Home » Misc » Углеродистые и легированные стали

Углеродистые и легированные стали


Углеродистая и легированная сталь: классификация по химии

23 апреля 2021, 09:17


  1. Углеродистая (нелегированная)
  2. Легированная


Углеродистая сталь


Углеродистая сталь - сплав железа с углеродом. Содержание углерода варьируется от 0,02 до 2,14%, дополнительные примеси: марганец Mn до 0,9%, кремний Si до 0,5%, сера S до 0,06%, фосфора P до 0,07%. Главной составляющей, определяющей свойства стали, является углерод.

Основа такого сплава - высокое содержание углерода. В зависимости от его процентного соотношения, сталь разделяют на виды:

  • низкоуглеродистую = углерода до 0,25%
  • среднеуглеродистую = углерода от 0,25 до 0,6%
  • высокоуглеродистую = углерода от 0,6% до 2,0%

Зачем потребовалась дополнительное разделение по степени содержания углерода? Такой выбор обусловлен последующей технологической обработкой. Взаимодействие углерода с железом в составе стали определяет эксплуатационные и технологические свойства. Однако, если в сплаве содержание углерода меньше 0,05%, то такой сплав относят к технически чистому железу. Максимальное значение углерода теоретически может достигать 2%, а практически - редко встречается больше 1%.

Дополнительные элементы сплава называют легирующими добавками.

Легированная сталь 

Легированная сталь - углеродистый сплав, в состав которого введены дополнительные элементы и специальные добавки для придания определенных механических, физических, химических свойств.

Стоит отметить, что в основу состава легированной стали входят все элементы углеродистой стали с добавлением специальных добавок, таких как: азот, хром, ванадий, вольфрам, никель, кобальт и др. Выделяют соотношение влияния легирующих элементов на углерод и разделяют их на две группы: образующие с углеродом химические соединения – карбиды (хром, марганец, титан, ванадий, вольфрам, молибден и др. ) и не образующие карбидов (никель, алюминий, кремний и др.). Легированные карбидообразующие сплавы имеют высокое сопротивление к износу. 

В зависимости от легирующих элементов, входящих в легирующие сплавы, сталь подразделяют на виды:

  • низколегированную = добавок не более 2,5%
  • среднелегированную = добавки от 2,5% до 10%
  • высоколегированную = добавок более 10%

Если суммарное количество легирующих элементов превысит 50%, то такой сплав нельзя отнести к сплаву с основой из железа и его нельзя назвать сталью. Добавки же менее 1%, как правило, не могут серьезно повлиять на состав сплава - такой вид не будет отнесен к легированным сталям. Присутствие некоторых элементов (бор, ниобий) в сотых, тысячных долях процента заметно меняет свойства стали. Такую сталь называют микролегированной. Легирующие добавки повышают прочность, коррозийную стойкость стали, снижают опасность хрупкого разрушения.

— Осколкова Анастасия, контент-менеджер «ОНИКС»

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Черная сталь 09Г2С для крайнего Севера. Химический состав и механические свойства 22.12.2022

Сравнение допусков по шероховатости для исполнений фланцев двух стандартов: ГОСТ 33259-15 и ASME B 16.5 07.12.2022

Сравнение стали 10Х17Н13М2Т и 316Ti. Механические свойства и преимущества коррозионно-стойкого сплава 02.11.2022

Как расшифровываются марки сталей? Классификация марок сталей 19.10.2022

1. Углеродистые и легированные конструкционные стали: назначение, термическая обработка, свойства. Материаловедение: конспект лекций [litres]

1. Углеродистые и легированные конструкционные стали: назначение, термическая обработка, свойства. Материаловедение: конспект лекций [litres]

ВикиЧтение

Материаловедение: конспект лекций [litres]
Алексеев Виктор Сергеевич

Содержание

1. Углеродистые и легированные конструкционные стали: назначение, термическая обработка, свойства

