Детали для машин производят из низколегированной и среднелегированной стали.
Сплавы с высоколегированными свойствами широко применяется в производстве продукции, устойчивой к коррозии и разрушению агрессивными веществами. Такой материал устойчив к высоким температурам. Также его применяют в рамках производства качественного режущего инструмента, который не подвергают действию ударной силы.
Включение в состав расплавленного металла хрома используется для изготовления изделий, которые можно эксплуатировать в кислотной среде и под высоким давлением. К такой продукции относят червячные валы, шестеренки, детали, применяемые внутри двигателей автомобиля.
Создание сплавов с включением определенных компонентов придает металлическим деталям определенные физические свойства. Использование конкретных добавок и элементов позволяет получить продукцию с необходимыми параметрами.
Специалисты компании «Риваль Лазер» знают все об обработке сплавов из металла с легированными свойствами и гарантирует качество продукции.
Я даю согласие на обработку персональных данных
Металлообработка — основной вид деятельности компании «Риваль Лазер».
Мы специализируемся на работе с черными и цветными металлами и предлагаем весь цикл услуг их обработки: от резки и гибки заготовок до порошковой покраски и дробеструйной обработки.
Мы предлагаем выгодные условия сотрудничества для предприятий металлургической, машиностроительной и других отраслей производства и работаем по всей России, СНГ и Европе.
Легированная сталь - общие сведения
Помимо углерода, железа и примесей, в состав легированной стали также входят специальные легирующие элементы. Их вводят в сталь в разных сочетаниях и количествах. Одновременно может быть введено 2, 3 и более вида. Легирующие элементы вводятся для повышения технологических и эксплуатационных качества металла.
Сталь имеет определенную градацию по содержанию таких элементов. Так, если легирующих элементов содержится более 10%, то сталь считается высоколегированной, если их содержание находится в пределах 2,5-10%, то это среднелегированная сталь. Если процент легирующих элементов ниже, то сталь – низколегированная.
Помимо этого, сталь также классифицируют по назначению: инструментальная, конструкционная и сталь с особыми свойствами. Нефтяная и химическая промышленность часто пользуются трубами, аппаратами и метизами из легированной стали. Нержавеющая сталь это легированная сталь с добавлением хрома, наиболее часто востребована в производстве.
Низколегированные стали (13Х, 9ХС) для режущих инструментов не являются теплостойкими. Поэтому рекомендуется работать с ними при температуре от 200 до 250 градусов. При температуре 300-400 уже можно работать со среднелегированными сталями (9Х5ВФ, 8Х4В3М3Ф2). Легированные стали по сравнению с углеродистыми имеют большую устойчивость переохлажденного аустенита. Их износостойкость выше, а прокаливаемость – больше.
Легированные стали закаливают в масле, критический диаметр при этом – 40 мм. Применение горячих закалочных сред или масла помогает уменьшить коробление инструмента и деформацию. Таким образом, инструмент будет иметь большее сечение. Из-за меньшего коробления длина инструмента будет больше.
Низколегированная сталь (13Х, например) имеет относительно неглубокую прокаливаемость и рекомендована для инструментов, диаметром не более 15 мм. Из такой стали часто изготавливают лезвия для безопасных бритв, гравировальный или хирургический инструменты.
Такие стали, как ХВСГ, ХВГ, 9ХС используются в создании инструментов относительно крупного сечения: развертки, сверла, протяжки с диаметром от 60 до 80 мм в среднем.
Термическая обработка для режущих легированных сталей включает закалку в масле с температурой 830-870 градусов (или ступенчатую закалку), а также отпуск, но уже при температуре около 200. Твердость стали после этого будет ЯС 61-65. Если требуется повысить вязкость, то температуру отпуска повышают до 200-300 градусов. При этом снижается твердость до Н=С 55-60, потому что часть мартенсита распадается.
Легированная сталь имеет определенную маркировку типа 25ХГ2С. Здесь 25 означает 0,25% углерода в стали, 1% хрома (если процент равен 1, то цифра опускается), 2% марганца, а также 1% кремния.
То есть, две первые цифры означают процентное содержание в сотых долях углерода, а остальные – проценты легирующих элементов. Инструменты из легированных сталей прочнее, легче и дольше служат. Завод, занимающийся обработкой и изготовлением металлических изделий использует, как правило обычные и легированные стали.
Высококачественная легированная сталь маркируется буквой А в конце. 30ХМА, например – это высококачественная легированная хромомолибденовая сталь.
