Высоколегированная сталь: Высоколегированная сталь – марки и классификация + Видео

Высоколегированная сталь

Высоколегированные стали – это железоуглеродистые сплавы с содержанием легирующих добавок более 10% и до 50%, а железа – свыше 45%.

Легирующие элементы образуют с железом химические связи, что существенно влияет на свойства материала и улучшает его качество. Химические добавки вводятся в сплав с учетом его назначения и необходимых характеристик, например:

• жаростойкость увеличивают Al, Si, Co;
• красностойкость – Mo;
• плотность – Ti, V;
• кислотоупорность – Si;
• прочность, износостойкость – Cr, V, Ti, Ni, Mn;
• твердость – Cr, V;
• упругость – Cr;
• стойкость к температурным расширениям – W;
• антикоррозионные качества – Ni, Mo, Ti, Cr;
• устойчивость перед ударными нагрузками – Mn, Co;
• прочность молекулярной решетки – W.

Сферы применения

Сложно переоценить, что значит высоколегированная сталь для нефтяной и химической промышленности, энергетики, машино- и авиастроения. Из таких сплавов производятся конструкции, используемые в агрессивных средах и при температурных перепадах. В газовой промышленности применяются коррозиестойкие легированные стали с содержанием углерода, уменьшенным до 0,12%. Элементы из окалиностойких сплавов используются в печах и в роли нагревательных элементов.

Классификация

Такие сплавы классифицируются:

• По структуре – бывают аустенитные, аустенитно-ферритные и ферритные, аустенитно-мартенситные и мартенситные. Наиболее популярные аустенитные составы. Содержание легирующих веществ у них достигает 55%. В качестве основных компонентов используются хром (18%) и никель (до 8%). Остальные примеси вводятся в зависимости от необходимых свойств материала.
• По преобладающей составляющей – сплавы на никелевой основе (50% Ni или более) и на железоникелевой (свыше 65% Fe и Ni в соотношении 1,5:1).
• По свойствам – коррозиестойкие, жаростойкие, жаропрочные.
• По доминирующему компоненту, которым легировали сплав, – хромистые, хромомарганцевые, хромоникелевые.
• По тепловым характеристикам:

1. элинвар (Х8Н36) – имеет стабильный модуль упругости и рабочий температурный диапазон от -50 до +100 °С, используется для изготовления часовых пружин и деталей измерительных приборов;
2. инвар (И36) – не склонен к температурным расширениям, применяется для изготовления эталонных деталей и калибровочных элементов;
3. платинит (ЭН42) – по тепловому расширению идентичен стеклу, используется для производства электродов ламп накаливания.

• По магнитным свойствам – магнитные (магнитомягкие и магнитотвердые) и немагнитные.

Марки высоколегированных сталей

Марка	Содержание химических компонентов, %
	C	Mn	Si	S	P	B	Al
СН1А
1006АК		0,25–0,4					˃0,02
1008АК		0,3–0,5					˃0,02
1010АК	0,08–0,13	0,3–0,6					˃0,02
1012АК	0,1–0,15	0,3–0,6					˃0,02
1015АК	0,13–0,18	0,3–0,6					˃0,02
1018АК	0,15–0,2	0,7–0,9					˃0,02
1018SK	0,15–0,2	0,7–0,9	0,1–0,35
1022AK	0,18–0,23	0,7–1					˃0,02
1022SK	0,18–0,23	0,7–1	0,1–0,35
S25C	0,22–0,28	0,22–0,28	0,15–0,35
10B21	0,18–0,23	0,7–1				˃0,0005
10B33	0,32–0,36	0,7–1	0,15–0,35			˃0,0005
1541	0,36–0,44	1,35–1,65

Характеристики

Свойства высоколегированных сталей зависят от марки, формулы сплава, легирующих веществ и их процентного содержания. При помощи термообработки и легирования определенными компонентами материалам придаются необходимые характеристики:

• прочность;
• твердость;
• сопротивление ползучести при нагреве;
• упругость;
• пластичность;
• устойчивость к деформации, истиранию, коррозии, износу;
• жаростойкость;
• жаропрочность;
• другие требуемые качества.

Например, по технологии штампосварки из таких сплавов производят изделия, выдерживающие сверхнизкие температуры до -253 °С. При обработке кремнием получают ферросилиды, устойчивые к кислотным средам.

Все легированные сплавы пригодны к сварке и другим видам обработки. Главное – учитывать состав стали и ее свойства, использовать подходящий режим нагрева и четко соблюдать технологию. Чтобы получить надежное соединение, следует учитывать малую теплопроводность высоколегированных сплавов, их значительное электрическое сопротивление и склонность к линейному расширению.

Компания «Металлист» выполняет комплекс услуг по обработке высоколегированной стали:

Высоколегированная сталь — виды и применение

Высоколегированная сталь

Высоколегированная сталь имеет много уникальных свойств, за счет которых отливки из таких сплавов пользуются большой популярностью и применяются в самых различных сферах. Среди основных характеристик высоколегированной стали можно назвать:

• Высокую прочность;
• Высокий коэффициент пластичности;
• Долго не теряют свою прочность и не деформируются;
• Не покрываются ржавчиной, имеют антикоррозионные свойства.

Виды и марки высоколегированной стали

В зависимости от определенных условий эксплуатаций различают такие виды высоколегированной стали:

• Коррозийно-стойкие;
• Жаропрочные или жаростойкие.

Данные сплавы также отличаются и от типа легирующего материала – это могут быть:

• Хромистые сплавы;
• Хромоникелевые сплавы;
• Хромомарганцевые.

Марки высоколегированной стали различаются по своим свойствам. Так, это могут быть;

• Элинвар – отливки из этого сплава очень хорошо работают в условиях высоких температур. Они могут использоваться при температурах от минус 50 до плюс 100 градусов Цельсия. Именно поэтому чаще всего такие отливки используются в измерительных приборах, а также для изготовления часовых пружин;
• Инвар – этот сплав характеризуется отсутствием расширения, поэтому такие отливки используют в калибровочных изделиях, шаблонах и прочих подобных материалах;
• Платинит – такие отливки имеют коэффициент расширения, который приближается к коэффициенту расширения стекла. Именно поэтому такие детали чаще всего используют для изготовления электродов для ламп накаливания.

Сфера применения отливок из высоколегированной стали

Отливки из высоколегированной стали отличаются своими механическими свойствами. Именно легированные компоненты позволяют добиться таких определенных показателей, что расширяет сферу использования таких изделий. Отливки из таких сплавов используются:

• В машиностроении;
• В нефтяной промышленности;
• В энергетической сфере;
• В химической сфере;
• При создании металлоконструкций, которые будут использоваться при больших перепадах температур.

Коррозионностойкие сплавы чаще всего используют в газовой промышленности. При добавлении в сплав молибдена, получившиеся отливки можно использовать при высоких температурах до 1100 градусов Цельсия. После выполнения механической и термической обработки сплав приобретает высокий коэффициент прочности, а изделия получают длительный срок эксплуатации.

Высоколегированная сталь — обработка

Высоколегированная сталь поддается различной обработке за счет которой она в дальнейшем получает определенные свойства. Так, отливки можно поддавать такой обработке:

• Лазерной резке;
• Гидроабразивной резке;
• Фрезеровке;
• Гибке;
• Токарным работам;
• Порошковой покраске;
• Сласарной обработке;
• Пробивным работам.