Из углеродистых качественных конструкционных сталей производят прокат, поковки, калиброванную сталь, сталь—серебрянку, сортовую сталь, штамповки и слитки. Эти стали являются основным материалом для изготовления таких деталей машин, как валы, шпиндели, винты, гайки, упоры, тяги, цилиндры гидроприводов, звездочки цепных передач, т. е. деталей различной степени нагружения. Различные специальные виды термообработки углеродистых сталей проводятся с целью обеспечения необходимых параметров вязкости, упругости и твердости. В конечном итоге термическая обработка данных сталей и деталей приводит к увеличению их износостойкости и надежности. Углеродистые качественные конструкционные стали обладают более высокими механическими свойствами, чем стали обыкновенного качества, за счет меньшего содержания в них фосфора, серы и других неметаллических включений. По видам обработки углеродистые конструкционные стали подразделяются на горячекатаные, кованые, калиброванные и серебрянку (со специальной отделкой поверхности). В зависимости от состояния материала указанные стали выпускаются без термической обработки, термически обработанные (Т) и нагартованные (Н). В соответствии с назначением горячекатаная и кованая углеродистые конструкционные стали делятся на подгруппы: «а» – для горячей обработки давлением; «б» – для механической обработки резанием на станках; «в» – для холодного волочения.

Легированными называют стали, которые, кроме обычных примесей (марганца, кремния, серы и фосфора), содержат ряд элементов, специально вводимых в сталь при ее выплавке для получения заданных свойств. Эти элементы называют легирующими. В качестве легирующих элементов чаще всего применяют никель, хром, вольфрам, молибден, титан, ванадий, алюминий. Конструкционные легированные стали подразделяются на горячекатаную, кованую, калиброванную и сталь—серебрянку, применяемую в термически обработанном состоянии. Горячекатаная и кованая стали поставляются как в термически обработанном состоянии (отожженные, вы—сокоотпущенные, нормализованные или нормализованные с высоким отпуском), так и без термообработки, стали калиброванная и серебрянка – нагартованными или термически обработанными (отожженными, отпущенными, нормализованными, закаленными с отпуском). Стандартом (ГОСТом) предусмотрен выпуск и изготовление 13 групп конструкционных легированных сталей, каждая из которых получила название по преобладающему в ней легирующему элементу. Например, хромистые легированные стали – 15Х, 15Ха, 20Х, 30Х, 30ХРА, 35Х, 38ХА, 40Х, 45Х, 50Х; из этих сталей изготовляют детали, от которых наряду с высокой износостойкостью требуется минимальная деформация при термообработке, улучшенные и закаленные детали, работающие при средних скоростях и высоких удельных давлениях (шестерни, кольца, зубчатые рейки и т.  д.), нагруженные детали автомобилей и тракторов, а также крупные детали, требующие высокой прокаливаемости и общей повышенной прочности.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Термическая обработка готовых изделий

Термическая обработка готовых изделий Термическая обработка проводится с готовой уже поковкой и служит для того, чтобы изменить структуру металла. От правильного ее выполнения зависит качество изделия и его долговечность.ЗакалкаОна предназначена для придания

6. Химико—термическая обработка: цементация, нитроцементация

6. Химико—термическая обработка: цементация, нитроцементация Для изменения химического состава, структуры и свойств поверхностного слоя деталей осуществляется их тепловая обработка в химически активной среде, называемая химико—термической обработкой. При ней

7. Химико—термическая обработка: азотирование, ионное азотирование

7. Химико—термическая обработка: азотирование, ионное азотирование Химико—термическая обработка – азотирование применяется с целью повышения твердости поверхности у различных деталей – зубчатых колес, гильз, валов и др. изготовленных из сталей 38ХМЮА, 38ХВФЮА, 18Х2Н4ВА,

Термическая обработка

Термическая обработка Термической обработкой называется процесс тепловой обработки, суть которого в нагреве стекла до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении с заданной скоростью с целью изменения или свойств стекла, или формы

6. Термическая обработка ювелирных сплавов. Общие положения

6. Термическая обработка ювелирных сплавов. Общие положения Термическая обработка включает следующие основные операции: отжиг, закалку, старение и отпуск (для черных металлов). Применение того или другого вида термообработки диктуется теми требованиями, которые

6.1. Термическая обработка литейных сплавов

6.1. Термическая обработка литейных сплавов Согласно классификатору ювелирных сплавов (рис. 3.36) основными являются благородные сплавы на серебряной, золотой и платиновой основах, а также медные, алюминиевые и цинковые сплавы. Преимущественными операциями термообработки

13. Термическая обработка ювелирных сплавов

13. Термическая обработка ювелирных сплавов Основной вид термической обработки ювелирных сплавов – рекристаллизационный отжиг. Он назначается или как промежуточный этап между операциями холодной пластической деформации, или как заключительный – для того, чтобы

13.