Применяют легированную сталь в зависимости от количества специальных добавок и назначения. Главное отличие легированной стали – это повышенная прочность и высокая пластичность. Благодаря этому уменьшается вес металлических конструкций. Область применения определяется и подразделением сталей на группы: жаропрочные, окалиностойкие, кислотостойкие. Военная и ракетная промышленности постоянные потребители высококачкственных легированных сталей.
Что такое легированная сталь?
24 мая 2017 г. Обновлено: 21 декабря 2022 г.
автор: ИМС
Свяжитесь с нами
Время чтения: 2 м 17 с
Легированная сталь — это тип стали, в состав которой входит более одного элемента (легирующих элементов). Легирующие элементы повышают прочность, твердость, износостойкость и ударную вязкость, в результате чего сталь становится более прочной и прочной. Легирующие элементы, добавляемые в базовую структуру железа и углерода, обычно составляют не более 5% от состава материала легированной стали.
Преимущества стального сплава
Независимо от того, требуется ли вашему проекту повышенная коррозионная стойкость, обрабатываемость, прочность или множество других качеств, существует легированная сталь, которая обеспечивает необходимые вам характеристики. С дополнительной термической обработкой легированные стали могут обладать широким спектром полезных свойств, в том числе:
- Повышенная коррозионная стойкость
- Повышенная прокаливаемость
- Превосходная прочность и твердость
- Уникальные свойства сплава
Процессы производства стальных сплавов
Стальные сплавы традиционно изготавливаются путем комбинирования процентного содержания чистых элементов до тех пор, пока не будет достигнут надлежащий химический состав.
Адекватное смешивание легко достигается в жидком состоянии, но очень медленное и сложное в твердом состоянии. Компоненты очищают в жидком состоянии, смешивая легирующие добавки с основными металлами.
Высоколегированные и низколегированные стальные сплавы Отличительные качества
Высоколегированная сталь имеет легирующие элементы (не включая углерод и железо), которые составляют более 8% ее состава. Эти сплавы менее распространены, потому что в большинстве сталей дополнительные элементы занимают лишь несколько процентов. Нержавеющая сталь является наиболее популярным высоколегированным сплавом с содержанием хрома не менее 10,5% по массе. Это соотношение придает нержавеющей стали большую коррозионную стойкость. Покрытие из оксида хрома действует как расходуемый слой, замедляющий ржавление материала подложки.
Низколегированная сталь лишь незначительно модифицируется другими элементами, что дает небольшие преимущества в прокаливаемости, прочности и легкости механической обработки.
При снижении содержания углерода примерно до 0,2% низколегированная сталь сохранит свою прочность и улучшенную формуемость.
Обычные легирующие элементы из стали
Когда дело доходит до стали, к основному материалу можно добавить множество элементов, что позволяет покупателю настраивать отклонения, пока не будет найден подходящий сплав. Общие легирующие элементы включают следующее:
- Марганец : Используемый в тандеме с небольшими количествами серы и фосфора, стальной сплав становится менее хрупким и легче куется.
- Хром : Небольшой процент (0,5% - 2%) может помочь упрочнить сплав; более значительные проценты (4% - 18%) имеют дополнительный эффект предотвращения коррозии.
- Ванадий : Всего 0,15 % этого элемента повышает прочность, термостойкость и общую структуру зерна. В смеси с хромом стальной сплав становится намного тверже, но сохраняет формуемость.
- Никель : До 5% этот легирующий элемент повышает прочность стали. При содержании свыше 12% обеспечивает впечатляющую коррозионную стойкость.
- Вольфрам : Повышает термостойкость, поэтому температура плавления выше. Это также улучшает структурный состав стали.
Типичные области применения стальных сплавов
Стальные сплавы могут быть выкованы в различные формы, включая трубы, трубки, пластины, листы, рулоны, стержни, стержни, проволоку, кованые фитинги, фитинги для стыковой сварки, фланцы, крепежные детали и многое другое. Промышленное применение стальных сплавов включает следующее:
- Автомобильный
- Горнодобывающая промышленность
- Машины
- Строительство дорог
- Железные дороги
- Бытовая техника
- Оффшорные пошлины
- Здания
Варианты формы и материала из легированной стали
Независимо от того, ищете ли вы сталь или сплав нержавеющей стали, стоит рассмотреть несколько вариантов материала и формы.