Выполняя работы, важно изначально определить сферу применения таких изделий и условия, в которых они будут эксплуатироваться.

Высоколегированные стали. В наличии и под заказ

Легированная сталь – это сталь, в состав которой входят различные легирующие элементы, повышающие уровень коррозионной стойкости и придающие сплаву прочие полезные свойства, например, износостойкость, способность работать в условиях высоких температур без потери прочности и другие.

К основным легирующим элементам относятся хром и никель. Наряду с ними используются марганец, титан, молибден, медь и другие компоненты, добавляемые в сплав для получения нужных характеристик материала. Легирующая составляющая подбирается в зависимости от назначения сплава.

По процентному содержанию легирующих компонентов стальные сплавы бывают низколегированными (до 2,5%), среднелегированными (2,5-10%) и высоколегированными (более 10%).

Свойства и область применения высоколегированных сталей

Легированные и высоколегированные стали применяются для изготовления изделий бытового и промышленного назначения. Например, высоколегированная сталь находит широкое применение в энергетике, машиностроении, нефтехимической, авиационной и многих других отраслях промышленности. Она используется для производства всевозможных деталей и конструкций, работающих в неблагоприятных условиях: агрессивных газовых средах, при высоких или, напротив, крайне низких температурах, в режиме повышенных механических нагрузок.

По своим свойствам высоколегированная сталь разделяется на 3 группы:

• Коррозионностойкая, предназначенная для изготовления изделий, эксплуатирующихся в обычных атмосферных условиях и слабоагрессивных средах;
• Жаростойкая, способная противостоять коррозии в сложных условиях. Применяется для производства деталей, работающих в агрессивных средах при повышенных температурах;
• Жаропрочная, сохраняющая механическую стабильность в условиях высокотемпературного режима эксплуатации.

Каждая из этих групп включает в себя подгруппы, объединяющие сходные по структуре материалы. Структура определяется химическим составом, например, количественным содержанием ферритизатора хрома, аустенитизатора никеля и других легирующих добавок.

Наименование	Марки сталей
Пруток от Ø 10мм до Ø 20мм	ХН70Ю(ЭИ652) , ХН77ТЮР(ЭИ437Б) , ХН32Т(670)
Круг от Ø 20мм до Ø 250мм	ХН67МВТЮ(ЭП709) , Х20Н80(нихром) , Х15Н60(нихром)
Лента толщиной 0.1-3.0мм	20Х23Н18(ЭИ417) , ХН78Т(ЭИ435) , 10Х17Н13М2Т(ЭИ448)
Лист толщиной 1.0-50мм	ХН35ВТ(ЭИ612) , ХН78Ю(ЭИ652) , 06ХН28МДТ(ЭИ943)
Фольга толщиной 0,01-0,05мм	13Х11Н23Т3МР(ЭП33) , 45Х14Н14В2М(ЭИ69) и другие.
Проволока диаметром 0,01-10мм

Предлагаем поставки высоколегированной стали

Наша компания «СТАЛЬПРОМ» более 10 лет осуществляет деятельность по поставкам металлопроката на российском рынке. У нас можно купить легированную сталь различных марок по выгодным ценам. Организуем доставку продукции по территории РФ и в Казахстан в любое удобное для Вас время транспортом компаний-партнеров. По интересующим Вас вопросам Вы можете обратиться, позвонив по номерам телефонов, указанным на нашем сайте.

Легированная сталь: двигатель прогресса

Легированная сталь — это металл огромной универсальности, щедрый дар науки человечеству в нынешний технологический век (и все это при разумных экономических затратах).

Существуют тысячи различных видов сталей, которые были созданы для использования в самых разнообразных целях. По большому счету, их можно подразделить на легированные и углеродистые. Отличие легированной стали от углеродистой можно описать в двух словах. Если сталь имеет в своем составе железо и углерод (плюс малое количество постоянных примесей – марганец, кремний, серу, фосфор и некоторые газы), то такую сталь называют углеродистой. Если в процессе плавки углеродистой стали для получения особых механических или физических характеристик к ней добавляют легирующие добавки (хром, никель, ванадий и т.д. – подробнее о них ниже), то такую сталь называют легированной.

Классификация легированной стали

Легированная сталь бывает низколегированной, среднелегированной и высоколегированной. Первая содержит до 2,5% легирующих добавок, вторая – не более 10%. Высоколегированная сталь в своем составе может содержать до 50% легирующих «дополнений». В современной металлургии применяют десятка два элементов, которые по отдельности или в различных комбинациях и пропорциях добавляют в углеродистую сталь для производства различных видов легированных сталей. Вот, к примеру, лишь некоторые из них (обозначение легирующих элементов в стандартах СНГ указано в скобках):

• Алюминий (Ю) – способствует удалению из стали фосфора, серы и кислорода
• Хром (Х) – увеличивает прочность, стойкость к коррозии и окислительным процессам
• Медь (Д) – повышает коррозийную стойкость
• Марганец (Г) – повышает жаропрочность, износостойкость, пластичность и прокаливаемость
• Никель (Н) – увеличивает ударную и коррозийную стойкость
• Кремний (С) – улучшает магнитные свойства
• Вольфрам – увеличивает прочность и твердость
• Ванадий – повышает антикоррозийную прочность, ударную прочность и вязкость

Все эти сплавы, конечно, систематизированы и имеют оригинальные буквенно-цифровые обозначения. Особая маркировка легированных сталей, выпущенных по некоторым стандартам СНГ, позволяет сразу определить, какие легирующие элементы были добавлены в сталь, в какой пропорции и какие свойства, в результате, имеет полученный материал.

Исторический экскурс

Самая первая в истории человечества легированная сталь содержала хром и была запатентована в 1865 г. американским металлургом Джулиусом Бауром. Ее производство наладила бруклинская Chrome Steel Co., но успеха на рынке проект не имел. Тем не менее, новация вызвала живой интерес у металлургического сообщества. Французский металлург Анри-Ами Брустляйн начал собственные эксперименты со сталью и хромом. Вскоре Брустляйн усовершенствовал процесс производства хромистой легированной стали и превратил ее в коммерчески успешный продукт. Брустляйн наладил производство пушечных снарядов, брони и инструментов, и его продукция доминировала на рынке легированной стали около 15 лет.

Кстати, инструментальные легированные стали популярны до сих пор и широко используются для выпуска режущих, измерительных, ударно-штамповых и других инструментов.

Раз уж мы коснулись классификации легированных сталей, то отметим, что кроме инструментальных, также различают легированные конструкционные стали (как понятно из названия, их применяют для выпуска строительных металлических конструкций) и стали с особыми физическими и химическими свойствами (сюда относится, например, высокая степень электрического сопротивления, магнетизм, жаропрочность и т.п.).

Но вернемся к г-ну Брустляйну. За свою работу по созданию хромированной стали, изучению особенностей термической обработки и применения этого сплава французского металлурга заслуженно называют «отцом легированных сталей».

В то время как Брустляйн разрабатывал хромистые стали, англичанин Джеймс Райли организовал производство никелевой стали в Шотландии. Одна из созданных им сталей, содержащая примерно 0,2% углерода и 5% никеля, обладала прочностными свойствами, которые представляли значительный интерес для строительства и машиностроения. Эта сталь, обработанная прокаткой и отжигом, примерно на 40% была прочнее аналогичной стали без никеля.

Также на рубеже XIX и XX веков выпуск никелевой стали начал свое широкое распространение в США. Так, сталь, содержащая 5% никеля, массово применялась при производстве велосипедов (из нее делали цепи и другие элементы конструкции).