1. Термическая обработка сплавов на основе серебра

13.1. Термическая обработка сплавов на основе серебра Термически обрабатываются сплавы системы Ag – Си, так как медь ограниченно растворима в серебре и ее растворимость изменяется с температурой.Режим термообработки состоит в закалке сплава с температурой 700 °C в воде с

13.2. Термическая обработка сплавов на основе золота

13.2. Термическая обработка сплавов на основе золота Двойные сплавы золото – серебро термически не упрочняемые, так как серебро и золото неограниченно растворимы в твердом состоянии.Тройные сплавы системы Au – Ag – Си упрочняются термической обработкой. Эффект упрочнения

§1. БОЕВЫЕ БРОНЕПОВОЗКИ, ИХ СВОЙСТВА И НАЗНАЧЕНИЕ.

§1. БОЕВЫЕ БРОНЕПОВОЗКИ, ИХ СВОЙСТВА И НАЗНАЧЕНИЕ. Танк, с одной стороны, можно рассматривать, как гусеничною самоходную пулеметную или артиллерийскую установку, покрытую со всех сторон броней, с другой стороны, как броневой автомобиль, снабженный гусеничным ходом. Таким

28. Конструкционные и инструментальные углеродистые стали. Маркировка, применение

28. Конструкционные и инструментальные углеродистые стали. Маркировка, применение Углеродистые конструкционные стали подразделяются на стали обыкновенного качества и качественные.Марки сталей обыкновенного качества Ст0, Ст1, Ст2,…, Ст6 (с увеличением номера возрастает

38. Химико-термическая обработка стали. Назначение, виды и общие закономерности. Диффузионное насыщение сплавов металлами и неметаллами

38. Химико-термическая обработка стали. Назначение, виды и общие закономерности. Диффузионное насыщение сплавов металлами и неметаллами Химико-термической обработка (ХТО) – обработка с сочетанием термического и химического воздействия для изменения состава, структуры

41.

 Конструкционные стали: строительные, машиностроительные, высокопрочные. Инструментальные стали: стали для режущего инструмента, подшипниковые, штамповые

41. Конструкционные стали: строительные, машиностроительные, высокопрочные. Инструментальные стали: стали для режущего инструмента, подшипниковые, штамповые Углеродистые инструментальные стали У8, У10, У11,У12 вследствие малой устойчивости переохлажденного аустенита

Различия между легированной и углеродистой сталью

Сталь является одной из крупнейших отраслей промышленности в мире и производится путем комбинирования железа с другими металлами и неметаллическими элементами. Целью этой комбинации для производства стали является получение различных химических свойств для конкретных применений. При выборе материала для обработки стали с ЧПУ следует учитывать различные свойства легированной стали по сравнению с углеродистой сталью для выбора подходящего материала. Легированная сталь и углеродистая сталь - это два типа стали. Понимание различий между легированной и углеродистой сталью дает нам возможность использовать их соответствующим образом в нашей отрасли, чтобы получать от них выгоду.

Выбор стали для изготовления деталей и компонентов, обработанных на станках с ЧПУ, является большой проблемой. В этой статье мы обсудим различия между сплавом и углеродистой сталью, а также их типы, области применения, легирующие элементы и свойства. Это поможет вам выбрать лучшую сталь для вашего проекта и получить лучшие детали и продукты.

Что такое легированная сталь?

Легированная сталь  смешана с рядом легирующих элементов, таких как кремний, хром, молибден, бор, ванадий, никель, алюминий и т. д. Эти легирующие элементы повышают прочность, ударную вязкость, твердость и износостойкость сплава. стали. Некоторые из легирующих элементов и их влияние показаны ниже.

  • Кобальт:  Улучшает твердость, повышает износостойкость и прочность.
  • Марганец: Повышает твердость поверхности при ударах и ударах, повышает устойчивость к деформации
  • Хром: Повышает прочность и износостойкость, а также повышает твердость.
  • Молибден:  Повышает стойкость к нагреву и ударам, а также повышает прочность.
  • Никель: Повышает прочность и ударную вязкость, а также повышает коррозионную стойкость.
  • Ванадий:  Повышает прочность, повышает износостойкость и коррозионную стойкость, повышает ударную вязкость согнуть и разрезать.

Типы легированной стали

Легированная сталь представляет собой сочетание стали с рядом элементов для получения уникальных характеристик и свойств. Он бывает двух типов в зависимости от веса элементов, используемых для формирования легированной стали, который колеблется от 1% до 50%. В текущем будут упомянуты две группы легированных сталей.