Профили из легированной стали
- Бар
- Труба
- Трубка
- Лист и плита
- Структурные формы
- Предварительные нарезки
Профили из сплава нержавеющей стали
- Пруток
- Трубка
- Труба
- Угол
- Лист и плита
Отличие IMS
Что отличает IMS от других металлургических компаний? Благодаря обилию металлических вариантов и непревзойденному обслуживанию клиентов IMS предлагает вам следующие преимущества:
- Доставка обработанного материала на следующий день нашими грузовиками
- Доставка в тот же день в Will-Call
- Нет минимальной покупки
- Поддержка производственных процессов «точно в срок»
- Продавцы, являющиеся продолжением вашего отдела закупок (мы предоставим вам любую металлическую продукцию)
- Управление материальными потоками (складирование и доставка по расписанию)
- Кредитные линии с хорошими условиями
- Знающий персонал, знающий металл
- Семь магазинов открыты шесть дней в неделю (уточните время в каждом магазине)
- Магазин по металлическому сплаву
Найдите нужный стальной сплав
Ищете высококачественную продукцию из легированной стали? IMS предлагает широкий выбор стальных сплавов нужных вам форм и размеров.
Мы также предоставляем услуги по резке металла , чтобы сделать покупку простой и удобной. Зайдите в один из наших офисов в Калифорнии или Аризоне или получите расчет стоимости стального сплава уже сегодня.
Предыдущий пост: Этапы гибки листового металла
Следующая запись: Марки стали
Избранные категории
Защита от ржавчины Основы работы с металлом Как работать с серией Металлические профили Отраслевые справочники Металлы
Другие категории
Свяжитесь с нами
Получайте ежемесячные обновления от IMS! Войдите в систему или используйте форму ниже, чтобы начать получать обновления.
Имя *Фамилия *
Электронная почта *
Компания
Получить обновления
Все о легированной стали: определение, типы и применение
Легированная сталь — это тип стали, в который для улучшения свойств добавляются легирующие элементы, отличные от углерода. Некоторые из распространенных добавок к легированной стали включают: хром, кобальт, колумбий, молибден, марганец, никель, титан, вольфрам, кремний и ванадий. Легированные стали известны своими улучшенными свойствами по сравнению с обычной углеродистой сталью, такими как: коррозионная стойкость, твердость, прочность, износостойкость и ударная вязкость. Легированные стали используются для изготовления производственной оснастки и конечной продукции практически во всех отраслях промышленности. Точная марка и состав легированной стали могут быть адаптированы к требованиям применения.
В этой статье обсуждаются различные классы легированных сталей, включая их составы, свойства и области применения.
Что такое легированная сталь?
Легированная сталь представляет собой материал на основе железа, который помимо углерода содержит один или несколько преднамеренно добавленных элементов. Легирующие элементы добавляются в сталь для улучшения одного или нескольких ее физических и/или механических свойств, таких как: твердость, прочность, ударная вязкость, жаростойкость, коррозионная стойкость и износостойкость. Эти элементы обычно составляют 1-50% массы металла. Существует множество способов группировки легированных сталей. Их можно сгруппировать по основным легирующим элементам (например, нержавеющая сталь содержит значительное количество хрома) или по процентному содержанию всех легирующих элементов, содержащихся в стали (например, высоколегированная сталь обычно содержит более 8 % легирующих элементов, тогда как в низколегированной стали менее 8 %).
Каков состав легированной стали?
В зависимости от требуемых свойств материала легированная сталь может содержать большое разнообразие легирующих элементов в различных количествах. Каждый из этих элементов добавляется для улучшения некоторых свойств стали, таких как твердость или коррозионная стойкость. Типичные легирующие элементы включают: бор, хром, молибден, марганец, никель, кремний, вольфрам и ванадий. Другие менее распространенные элементы, которые могут быть добавлены: алюминий, кобальт, медь, свинец, олово, титан и цирконий.
Сколько углерода содержится в легированной стали?
Содержание углерода в легированной стали зависит от типа используемой легированной стали. Большинство сталей имеют содержание углерода ниже 0,35% углерода по весу. Например, низкоуглеродистая сталь, предназначенная для сварки, имеет содержание углерода ниже 0,25% масс., а часто содержание углерода составляет менее 0,15% масс. Однако инструментальные стали представляют собой тип легированной стали с высоким содержанием углерода, обычно от 0,7 до 1,5.
Как производится легированная сталь?