Постепенно легированная сталь «добралась» и до автомобилестроения. Пионер производства автомобилей в штате Индиана, Haynes-Apperson Company придумал один из первых автомобилей с бензиновым двигателем в США. Он назывался Brass Era или карета-автомобиль. Оси Brass Era были изготовлены из никелевой стали. К 1898 г. Haynes-Apperson Co выпускала одну машину каждые две-три недели и продавала диковинки за $2 тыс. (по тем временам баснословные деньги).

Несколько позже никелевые стали начали использовать и при строительстве крупных инфраструктурных объектов, включая Манхэттенский мост и мост Куинсборо в Нью-Йорке. В целом, по данным ASM International (Информационное общество по материалам) в 1900 г. в США было произведено около 3000 т легированной стали.

Собственно, именно автомобилестроители и положили начало великой эпохе легированного материала. В первые два десятилетия XX века количество видов легированной стали, используемых в автомобильной индустрии, резко возросло. В 1920 г. Уолтер Джомини из Мичиганского университета, специализировавшийся в области металлургии и работавший в Studebaker Automobile Co., опубликовал список из 12 легированных сталей. Особые свойства этих сплавов, описанные ученым, по его заключению, могли полностью удовлетворить все потребности автоиндустрии того времени. Дополнительным «трамплином» для дальнейшего распространения легированных сталей стала первая мировая война. По подсчетам ASM International, в тот период количество легированной стали, производимой в США, достигает уже 1 млн. т ежегодно.

Применение легированной стали

Прошло более, чем сто лет, и сегодня существуют сотни промышленных изделий, которые могут быть изготовлены из легированной стали различного состава. К ним относятся трубы, пластины, листы и рулоны, прутки, фитинги, фланцы, крепежные элементы и многое другое. Они применяются в самых разных отраслях промышленности – автомобильной и горнодобывающей индустрии, машиностроении, дорожном и жилищном строительстве, производстве бытовой техники и т.п.

К примеру, в строительстве легированные стали используются при возведении масштабных современных конструкций – аэропортов, мостов, небоскребов и стадионов, дизайн которых предполагает возведение стального каркаса. Свойства легированной стали придают металлическим каркасам высокую прочность, столь необходимую для таких больших объектов. Для увеличения прочности и снижения общего веса легированную сталь также применяют в качестве усиления конструкций из бетона. Упомянем и о винтах, гвоздях и болтах – эти мелкие изделия из легированной стали также распространены очень широко.А вот при строительстве мостов используются и специфические легированные сплавы, например, так называемые кортеновские стали. За счет присутствия никеля, меди и хрома они обеспечивают мостам улучшенную защиту от коррозии.

Тут уместно вспомнить и о высокопрочном стальном прокате.Чаще всего промышленные покупатели продукции Метинвеста останавливают свой выбор на высокопрочной стали, подвергшейся термомеханической прокатке или закалке с отпуском. При производстве высокопрочного стального проката на предприятии используют ряд систем легирования стали, несколько спецрежимов горячей прокатки и особую термообработку. По сравнению с традиционными марками стали, высокопрочный металл служит дольше и менее затратен в производстве и эксплуатации. Кроме хороших показателей прочности, материал отличает повышенная ударная вязкость (он проявляет это свойство и на морозе), свариваемость и пластичность.

Перечисленные факторы, а также снижение металлоемкости высокопрочной стали сделали ее востребованной у потребителей, и продукт нашел применение в различных индустриях. Впрочем, как и другие современные легированные стали. Их универсальность и прекрасные потребительские качества позволяют дизайнерам не сдерживать полет своих фантазий, а строителям придает уверенности в том, что грандиозные современные сооружения из легированной стали возводятся на века.

Основные классификации высоколегированных нержавеющих сталей

Сделать заказ можно по телефону

Наши специалисты с радостью вам помогут

+7 495 775-50-79

Основными качествами нержавеющего проката считаются устойчивость к окислению и коррозионная стойкость, тогда как высоколегированная сталь содержит в своем сплаве от 10% и более дополнительных примесей, каждая из которых существенно улучшает физико-химические и эксплуатационные свойства.

Присутствие легирующих элементов в готовом изделии, например из нержавеющего листа AISI 304, повышает прочность, твердость, коррозионную стойкость, кислотостойкость и целый ряд других свойств.

Вязкость и пластичность при повышении других характеристик часто сохраняется. Некоторые элементы, добавленные в сплавы, значительно увеличивают цену нержавейки (титан). Трехкомпонентные стали состоят из железа, углерода и 1 легирующего элемента и т.д. Компонентов может быть много. Металлургические заводы-изготовители указывают химический состав в сертификатах на продукцию.

Классификация сталей, в которые включены примеси

По способу легирования различают стали с объемной (элементы сплавливаются с металлом) и поверхностной (только верхний слой) обработкой. Такие материалы выплавляются исключительно в электродуговых и мартеновских печах спокойными. Процентный состав кремния в них самый высокий.

По качеству (включение вредных примесей: газов, серы, фосфора и т.д.) они производятся в основном высококачественные (АА), реже качественные (А).

По структуре нержавеющие высоколегированные стали делятся на не карбидообразующие и карбидообразующие, которые характеризуются низким содержанием углеводорода при высокой доле примесей. Листовой нержавеющий металлопрокат класса AISI 304 (аустенит) содержит 18-20% хрома.

Цифрами, стоящими за буквенным обозначением химического элемента, указывается его примерное содержание в сплаве.

Преимущества нержавеющих сталей с высоким содержанием легирующих элементов

• Повышается стойкость к окислению и ржавлению.
• Увеличивается механическая прочность материала при сохранении пластичности и проницаемости.
• Увеличивается срок службы.
• Появляется возможность улучшения нескольких свойств одновременно.
• Из более тонкого листа нержавейки AISI 304 получается изделие, по техническим характеристикам не уступающее аналогам, выполненным из металлопроката большей толщины – экономия материала.
• Обладают улучшенными режущими свойствами, сохраняющимися при нагреве до высоких температур (красностойкость).

Благодаря широким возможностям по улучшению и изменению физических и химических характеристик высоколегированные нержавеющие стали находят применение во всех областях производства, промышленности и быту.

Заказывайте качественную нержавейку в компании «Глобус-Сталь». Вас обрадуют наши цены.

Инструментальные стали/ быстрорежущих сталей/ высоколегированная сталь/ углеродистые конструкционные стали

Инструментальные стали — это группа быстрорежущих сталей включает в себя все высоколегированных инструментальных сталей, которые сохраняют необходимую, высокой установленной твердости примерно 60 до 67 HRC при рабочих температурах до 600 °С. их эксплуатационные свойства частично обусловлены высоким содержанием карбида, что приводит к очень высокой износостойкостью.

Для каждой области применения мы поставляем индивидуальное сталей характеризуется следующими свойствами, среди прочего:

• Очень хорошая износостойкость
• Высокое сопротивление давления
• Большая прочность

Если предприятия, заинтересованные в покупке углеродистых, инструментальных сталей 40Х, 40ХМФА, 40ХС, 41Cr4, 43, 45 то добро пожаловать к Наш складской комплекс.

Применение инструментальной углеродистой стали:

Инструментальные углеродистые стали предназначены для изготовления инструмента 
(сверла, метчики, напильники и др.), работающего в относительно легких условиях резания (небольшие скорости, температура нагрева инструмента не выше 200*С).