  • Высоколегированная сталь: Содержит высокий процент легирующих элементов. Наиболее распространенным типом высоколегированной стали является нержавеющая сталь , которая содержит до 12% хрома. Хром образует тонкий оксидный слой снаружи стали, известный как скрытый слой. Большое количество хрома обеспечивает длительную защиту от эрозии. Этот тип сплава немного дороже, чем низколегированная сталь. Таким образом, он в основном используется в автомобилях и промышленном оборудовании.
  • Низколегированная сталь: Имеет более низкий процент легирующих элементов в диапазоне от 1 до 5 процентов. Эта сталь имеет различную прочность и применение в зависимости от используемого сплава. Кроме того, фланцы большого диаметра используют этот тип сплава для получения определенных механических свойств. Следовательно, низколегированная сталь полезна для множества проектов в огромном количестве отраслей, таких как производство выпускных отверстий для шипов и поковка бесшовных катаных колец.

Применение легированной стали

Легированная сталь используется в ряде отраслей промышленности и позволяет производить сотни продуктов. Их чрезвычайная прочность, твердость, ударная вязкость и обрабатываемость делают их наиболее требовательным материалом для многих отраслей промышленности. Следовательно, легированная сталь идеально подходит для конструкционных компонентов, автомобильной, горнодобывающей, машиностроительной, железнодорожной и многих других отраслей промышленности.

  • Строительная промышленность
  • Аэрокосмическая промышленность
  • Горнодобывающая промышленность

Совет: Вы можете прочитать нашу подробную статью о применении стали.

Что такое углеродистая сталь?

Углеродистая сталь является распространенным типом стали. Чтобы определить углеродистую сталь простыми словами, это сплав железа и углерода. Как следует из названия, углеродистая сталь имеет более высокое содержание углерода, более низкую температуру плавления и большую долговечность по сравнению с нержавеющей сталью. Углеродистая сталь является наиболее важной группой технических сплавов, и на их долю приходится большинство применений стали в зависимости от процессов.

Типы углеродистой стали

Типы углеродистой стали упорядочены и классифицированы по содержанию углерода. Затем давайте посмотрим на некоторые типы углеродистой стали и их характеристики, которые делают их желательными для конкретных применений.

  • Низкоуглеродистая сталь : Это наиболее распространенная и широко используемая форма углеродистой стали. Он содержит менее 0,25% углерода. Низкоуглеродистая сталь, как правило, слабее и мягче, а также легко сваривается и пластична, что делает ее пригодной для механической обработки и сварки по низкой цене.
  • Среднеуглеродистая сталь : При содержании углерода от 0,25% до 0,6% и марганца от 0,6% до 1,65% механические свойства этих металлов могут быть улучшены путем термической обработки. Среднеуглеродистая сталь прочнее, но менее пластична и жестка, чем низкоуглеродистая сталь.
  • Высокоуглеродистая сталь : Этот тип углеродистой стали является самым твердым и прочным, с высокой износостойкостью, низкой пластичностью и всегда подвергается закалке и отпуску. Кроме того, их диапазон содержания углерода и марганца составляет 0,6–1,25 % и 0,3–0,9 %.% соответственно.

Области применения углеродистой стали

Благодаря высокой универсальности углеродистая сталь имеет множество применений и используется в различных отраслях промышленности, особенно в нефтехимической и нефтегазовой отраслях. Мы собрали некоторые области применения углеродистой стали в различных отраслях, чтобы разработать ее широкое применение на современном рынке, например:

  • Судостроение
  • Трубы и сосуды под давлением
  • Строительство

Если вам нужна дополнительная информация о применении стали, см. эту статью. Вы также можете начать свой проект, нажав кнопку ниже прямо сейчас.

Попробуйте RapidDirect прямо сейчас!

Вся информация и загрузки защищены и конфиденциальны.

В чем разница между легированной сталью и углеродистой сталью?

Оба типа стали, внешне похожие друг на друга, имеют разные химические свойства. Однако эти свойства делают их уникальными и дают промышленности основания использовать их и получать от них выгоду. Мы собрали некоторые различия между легированной и углеродистой сталью, чтобы дать вам лучшее представление об обоих типах стали.