Легированная сталь производится путем плавки основных сплавов в электропечи при температуре свыше 1600 °С в течение 8-12 часов. Затем его отжигают при температуре более 500 ° C, чтобы изменить химические и физические свойства и удалить примеси. Прокатная окалина (полученная в результате отжига) удаляется с поверхности плавиковой кислотой. Отжиг и удаление окалины повторяются до тех пор, пока сталь не расплавится. Расплавленная сталь отливается для прокатки и придания окончательной формы в зависимости от требуемых размеров.
Как правило, сталь производится с использованием одного из двух процессов: в электродуговой печи (ЭДП) или в доменной печи. Доменная печь — это начальный процесс превращения оксидов железа в сталь. Чугун производится в доменной печи из кокса, железной руды и известняка. ЭДП отличается от доменной печи тем, что она создает расплавленную сталь путем плавления стального лома, железа прямого восстановления и/или чугуна с использованием электрического тока.
Где используется легированная сталь?
Применение легированной стали очень широко и зависит от типа легированной стали. Некоторые легированные стали используются для производства труб, особенно для использования в энергетике. В то время как другие используются в производстве коррозионностойких контейнеров, столового серебра, кастрюль, сковородок и нагревательных компонентов для тостеров и другого кухонного оборудования. Легированные стали можно разделить на две основные категории: низколегированные стали и высоколегированные стали. Применение легированных сталей в основном определяется категорией, к которой они относятся.
Низколегированные стали используются в различных отраслях промышленности благодаря их прочности, обрабатываемости и доступности. Их можно найти на кораблях, трубопроводах, сосудах под давлением, буровых платформах, военной технике и строительной технике.
Высоколегированные стали, с другой стороны, могут быть дорогими в производстве и сложными в работе. Тем не менее, они идеально подходят для автомобильной промышленности, химической обработки и оборудования для производства электроэнергии благодаря своей высокой прочности, ударной вязкости и коррозионной стойкости.
Каковы свойства легированной стали?
Легированная сталь может иметь широкий диапазон свойств в зависимости от конкретных легирующих элементов и их количества, добавленного в сталь. Некоторые из ключевых свойств, связанных с некоторыми легированными сталями: высокая производительность, долговечность, высокая прочность, хорошие характеристики в жестких условиях и коррозионная стойкость.
Какая температура требуется для закалки легированной стали?
Не все легированные стали поддаются термообработке. Примеры легированных сталей, которые нельзя подвергать термообработке, включают ферритные и аустенитные нержавеющие стали. Чтобы сталь была достаточно закаливаемой, для ее упрочнения необходим углерод. Стали, такие как мартенситные стали, например, могут быть закалены до относительно высокого содержания углерода. Для легированных сталей с достаточным содержанием углерода для закалки температура, необходимая для закалки легированной стали, обычно составляет 760-1300 °C (в зависимости от содержания углерода). Как и в случае с другими типами стали, закалка легированной стали включает контролируемый нагрев при критических температурах с последующим регулируемым охлаждением.
Каковы основные типы легированной стали?
Легированная сталь может быть разделена на семь основных категорий, как показано в Таблице 1 ниже:
1. Низколегированная сталь
металл. Эти легирующие элементы добавляются для улучшения механических свойств стали. Например: молибден повышает прочность; никель увеличивает ударную вязкость металла, хром добавляет жаропрочность, коррозионную стойкость и твердость. Сталь низколегированная широко применяется в обрабатывающей промышленности и строительстве. Обычно эта сталь используется в военных транспортных средствах, строительной технике, кораблях, трубопроводах, сосудах под давлением, конструкционной стали и платформах для бурения нефтяных скважин.
2. Высокопрочная низколегированная (HSLA) сталь
Высокопрочная низколегированная (HSLA) сталь или микролегированная сталь обеспечивает как высокую прочность, так и хорошую устойчивость к атмосферной коррозии. Существует шесть основных категорий стали HSLA: атмосферостойкая сталь, игольчатая ферритная сталь, сталь с уменьшенным перлитом, двухфазная сталь, сталь с контрольным прокатом и микролегированная ферритно-перлитная сталь. Как правило, медь, хром, фосфор и кремний используются для повышения коррозионной стойкости, а ванадий, ниобий, титан и медь — для повышения прочности. Высокая прочность сталей HSLA может затруднить их формование. В определенных ситуациях добавляют цирконий или кальций, чтобы облегчить их формирование.
HSLA широко используется в автомобильной промышленности. Горячекатаная сталь HSLA может использоваться для систем подвески, шасси, колес и механизмов сидений. Принимая во внимание, что холоднокатаные стали HSLA могут использоваться для усиления и кронштейнов сидений.