Использование:

инструментальная углеродистая сталь не применяется для сварных металлоконструкций.

Профиль	Марка	Размер, мм	НД на вид продукции	Условие поставки, длина	Качество поверхности	Вес, т
Круг	40Х	11.00	ГОСТ 4543-71	мерная длина	ГР3	1,64
Круг	40Х	11.00	ГОСТ 4543-71	немерная длина	ГР3	1,17
Круг	40Х	11.00	ГОСТ 4543-71	мерная длина	ГР2	0,97
Круг	40Х	11.00	ГОСТ 4543-71	НД	ГР3	0,76
Круг	40Х	16.00	ГОСТ 4543-71	НД	ГР2	1,83
Круг	40Х	16.00	ГОСТ 4543-71	НД	ГР2	0,6
Круг	40Х	17.00	ГОСТ 4543-71	НД	ГР2	0,89
Круг	40Х	35.00	ГОСТ 4543-71	НД	ГР1	2,78
Шестигранник	40Х	30.00	ГОСТ 4543-71	НД	ГР3	1
Шестигранник	40Х	30.00	ГОСТ 4543-71	НД	ГР3	4,13
Шестигранник	40Х	63.00	ГОСТ 4543-71	НД	ГР2	3,24
Шестигранник	40Х	63.00	ГОСТ 4543-71	немерная длина	ГР2	4,03
Круг	40ХМФА	90.00	ТС 135-06-2009	ОД, 4000-6000	ГР1	4,04
Круг	40ХМФА	140.00	ТС 135-06-2009	3100-3800	ГР1	0,78
Круг	40ХМФА	200.00	ГОСТ 4543-71	4800-4900	ГР2	6,07
Круг	40ХМФА	200.00	ГОСТ 4543-71	4900	ГР2	3,6
Круг	40ХМФА	200.00	ГОСТ 4543-71	4900-5300	ГР2	3,7
Круг	40ХМФА	250.00	ГОСТ 4543-71	4500	ГР2	5,15
Круг	40ХС	22.00	ГОСТ 4543-71	НД	ГР2	0,38
Круг	41Cr4	200.00	ТУ	5500-5600		2,79
Круг	41Cr4	200.00	ТУ	5400-5500		4,15
Круг	41Cr4	200.00	ТУ	5500		2,77
Круг	41Cr4	250.00	ТУ	4300		4,12
Круг	41Cr4	250.00	ТУ	4300		4,15
Круг	41Cr4	250.00	ТУ	4300		4,15
Круг	41Cr4	270.00	ТУ	5000		2,27
Круг	41Cr4	270.00	ТУ	4900		2,21
Круг	41Cr4	270.00	ТУ	4800		2,17
Круг	43	25.00	ТУ 14-1-2252-2007	НД	2ГП	1,83
Круг	43	25.00	ТУ 14-1-2252-2007	4500-5000	2ГП	1,52
Круг	43	25.00	ТУ 14-1-2252-2007	4500-6000	2ГП	2,84
Круг	43	25.00	ТУ 14-1-2252-2007	НД	2ГП	1,59
Круг	45	12.00	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	2,88
Круг	45	13.00	ГОСТ 1050-88	немерная длина	3ГП	3,03
Круг	45	13.00	ГОСТ 1050-88	НД	3ГП	2,82
Круг	45	13.00	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	2,43
Круг	45	13.50	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	2,13
Круг	45	23.00	ГОСТ 1050-88	НД	3ГП	3,8
Круг	45	23.00	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	0,33
Круг	45	23.00	ГОСТ 1050-88	немерная длина	2ГП	3,99
Круг	45	23.00	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	1,02
Круг	45	25.00	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	1,99
Круг	45	30.00	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	0,81
Круг	45	30.00	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	1,25
Круг	45	30.00	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	0,77
Круг	45	56.00	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	1,37
Круг	45	75.00	ГОСТ 1050-88	НД	3ГП	3,56
Круг	45	85.00	ГОСТ 1050-88	НД	2ГП	3,37
Круг	45	280.00	ГОСТ 1050-88	3800	1ГП	1,85
Шестигранник	45	13.00	ГОСТ 1050-88	НД	3ГП	4,16
Шестигранник	45	13.00	ГОСТ 1050-88	немерная длина	3ГП	1,96

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Сварка высоколегированных сталей

Высоколегированная сталь – это сталь, которая содержит в своем составе более 10% легирующих добавок. Это может быть одна или несколько из них. Как правило, высоколегированные стали устойчивы к коррозии, жаропрочные и жаростойкие. Благодаря этому они широко распространились и применяются в промышленности. Высоколегированные стали разделяются на три основные группы: устойчивые к коррозии, жаропрочные и жаростойкие.

Коррозионно устойчивыми высоколегированными сталями называются стали, которые устойчивы к электрической, химической и межкристаллитной коррозии. Жаростойкие называются еще окалина стойкими. Эти стали устойчивы к химическому разрушению при работе в не нагруженном или же слабо нагруженном состоянии при высокой температуре, свыше 500 градусов в газовой среде.

Жаропрочные стали изготавливаются как инструмент, способный работать с огромной нагрузкой определенное время при температуре, превышающей 100 градусов по Цельсию. Каждый из видов высоколегированной стали имеет свое назначение, которое определяет вид и количество специальных легирующих добавок. Высоколегированные стали и их сплавы имеют целый комплекс положительных свойств. По этой причине одну и ту же марку высоколегированной стали можно применять для изготовления изделий разного назначения.

В связи с широким применением сталей данного вида, стоит отметить, что к сварочным соединениям так же должен быть разный подход. Такой подход определяет положение сварочного электрода при сварке, тип сваривания, сварочный ток, способ проведения сварочных работ и т.д. Каждая технология сваривания направлена на сохранение наибольшего количества свойств металла, управляя структурой металла сварочного шва.

Для сваривания высоколегированных сталей может применяться газовая сварка. Данный тип сварки обеспечивает огромную зону разогрева, а также значительный перегрев раскаленного металла и его замедленное охлаждение. В этом случае происходит значительный угар легирующих элементов. Также высоколегированная сталь менее благоприятна для сваривания кислотостойких сталей. В таких сталях может развиваться межкристаллитная коррозия, которая разрушает металлические изделия.

Газовое сваривание может использоваться для проведения сварочных работ с жаропрочными и жаростойкими сталями толщиной 1 – 2 миллиметра. Сваривание производится с мощностью пламени 70 – 75 л/ч на 1 миллиметр толщины металла. Сварочный процесс ведется с большой скоростью, а мундштук следует держать под углом 45 градусов к поверхности.

Нередко высокоуглеродистые стали сваривают с использованием электродуговой сварки. Она является современным и высоко маневренным способом сваривания, а сварочное оборудование механизирует сварщика. Электродуговое сваривание производится несколькими способами, такие как сваривание покрытыми электродами, сварочные работы в защитной среде аргона или углекислоты.

 

Высоколегированная сталь — обзор

3 Быстрорежущие стали (HSS)

Быстрорежущие стали (HSS) — это класс высоколегированных сталей со значительными количествами W, Mo, Co, V и Cr в дополнение к Fe и C. Обширное легирование этих элементов твердым раствором с ферритной матрицей упрочняет матрицу и увеличивает горячую твердость. Высокая твердость и износостойкость достигаются за счет наличия равномерно распределенных тугоплавких твердых карбидов W, Mo, V и Cr. Ванадий также действует как ингибитор роста зерна.