Области применения

Легированная сталь используется в различных отраслях промышленности для изготовления балок, конструкционных профилей, деталей самолетов, гребных винтов для судов, стержней, рельсов, стержней, винтов, болтов, гвоздей и проволоки. С другой стороны, углеродистая сталь также популярна во многих отраслях обрабатывающей промышленности для производства компонентов автомобильных кузовов, пищевых банок, колес, коленчатых валов, зубчатых колес, деталей машин, труб, режущих инструментов, пружин, штампов, конструкций и компонентов мостов.

Состав

Легированная сталь содержит высокий процент легирующих элементов, кроме железа и углерода. Принимая во внимание, что углеродистый сплав имеет высокое содержание углерода и низкий процент других элементов.

Коррозионная стойкость

Легированная сталь обладает хорошей коррозионной стойкостью по сравнению с углеродистой сталью. Легирующие элементы в легированной стали делают ее более устойчивой к коррозии, а также улучшают ее обрабатываемость.

Твердость

Высокое содержание углерода в углеродистой стали делает ее более твердой. Сплав менее твердый по сравнению с углеродистой сталью.

Прочность

Углеродистая сталь хороша с точки зрения прочности. Легированная сталь также имеет высокую прочность, но меньше, чем углеродистая сталь.

Прочность

Высокое содержание углерода в углеродистой стали делает ее более прочной. Наоборот, легированная сталь с другими легирующими элементами, кроме углерода, менее прочная.

Ковкость

Несколько легирующих элементов в легированной стали снижают пластичность легированной стали. Однако углеродистый элемент в углеродистой стали увеличивает ее ковкость.

Свариваемость

Углеродистая сталь обладает высокой свариваемостью по сравнению с легированной сталью. Это связано с уменьшением количества легирующих элементов (кроме углерода) в железе. Сварить сталь будет сложнее, если она содержит такие элементы, как бор, магний и кремний.

Пластичность

Способность стали деформироваться без разрушения. Это зависит от легирующих элементов, присутствующих в стали. Большее количество углеродных элементов снижает пластичность стали. Сплав более пластичен, чем углеродистая сталь.

Стоимость

Легированная сталь очень дорогая сталь по сравнению с углеродистой сталью. Цена на углеродистую сталь варьируется и зависит от содержания углерода. Чем выше содержание углерода, тем выше цена.

Here's a brief table showing some differences between alloy vs carbon steel:

Низкая 20232 High 100008 включение

В этой статье мы обсудили различия между легированной и углеродистой сталью, чтобы дать вам представление об этих широко используемых терминах в производственной и механической промышленности. Благодаря превосходным механическим свойствам легированной и углеродистой стали они будут продолжать играть решающую и доминирующую роль в будущем. Способность к формованию, экономичность и возможность вторичной переработки этих сталей оказывают значительное влияние на промышленное использование. Если вы ищете партнера по обработке стали с ЧПУ с безупречными возможностями обработки, не ищите дальше.

RapidDirect — ведущий поставщик услуг по созданию прототипов и изготовлению нестандартных деталей, на которого вы можете положиться. Наше первоклассное современное технологическое оборудование произвело прототипы и детали для ряда наших ценных клиентов по всему миру. Мы гордимся нашей командой инженеров, которая имеет большой опыт прототипирования и производства. Кроме того, у нас есть строгая система контроля качества, чтобы гарантировать, что вы получите лучшие детали и прототипы с высочайшим качеством. Предоставление продуктов в соответствии со спецификациями и ожиданиями наших клиентов является первостепенным приоритетом RapidDirect. Свяжитесь с нами, чтобы получить услуги по производству прототипов прямо сейчас.

Загрузите файл САПР и сразу получите расчет стоимости

Часто задаваемые вопросы  О Легированная сталь или углеродистая сталь

Что лучше: легированная сталь или углеродистая сталь?

Выбор материала полностью зависит от требований проекта или продукта. В целом легированная сталь обладает исключительными качествами по сравнению с углеродистой сталью, но одной из ее основных проблем является отсутствие коррозионной стойкости. Легированная сталь подходит для конструкционных элементов.

Что прочнее, легированная сталь или углеродистая сталь?

Прочность на растяжение низкоуглеродистой стали составляет примерно 450 МПа, а прочность на растяжение высокоуглеродистой стали составляет 965 МПа. Легированная сталь имеет более высокую прочность на растяжение по сравнению с углеродистой сталью. Прочность на растяжение легированной стали находится в пределах 758 – 1882 МПа.