3. Высоколегированная сталь
Высоколегированная сталь отличается высоким содержанием легирующих элементов более 8% от общего состава стали. Производство высоколегированной стали может быть дорогим, и с ней может быть сложно работать. Тем не менее, эти марки идеально подходят для автомобильной промышленности, конструкционных компонентов, оборудования для химической обработки и производства электроэнергии благодаря их твердости, коррозионной стойкости и ударной вязкости.
4. Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь является одной из самых известных легированных сталей и самой коррозионностойкой. Как правило, в качестве основных легирующих элементов она содержит некоторое сочетание никеля, хрома и молибдена, которые составляют около 11-30 % состава стали. Существует три типа нержавеющей стали: аустенитная, ферритная и мартенситная.
Аустенитные стали обычно используются для содержания агрессивных жидкостей и оборудования в горнодобывающей, химической, архитектурной или фармацевтической промышленности. В аустенитных сталях содержится большое количество никеля (до 35%), молибдена, хрома (16—26%), ниобия, углерода до 0,15%. Аустенитные стали часто обладают лучшей коррозионной стойкостью из всех нержавеющих сталей. Эти стали также обладают высокой формуемостью и прочностью и обычно востребованы благодаря своим свойствам при экстремальных температурах.
Ферритная сталь, используемая в промышленном оборудовании и автомобилях, представляет собой сорт нержавеющей стали с содержанием углерода менее 0,10% и более 12% углерода. Эта марка стали была разработана для защиты от коррозии и окисления, в частности от коррозии под напряжением. Эти стали практически не упрочняются термической обработкой и лишь слегка упрочняются холодной прокаткой.
Мартенситные стали, в основном используемые для изготовления столовых приборов, имеют типичное содержание хрома от 11,6 до 18% с добавлением 1,2% углерода и никеля. Как группа, самое высокое содержание хрома в мартенситных сталях ниже, чем самое высокое содержание хрома в ферритных и аустенитных сталях. Мартенситные стали известны своей исключительной прокаливаемостью при умеренной коррозионной стойкости. Это делает их идеальными для столовых приборов, гаечных ключей, хирургических инструментов и турбин.
5. Микролегированная сталь
Высокопрочные низколегированные стали (HSLA) часто называют микролегированными сталями.
6. Усовершенствованная высокопрочная сталь (AHSS)
Усовершенствованная высокопрочная сталь (AHSS) в основном используется в автомобильной промышленности. Этот металлический сплав играет ключевую роль в снижении общего веса транспортных средств. Он обладает уникальными свойствами, такими как: высокая прочность и оптимизированная формуемость, что делает его идеальным для применения в автомобилестроении.
7. Маржинальная сталь
Маржинальная сталь представляет собой особый вид стального сплава с низким содержанием углерода. Эта сверхвысокопрочная сталь обладает превосходной ударной вязкостью и хорошей пластичностью по сравнению с большинством сталей. В отличие от других стальных сплавов мартенситностареющая сталь упрочняется за счет осаждения интерметаллических соединений, а не за счет присутствия углерода. Мартенситно-стареющая сталь сочетает в себе высокую прочность и твердость с относительно высокой пластичностью благодаря отсутствию углерода и использованию интерметаллических осадков. Основными типами выделений являются Ni3Mo, Ni3Ti, Ni3Al и Fe2Mo, которые также встречаются в больших объемных фракциях. Мартенситно-стойкие стали в основном используются в аэрокосмической отрасли, а также в производстве инструментов и оружия.
8. Инструментальная сталь
Инструментальная сталь — термин, используемый для описания ряда углеродистых и легированных сталей, которые хорошо подходят для производства инструментов. Эти стали отличаются твердостью, износостойкостью, ударной вязкостью, устойчивостью к размягчению при высоких температурах. Инструментальная сталь идеально подходит для производства инструментов, включая (но не ограничиваясь) штампы для станков и ручные инструменты.
Подходит ли легированная сталь для литья под давлением?
Да, легированная сталь подходит для литья под давлением. Низколегированные стали являются одним из материалов, используемых в процессе литья под давлением. Легированная сталь марки Р20, например, используется для пресс-форм, которые используются для обычных пластмасс, поскольку они не вызывают коррозии или сильного износа.
Резюме
В этой статье была представлена легированная сталь, объяснено, что это такое, и обсуждено, как она играет решающую роль в производстве. Чтобы узнать больше о легированной стали, свяжитесь с представителем Xometry.
Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей и других дополнительных услуг для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве.