Инструментальные стали в широком смысле классифицируются как Т-образные и М-образные в зависимости от того, используется ли вольфрам (Т) или молибден (М) в качестве основного легирующего элемента (см. Таблицу 1). Нехватка W, стратегического материала, привела к успешному поиску альтернативного элемента, Mo, вместо W. Два типа инструментальных сталей (T- и M-) используются взаимозаменяемо, поскольку они обладают по существу одинаковыми свойствами и имеют сопоставимая производительность резки. В целом инструментальные стали M-типа более популярны (~ 85% всех инструментальных сталей), поскольку они менее дороги (~ 30%), чем соответствующие стали T-типа.Последнее обусловлено большей доступностью и более низкой стоимостью Мо, а также тем фактом, что для получения тех же свойств и рабочих характеристик требуется только половина веса Мо, равного весу W.

Таблица 1. Номинальный химический состав типовых марок инструмента из быстрорежущей стали

Марка из быстрорежущей стали	Номинальный химический состав (%)							Примечания
	C	W	Mo	Cr	V	Co	W a eq
Универсальные марки (без кобальта)
T1	0.7	1,8		4	1		18	Используется в ~ 90% приложений общего назначения из быстрорежущей стали
M1	0,8	1,5	8	4	1		17,5
M2	0,85	6,0	5	4	2		16
M10	0,9		8	4	2		16
Марки с более высоким содержанием V (без коболта)
M3	1.2	6	5	4	3		16	Используется для абразивостойкости. Содержание C увеличивается на 0,1% на каждый 1% увеличения V. Более трудная шлифовка
M4	1,4	5,5	4,5	4	4		14,5
M7	1,0	1,75	8,75	4	2		19,25
Co HSS-классы
T5	0.8	18		4	2	8	18	Используется для более высокой твердости при нагревании или более высокой стойкости к деформации при нагревании. Сложнее обрабатывать, термообработку и шлифование
M34	0,9	2	8	4	2	8	18
M35	0,8	6	5	4	2	5	16
M36	0.8	6	5	4	2	8	16
Высшее V и более высокие классы Co
T15	1.5	12		4	5	5	12	Используется для обеспечения комбинированной стойкости к абразивному износу и более высокой стойкости к деформации при температуре. Чрезвычайно сложно шлифовать. Дороже
M43	1.25	1,75	8,75	3,75	2	8,25	19,25

HSS доступны в литой, кованой и спеченной форме (с использованием технологии энергетической металлургии). Сегрегация карбидов, образование карбидов со значительной вариабельностью по размеру и распределению в матрице, высокоориентированные зерна являются некоторыми атрибутами литых / деформируемых сплавов (рис. 1 (а)). Такой материал из инструментальной стали сложнее придать форму шлифованию, он имеет несовместимые свойства и недостаточную надежность.Для решения этих проблем была разработана технология, которая включает распыление предварительно легированной жидкой инструментальной стали в мелкий порошок с последующим отверждением под горячим изостатическим давлением (ГИП). Полученная микроструктура имеет более равномерное распределение мелких частиц карбида в матрице (рис. 1 (б)). Горячевая твердость и характеристики при повышенных температурах поддерживались на том же уровне без добавления Со в эти сплавы за счет соответствующего увеличения содержания Mo – W и / или V за счет упрочнения твердого раствора.Изготовленные таким образом инструментальные стали легче шлифуются, обладают более однородными свойствами и более надежно работают при резании. Инструментальные стали с твердостью до R _и от 70 могут быть получены этим методом с использованием высокого содержания Co (до 20%) и высокого V (также до 20%), которые не могут быть получены обычным литьем или горячей штамповкой. Из-за мелкого размера карбида инструменты, изготовленные из этого материала, демонстрируют значительную прочность кромки и сохраняют остроту кромки во время таких операций резания, как концевое фрезерование. Следовательно, HSS-материал, полученный с помощью этого процесса, широко используется от многоточечных инструментов, таких как сверла, фрезы, метчики, до многих дорогостоящих инструментов для формования, таких как протяжки, фрезы для зубчатых колес, различные штампы для обработки металлов давлением.В таблице 1 приведены сводные данные о химическом составе выбранных инструментальных материалов из быстрорежущей стали.

Рис. 1. Оптическая микрофотография закаленной и отпущенной инструментальной стали AISI T-15, показывающая микроструктуру (пикральное травление) (а), полученную обычным методом литья / деформации, показывающая сегрегацию карбидов, образование карбидов со значительной изменчивостью по размеру и распределению. в матрице высокоориентированные зерна (b), полученные консолидацией распыленного сплава инструментальной стали путем горячего изостатического прессования, демонстрируют микроструктуру с более равномерным распределением мелких частиц карбида в матрице.

Недавно были разработаны два новых класса HSS с субмикронным (0,1–0,5 мкм) размером зерен TiC или TiN (40–55%) в стальной матрице (45–60%). Процентное содержание твердой фазы TiC или TiN в этих сплавах выше, чем в обычной HSS, но ниже, чем нижний предел твердого сплава. Таким образом, он тверже, чем любая обычная быстрорежущая сталь, но прочнее, чем большинство твердых сплавов. Небольшие количества Cr (3–17,5%), Mo (0,5–4%), Ni (0,5–12%), Co (5–5,7%), Ti (0,5–0,7%) и C (0,4–0,85%). ) добавляются для обеспечения упрочнения твердого раствора, а также повышения твердости материала матрицы.Материал получают путем первоначального прессования порошка TiC или TiN в стальной головке. Полученный пористый прессованный материал спекается при высокой температуре, а затем пропитывается расплавленной сталью под вакуумом. Микроструктура этого материала в отожженном состоянии показывает хорошо закругленные зерна карбида в матрице сферодитовой стали и в закаленном состоянии в мелкодисперсной матрице мартенсита. Новые инструментальные материалы HSS сочетают в себе твердость (следовательно, износостойкость) цементированных карбидов с возможностью термообработки HSS.Таким образом, они могут быть подвергнуты механической обработке в отожженном состоянии с последующей термообработкой до желаемой твердости и микроструктуры. Твердость TiC в материале стальной матрицы составляет ∼69 R _a в отожженном состоянии и после термообработки ∼86,5 R _a . Модуль упругости находится в диапазоне 303 ГПа (44 × 10 ⁶ фунтов на кв. Дюйм), что на ~ 50% больше, чем из быстрорежущей стали. Поперечная прочность на разрыв (TRS) составляет ∼50–75 ГПа (300–400 тыс. Фунтов на квадратный дюйм). Дополнительной особенностью этих материалов является то, что их можно легко паять или приваривать к стальной подложке без какой-либо опасности растрескивания из-за сопоставимых коэффициентов теплового расширения.

Инструменты из быстрорежущей стали используются в основном для низкоскоростных и тяжелых условий эксплуатации, где наросты кромок, прилипание стружки к инструменту и высокое трение являются основными проблемами, а не высокими температурами инструмента. Следовательно, инструменты из быстрорежущей стали с покрытием TiN (∼5 мкм), которые будут обсуждаться в ближайшее время, становятся все более популярными, особенно для более дорогих инструментов. Покрытия наносятся методом физического осаждения из паровой фазы (PVD) при низкой температуре (450 ° C). Такое покрытие позволяет увеличить стойкость инструмента от трех до 10 раз в диапазоне скоростей инструментов из быстрорежущей стали.Покрытие TiN не только обеспечивает условия низкого трения, но и имеет очень привлекательный с эстетической точки зрения золотистый цвет. Такое покрытие в то же время может также облегчить оценку степени износа инструмента из-за разницы в цвете между покрытием и подложкой.