Является ли легированная сталь той же углеродистой сталью?

Нет. Это два разных материала. Углеродистая сталь состоит из железа с добавлением углерода, а легированная сталь включает различные другие материалы. Добавление других материалов помогает изменить физические и химические свойства материала.

Легированная сталь и углеродистая сталь – в чем разница? – Сделай из металла

Существует около 36 миллионов различных видов стали.

Вы, наверное, представляете, откуда я взял это число. (Подсказка: откуда-то сзади) Но вы поняли.

На первый взгляд все виды металлов могут показаться довольно сложными.

Так в чем же разница между углеродистой сталью и легированной сталью?

Углеродистая сталь представляет собой железо с добавлением углерода, тогда как легированная сталь также включает другие элементы для изменения свойств металла.

Это не значит, что углеродистая сталь состоит из чистого углерода и железа. Все будет иметь примеси. Но эти дополнительные элементы не составляют основную часть списка ингредиентов. По крайней мере, их недостаточно, чтобы сильно изменить углеродистую сталь.

Даже внутри этих двух категорий стали существуют огромные различия. Давайте посмотрим, что это такое, какими свойствами обладают эти металлы и для каких целей они используются.

Содержание

Углеродистая сталь

Помимо железа, основным элементом этой стали является углерод. Вы, наверное, уже поняли это.

Чем ниже содержание углерода, тем более пластичен металл. Чем выше содержание углерода, тем больше можно термически обрабатывать и упрочнять металл.

Более высокое содержание углерода также затрудняет сварку.

Углеродистая сталь обычно делится на три категории:

Низкоуглеродистая сталь

АКА мягкая сталь, в которой содержание углерода составляет от 0,05 до 0,25%, при максимальном содержании марганца 0,4%.

Это дешевка.

Это наиболее распространенный тип стали, который вы найдете в приложениях, не предъявляющих особых требований, таких как высокая прочность или износостойкость.

Это обычная сталь для любителей. Вы найдете его в простых механических системах.

Очень хорошо поддается сварке и механической обработке. В общем, очень удобно работать.

Единственный способ повысить твердость за счет термической обработки – цементация. Это процесс, при котором на поверхность добавляется углерод, который создает твердый внешний слой и мягкую сердцевину.

Среднеуглеродистая сталь

Содержание углерода составляет 0,29-0,54% углерода, содержание марганца 0,6-1,65%.

Это более прочная сталь с хорошей износостойкостью, но ее немного сложнее формовать, сваривать и резать.

Среднеуглеродистые стали могут подвергаться термической обработке и отпуску.

Высокоуглеродистая сталь

Содержание углерода составляет 0,55-0,95% углерода, содержание марганца 0,30-0,90%.

Это довольно специфичные вещи. Обычно это используется только тогда, когда вам это действительно нужно, так как с ним непросто работать.

Это очень сильно. Это обычная сталь, используемая для пружин и проволоки, так как требуется сильное сжатие, чтобы получить пластическую деформацию (когда металл не просто пружинит).

Изготовители ножей тоже любят эту сталь.

Популярным для больших ножей является 1075 (0,75% углерода). Он достаточно мягкий, чтобы не сломаться пополам, когда вы им рубите, но все равно будет хорошо держать край.

В верхней части спектра у вас есть сталь 1095 (0,95% углерода). Он действительно хорошо держит край, но его также легко сломать. Это означает, что он подходит для небольших ножей, которые не будут сильно резать.

Хорошо поддается термообработке, но плохо поддается механической обработке и сварке. Обычно вам нужно отжечь его, прежде чем вы сможете разрезать его механически, если у вас нет дорогого специализированного оборудования и инструментов.

Технически здесь есть еще одна категория — очень высокоуглеродистая сталь.

Маловероятно, что вы будете сталкиваться с этим очень часто. Содержание углерода 0,96%-2,1%. Супер твердый, супер хрупкий. Подумайте о стекле.

С ним очень сложно работать, поэтому он подходит только для специализированных приложений.

Легированная сталь

Здесь действительно весело.

Обычно существует две категории легированной стали: низколегированная и высоколегированная.

Все, что содержит менее 8% легирующего элемента, обозначается как низколегированное, все, что выше 8%, — как высоколегированное.

Наиболее распространены низколегированные стали.

Легирование различными элементами довольно сильно меняет свойства стали.