Поскольку инструменты из быстрорежущей стали прочны, их можно использовать как при непрерывном, так и при прерывистом резании. Инструментальные материалы из быстрорежущей стали субмикронного размера могут использоваться для обработки алюминия и других мягких материалов на очень высоких скоростях с использованием инструмента с высоким положительным передним углом (~ 40 °), что значительно снижает усилия.Большинство формовочных инструментов, таких как фрезы, сверла, протяжки, зубчатые фрезы и червячные фрезы, изготовлены из быстрорежущей стали. Текущие тенденции в разработке инструментов из быстрорежущей стали — это устранение нежелательных элементов в сталях и производство более прочных сплавов для повышения надежности в эксплуатации деталей, изготовленных из этого материала.

Упрочнение высоколегированной стали с помощью инновационных способов термообработки

1. Введение

Сталь, благодаря ее многочисленным применениям, является наиболее важным материалом среди любых конструкционных материалов.Он в основном используется в инструментах, автомобилях, зданиях, инфраструктуре, машинах, кораблях, поездах, бытовой технике и т. Д. Из-за его низкой стоимости и высокой прочности на разрыв. В первую очередь, сталь представляет собой сплав железа и углерода, а также некоторых других элементов. Основной материал стали — железо. Железо обычно находится в земной коре в виде руды, обычно в виде оксида железа, то есть магнетита или гематита. Извлечение железа из железной руды осуществляется путем удаления кислорода и последующего взаимодействия его с углеродом с образованием диоксида углерода.Этот процесс называется плавкой. Железо может иметь две кристаллические формы: гранецентрированную кубическую (ГЦК) и объемноцентрированную кубическую (ОЦК), в зависимости от рабочей температуры. Смесь Fe-C также добавляется с другими элементами для получения стали с улучшенными свойствами. Марганец и никель (Ni) в сталь добавляются для увеличения ее прочности на разрыв и обеспечения стабильной аустенитной фазы в растворе Fe-C, хром (Cr) увеличивает твердость и температуру плавления, а титан (Ti), ванадий (V) и ниобий ( Nb) также увеличивают твердость.В зависимости от легирующих элементов бывает два типа стали. Если содержание легирующих элементов превышает 10%, это относится к высоколегированной стали, а в случае легирующего элемента с 5–10% — к среднелегированной стали. Если содержание легирующего элемента в стали ниже 5%, она называется низколегированной сталью. Плотность стали варьируется от 7,1 до 8,05 г / см ³ в зависимости от легирующих составляющих.

При охлаждении 0,8% углеродсодержащих сталей (идентифицированных как эвтектоидная сталь) аустенитная фаза (FCC) комбинации пытается вернуться в ферритную фазу (BCC).Углерод больше не содержится в структуре аустенита FCC, что вызывает избыток углерода. Альтернативный метод удаления углерода из аустенита — это осаждение раствора, такого как цементит, и отделение за соседней фазой ферритного железа с ОЦК с небольшим количеством углерода. Слоистая структура, называемая перлитом, образуется, когда оба, феррит и цементит, осаждаются одновременно. В случае заэвтектоидного состава (> 0,8% углерода) углерод будет преимущественно выпадать в осадок в виде крупных включений цементита на границах аустенитных зерен до тех пор, пока количество углерода в зернах не снизится до эвтектоидного состава (0.8% углерода), на которой происходит образование перлита. Для сталей, содержащих менее 0,8% углерода (называемых доэвтектоидом), это приводит к образованию феррита первоначально в зернах, если остаточное содержание не достигает 0,8%, на которой происходит образование перлита. В доэвтектоидной стали на границах не наблюдается объемных включений цементита. Предполагается, что процесс охлаждения будет очень медленным по указанным выше причинам, поэтому остается достаточно времени для передачи углерода. Повышенная скорость охлаждения не позволяет углю мигрировать с образованием карбида на границах зерен.Скорее он образует большое количество перлита с более тонкой структурой; следовательно, карбид дополнительно сильно диспергирован и действует для предотвращения проскальзывания дефектов внутри этих зерен, что приводит к упрочнению стали. При очень высокой скорости охлаждения углерод не успевает переместиться; в результате он удерживается внутри аустенита и превращается в мартенсит. Мартенситная фаза — это пересыщенный тип углерода, наиболее напряженная, а также напряженная фаза, которая является исключительно твердой, хотя и хрупкой.По содержанию углерода мартенситная фаза принимает различные формы. Углерод ниже 0,2% приобретает форму феррита (BCC), тогда как при более высоком уровне углерода он приобретает объемно-центрированную тетрагональную (BCT) структуру. При превращении аустенита в мартенсит энергия термической активации не приобретается.

Мартенсит имеет меньшую плотность (поскольку он расширяется во время охлаждения), чем аустенит. В результате конверсия между ними приводит к изменению суммы. Во время описанного выше процесса происходит рост.Внутренние напряжения в результате этого роста обычно приобретают сжатую кристаллическую форму мартенсита и удлиненную форму слева над ферритом, наряду со значительным сдвигом на составляющих. Если закалка не выполняется надлежащим образом, это может вызвать трещину при охлаждении из-за внутренних напряжений в детали. Они вызывают внутреннее рабочее упрочнение и другие микроскопические дефекты. Обычно при закалке стали возникают трещины, возникающие при закалке в воде, даже если они не всегда видны.

Объявление

2. Роль основного легирующего элемента в стали

2.1 Углерод

Углеродистые стали состоят из углерода и железа с содержанием углерода до 2,1% по весу. В то же время, когда содержание углерода увеличивается, сталь может становиться тверже и прочнее при термообработке, хотя и менее пластична. Несмотря на термическую обработку, более высокое содержание углерода также снижает свариваемость. В углеродистых сталях более высокое содержание углерода снижает температуру плавления.

Классификация углеродистой стали основана на содержании углерода:

Низкоуглеродистая сталь : вес.% Углерода находится в диапазоне 0,05–0,30 (так называемая углеродистая сталь) [1].

Среднеуглеродистая сталь : 0,3–0,6% — приблизительное содержание углерода [1]. Он помогает сбалансировать пластичность и прочность, а также обладает превосходной износостойкостью; используется в автомобилях [2, 3].

Высокоуглеродистая сталь : содержание углерода от 0,60 до 1,00% [1].Он имеет очень высокую прочность и используется для изготовления инструментов, режущих инструментов, пружин и проволоки [4].

Сверхвысокоуглеродистая сталь : содержание углерода в ней составляет от 1,25 до 2,0 [1]. Его можно закалить до огромной твердости. Он используется в различных целях, таких как оси, пуансоны или ножи.

2.2 Детальное исследование низкоуглеродистой и высокоуглеродистой стали

2.2.1 Низкоуглеродистая или низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая сталь, известная как простая углеродистая, в настоящее время является распространенной разновидностью стали, поскольку она рентабельна и предлагает свойства материала для множества применений.Он содержит процент углерода в диапазоне 0,05–0,30, что делает его более пластичным и пластичным. Он имеет сравнительно низкую прочность на разрыв, не считая того, что он ничтожен и прост в производстве; твердость поверхности можно повысить за счет науглероживания. Из-за своей пластичной природы отказ от текучести менее опасен, поэтому он лучше всего применим (например, конструкционная сталь). Плотность низкоуглеродистой или низкоуглеродистой стали составляет ~ 7,85 г / см ³ [5], а модуль Юнга составляет ~ 200 ГПа [6]. Низкоуглеродистые стали содержат меньшее количество углерода, чем другие стали, и с ними легко обращаться, поскольку они более деформируемы.