Например, вы можете изменить прочность, твердость и коррозионную стойкость, настроив эти легирующие элементы.

Давайте рассмотрим некоторые распространенные легирующие элементы и какое влияние они оказывают на металл.

Легирующие элементы

Марганец

Технически вы увидите его в заметных количествах в углеродистой стали, но в больших количествах в легированной стали.

Основной причиной добавления этого параметра является уточнение требований к термообработке.

Обычно для закалки стали требуется быстрая закалка от высокой температуры до очень низкой температуры.

Хитрость в том, что чем быстрее закалка, тем выше риск растрескивания.

Марганец обеспечивает более низкую скорость охлаждения. Например, вместо закалки в воде можно закалить в теплом масле. Некоторые специализированные стали можно закаливать даже воздухом комнатной температуры.

Одним из ярких примеров стали для воздушной закалки является инструментальная сталь A4. Он имеет 1,8%-2,2% марганца.

Все, что вам нужно сделать, это достаточно нагреть его, затем воздушное охлаждение затвердеет до 63 Rc. Настоятельно рекомендуется немного закалить ее, чтобы стабилизировать сталь и снизить риск растрескивания, но в любом случае она становится очень твердой.

Хром

Если у вас более 11% хрома, вы можете получить нержавеющую сталь. Это резко повышает коррозионную стойкость.

Он также существенно влияет на другие свойства металла, такие как прочность, твердость и термическая обработка.

Вот несколько примеров, где вы увидите много хрома:

309 нержавеющая сталь содержит 23% хрома и предназначена для защиты от коррозии при высоких температурах.

D2 на самом деле инструментальная сталь. Это интересно, потому что в нем содержится 11-13% хрома, но он считается только «полунержавеющим».

Сталь D2 ржавеет больше, чем обычная нержавеющая сталь (например, очень распространенная 304), но не так сильно, как обычная углеродистая сталь.

В нем используется комбинация кобальта и хрома для достижения действительно высокой износостойкости.

Обычно используется для формовки или резки штампов, лезвий для резки шин и штампов.

Молибден

Так как это такой большой кусок, многие люди называют его просто «молибден» (звучит как молли).

Это также может повысить коррозионную стойкость до определенной степени. Вместе с марганцем он снижает требуемую скорость закалки.

Например, инструментальная сталь A4, о которой я упоминал ранее, содержит и молибден, и марганец. Он содержит примерно половину количества молибдена, от 0,9% до 1,4%.

Это также значительно повышает прочность и прочность стали на растяжение. Вы увидите это в некоторых приложениях с большой нагрузкой.

Возможно, одним из наиболее распространенных мест, где вы увидите сталь с молибденом, является сталь 4140. Он имеет сочетание хрома и молибдена. Многие люди называют это «хромомолибденовой» сталью.

Вы увидите 4140 повсюду в промышленных приложениях. Тяжелые шестерни, большие валы — это рабочая лошадка мира стали.

Ванадий

Это очень важно при термообработке — помогает контролировать размер зерна металла.

Вот краткий курс по термообработке, чтобы вы могли понять это:

При термообработке стали вы, по сути, пытаетесь уменьшить размер зерна металла.

Если вы посмотрите на него под микроскопом, вы увидите маленькие клетки металла, которые все плотно набиты. У мягких металлов эти «зерна» крупные.

При термообработке металла изменяется кристаллическая структура, а зерна становятся мелкими и ровными.

Мелкое, ровное зерно = действительно твердая сталь.

Ванадий помогает сохранить размер этого зерна даже при термической обработке. Он образует карбиды, которые препятствуют тому, чтобы зерно стало слишком большим.

По сути, становится все тяжелее и сильнее.

Вы часто будете видеть это в инструментальных сталях, таких как O1 и D2.

Никель

Вы увидите это в нержавеющей стали. Одним из конкретных применений является аустенитная нержавеющая сталь, которая является наиболее распространенным типом нержавеющей стали (например, 304) 9.0003

Когда содержание хрома составляет 18% и более, а содержание никеля +8%, получается аустенитная нержавеющая сталь.

Это действительно повышает коррозионную стойкость (защита от ржавчины) и повышает ударную вязкость и ударную вязкость.

  Alloy Steel Carbon Steel
Corrosion resistance Good Плохая
Твердость Низкая Высокая
Прочность
Toughness Low High
Malleability Low High
Weldability Low High
Ductility

Learn more