2.2.2 Высокоуглеродистые стали

Углеродистые стали, успешно прошедшие термообработку, содержат от 0,30 до 1,70 мас.% Углерода. Примеси различных элементов также существенно влияют на превосходство получаемой стали. Небольшое содержание серы делает сталь хрупкой и крошится при рабочих температурах. Марганец добавлен для улучшения закаливаемости сталей. Название «углеродистая сталь» может использоваться в отношении стали, не являющейся нержавеющей сталью; кроме того, углеродистая сталь может входить в состав легированных сталей.Современные современные стали изготавливаются с использованием различных смесей легирующих элементов для различных применений. Сталь легируют вместе с дополнительными элементами, как правило, марганцем, молибденом (Mo), никелем или хромом до 10 мас.%, Чтобы улучшить прокаливаемость. Высокопрочная низколегированная сталь имеет небольшие добавки (<2 мас.%) Добавленных элементов, обычно 1,5 мас.% Марганца, для обеспечения дополнительной прочности.

3. Легирующие элементы и их влияние на стали

Легированная сталь отражает категорию стали, к которой добавлены различные элементы.В общем, все стали относятся к легированной стали, тогда как обычная сталь состоит из железа с добавлением до 2,06 мас.% Углерода. Однако термин «легированная сталь» обычно относится к сталям, легированным другими элементами, кроме углерода. Общий вес в% легирующих элементов может составлять до 20% для обеспечения улучшенных свойств материала, таких как лучшая износостойкость, прочность или пластичность. Низколегированные стали отличаются более низким содержанием сплавов с общим содержанием менее 5%, тогда как в случае высоколегированной стали общая сумма элементов может быть в пределах 5–20% с улучшенными свойствами.Помимо перечисленных выше легированных сталей, существуют даже нелегированные стали, содержащие очень небольшое количество сплавов. Высоколегированная сталь обеспечивает высокую прочность, ударную вязкость, твердость и сопротивление ползучести при определенной температуре термообработки. Он также улучшает обрабатываемость и устойчивость к коррозии. Кроме того, он даже усиливает свойства других легирующих элементов.

3.1 Легирующий элемент, стабилизирующий аустенит

Накопление определенных легирующих элементов, таких как марганец и никель, может стабилизировать аустенитную структуру, облегчая термическую обработку низколегированных сталей.В крайнем случае аустенитной нержавеющей стали гораздо более высокое содержание сплава делает эту структуру стабильной даже при комнатной температуре. С другой стороны, такие элементы, как кремний, молибден и хром, имеют тенденцию дестабилизировать аустенит, повышая температуру эвтектоида.

Аустенит устойчив только при температуре выше 910 ° C (1670 ° F) в объемной металлической форме. Однако ГЦК переходные металлы можно выращивать на гранецентрированном кубе или кубике алмаза [7]. Эпитаксиальный рост аустенита на грани алмаза (100) возможен из-за близкого совпадения решеток, а симметрия грани алмаза (100) — ГЦК.Можно вырастить более монослоя γ-железа, поскольку критическая толщина напряженного мультислоя больше монослоя [7]. Определенная критическая толщина хорошо согласуется с теоретическим предсказанием.

Как следует из названий, стабилизаторы аустенита — это элементы, которые делают аустенит (железа) стабильным при более низких температурах, чем в чистом железе. Имея достаточное количество стабилизатора аустенита, вы можете добиться стабильности аустенита при комнатной температуре. Фактически они снижают температуру аустенизации железа на диаграмме Fe-C.

Примеры: Mn, Ni, C и т. Д.

Марганец: в легированной стали, марганец обычно используется в сочетании с серой и фосфором. Марганец помогает снизить хрупкость и улучшает ковкость, прочность на разрыв и износостойкость. Марганец реагирует с серой, в результате чего образуются сульфиды марганца, предотвращающие образование сульфидов железа. Марганец также добавляется для лучшей закаливаемости, поскольку он приводит к более медленным скоростям закалки в методах закалки. Избыточный кислород можно удалить из расплавленной стали с помощью марганца.

Никель: Аустенитные нержавеющие стали наиболее известны своим высоким содержанием никеля и хрома. Он используется для повышения прочности, твердости, ударной вязкости и коррозионной стойкости. Стали, легированные никелем, часто встречаются в сочетании с хромом, что приводит к еще более высокой твердости.

3.2 Ферритстабилизирующий легирующий элемент

За счет уменьшения эвтектоидного состава и повышения температуры эвтектоида, стабилизаторы феррита являются элементами, которые стабилизируют ферритную фазу.Cr и Si являются примерами стабилизаторов феррита. Ферритные стабилизаторы также называют карбидообразующим элементом. Стабилизирующий феррит уменьшает температурный диапазон, в котором существует аустенит.

Элементы с такой же кристаллической структурой, как у феррита (объемно-центрированная кубическая — ОЦК), повышают температуру A ₃ и понижают точку A ₄ . Увеличение количества карбидов в стали вызвано уменьшением растворимости углерода в аустените этими элементами.Ферритстабилизирующим действием обладают следующие элементы: хром, вольфрам (W), алюминий (Al), молибден, кремний и ванадий. Примерами ферритных сталей являются трансформаторная листовая сталь (3% Si) и сплавы F-Cr.

Хром: Хром является одним из наиболее распространенных легирующих металлов для стали из-за его высокой твердости и коррозионной стойкости. Чистый хром — это серый, хрупкий и твердый металл с температурой плавления 1907 ° C (3465 ° F) и устойчивостью к высоким температурам. Прокаливаемость стали повышается за счет легирования хрома.Более высокое содержание хрома до 18% приводит к повышенной коррозионной стойкости. Например, нержавеющая сталь, которая является одним из самых популярных стальных сплавов, содержит не менее 10,5% хрома, что повышает ее устойчивость к воздействию воды, тепла или коррозии. Оксид хрома не растекается и не выпадает из материала, в отличие от оксида железа в незащищенной углеродистой стали. Он создает на поверхности пленку из плотного оксида хрома, которая блокирует дальнейшее коррозионное воздействие.

Молибден: это серебристо-белый металл, пластичный и очень устойчивый к коррозии.Он имеет одну из самых высоких температур плавления среди всех чистых элементов вместе с элементами тантала (Ta) и вольфрама. Молибден также является важным для жизни микроэлементом.

3.3 Карбидообразующие легирующие элементы

Карбидообразующие элементы образуют твердые карбиды в сталях. Твердость и прочность стали повышаются за счет твердых (часто сложных) карбидов, образованных такими элементами, как вольфрам, ниобий, молибден, хром, ванадий, титан, цирконий (Zr) и тантал.Примерами сталей с относительно высокой концентрацией карбидов являются быстрорежущие стали и инструментальные стали для дробеструйной обработки. При взаимодействии с азотом в стали карбидообразующие элементы также образуют нитриды.

Вольфрам — редкий металл, встречающийся в природе на Земле, почти исключительно в сочетании с другими элементами в химических соединениях, а не в одиночку. Он был идентифицирован как новый элемент в 1781 году и впервые выделен как металл в 1783 году. Его важные руды включают вольфрамит и шеелит.

Свободный элемент отличается своей надежностью, особенно тем, что он имеет самую высокую температуру плавления из всех обнаруженных элементов — 3422 ° C (6192 ° F, 3695 K).Он также имеет самую высокую температуру кипения — 5930 ° C (10706 ° F, 6203 K). Его плотность в 19,25 раза больше плотности воды, сравнима с плотностью урана и золота и намного выше (примерно в 1,7 раза), чем у свинца. Поликристаллический вольфрам — это по своей природе хрупкий и твердый материал (при стандартных условиях, когда он не используется в сочетании), что затрудняет работу. Однако чистый монокристаллический вольфрам более пластичен и может обрабатываться твердой сталью.

4. Эволюция высоколегированной стали

Легированная сталь добавляется с выбором элементов в общем количестве от 10 до 50 мас.% Для улучшения ее механических свойств.Легированные стали делятся на две группы: низколегированные и высоколегированные. Самая простая форма стали — это железо с углеродным сплавом (~ 0,1–1%). Обычные легирующие элементы включают марганец (наиболее часто встречающийся), хром, никель, молибден, кремний, алюминий, ванадий, титан, ниобий и бор (B). Легированные стали обладают улучшенными свойствами, такими как прочность, закаливаемость, ударная вязкость, твердость, износостойкость, коррозионная стойкость и жаропрочность [8]. Для достижения этих качественных свойств металлу могут потребоваться различные процессы термообработки.Некоторые из них используются в особо требовательных приложениях, например, в лопатках турбин, используемых в реактивных двигателях, ядерных реакторах, космических кораблях и т. Д. Железо, благодаря своей ферромагнитной природе, находит широкое применение там, где важна реакция на магнетизм, например, трансформаторы и электродвигатели.

4.1 Классификация легированных сталей и их термическая обработка

Легированные стали подразделяются на низко- и высоколегированные. Высоколегированные стали будут содержать более 10 мас.% Легирующих элементов в стальных группах [1, 5, 8, 9].Большинство легированных сталей относятся к группе низколегированных. Наиболее распространенные элементы сплава включают хром, марганец, никель, молибден, ванадий, вольфрам, кобальт, бор и медь.

4.1.1 Низколегированная сталь

Низколегированная сталь — это группа черных металлов, которые показывают улучшенные механические свойства по сравнению с обычными углеродистыми сталями из-за таких легирующих элементов, как никель, молибден и хром. Благодаря разработке специальных сплавов низколегированная сталь обеспечивает желаемые механические свойства.Микроструктура состоит из феррита и перлита. Его свойства относительно мягкие и слабые, хотя они обладают высокой пластичностью и вязкостью. Его различные применения: компоненты кузова, конструкции, листы и т. Д. [2, 3, 5, 6, 10, 11, 12].

Некоторые из составов низколегированных сталей следующие:

Cr 0,50% или 0,80% или 0,95%, Mo 0,12% или 0,20% или 0,25% или 0,30%, остальное Fe
Mo 0,20% или 0,25% или 0.25% Mo или 0,042% S, остальное Fe
Mo 0,40% или 0,52% C, остальное Fe Ni 1,82%, Cr от 0,50% до 0,80%, Mo 0,25% Cu, остальное Fe Несколько низколегированных сталей прошли нормализацию и отпуск в обрабатывающих отраслях; однако имеется повышенное сродство к закалке и отпуску. Низколегированные стали поддаются сварке, но предварительная или послесварочная термообработка имеет важное значение для предотвращения растрескивания в зоне сварного шва.

4.1.2 Высоколегированные стали

В высоколегированной стали полное содержание легирующих элементов составляет более 10 мас.%.В нержавеющих сталях основным легирующим элементом является Cr (≥11 мас.%). Он очень устойчив к коррозии. Добавление никеля и молибдена повышает коррозионную стойкость. Важным свойством высоколегированной стали является способность легирующих элементов способствовать образованию определенных множественных фаз и их стабилизации. Эти элементы сгруппированы в четыре основных класса, как обсуждалось в предыдущем разделе: (1) образующие аустенит, (2) образующие феррит и (3) образующие карбид.

Некоторые разновидности высоколегированных сталей следующие:

1. Нержавеющие стали: Fe-18Cr-8Ni-1Mn-0.1С характерно для γ-сплава. Он стабилизирует аустенит в диапазоне его повышающихся температур, в котором присутствует аустенит. Он повышает температуру образования аустенита (A1) и снижает температуру A3. В основном, этот тип сталей подвергался термообработке с отжигом на твердый раствор, в первую очередь предназначенным для аустенитных нержавеющих сталей. Основным требованием для этой обработки является растворение всех выпавших фаз, в основном карбидов с высоким содержанием хрома, где выделение M ₂₃ C ₆ находится в диапазоне 673–1173 K.Для других нержавеющих сталей рекомендуется поддерживать температуру отжига на раствор в диапазоне 1273–1393 К.

2. Инструментальная сталь: обеспечивает необходимую твердость при более простой термообработке и сохраняет твердость при высоких температурах. Основными легирующими элементами являются Mo, W и Cr. Эти элементы обладают износостойкостью, высокой прочностью и ударной вязкостью, но имеют низкую пластичность. Одна из основных термических обработок инструментальной стали — это отпуск, который требует осторожной подготовки.Различные сложные инструментальные стали, такие как быстрорежущая сталь, требуют двойного отпуска для полного превращения аустенита в мартенсит. Быстрорежущая сталь (18 мас.% W, 4 мас.% Cr, 1 мас.% V, 0,7 мас.% C, 5–8 мас.% Co, остальное Fe) лучше всего подходит для высокоскоростной обработки благодаря вторичной закалке. Кроме того, выполняется высокотемпературный отжиг с преимущественно ферритной структурой для достижения максимальной прочности на изгиб 4700 МПа. Эти типы сталей достигают максимальной твердости после первого отпуска, за которым следует второй отпуск, который снижает твердость до желаемого рабочего уровня.В некоторых случаях третий отпуск необходим для вторичной закалки сталей, чтобы гарантировать, что некоторый новый мартенсит, образовавшийся в результате превращения аустенита при отпуске, будет эффективно отпущен. Это вопрос индивидуального выбора и включает минимальную дополнительную плату.

3. Высокоэнтропийная легированная сталь: важнейшими элементами высокоэнтропийных сталей являются Fe, Co, Ni, Cr, Cu и Al. Микроструктура отливки расширяется от фазы ГЦК к фазе ОЦК вместе с увеличением содержания Al.Твердость в фазе BCC больше, чем в фазе FCC; в дополнение к этому, коррозионная стойкость также является превосходной в фазе ОЦК. Некоторые из высокоэнтропийных легированных сталей, такие как покрытие из сплава Al-Fe-Cr-Co-Ni-Ti, были оснащены лазерной наплавкой, и было изучено влияние температуры отжига (873, 1073 и 1473 K) на структуру и ее свойства. . Последствия показывают, что интерметаллические осажденные соединения в покрытии эффективно подавляются посредством лазерной наплавки посредством быстрого затвердевания, а микроструктура покрытия формирует дендритную структуру BCC, имеющую превосходную твердость (~ 698 HV).В результате размер зерен покрытия несколько увеличивается, а микротвердость незначительно снижается после различных температур отжига в диапазоне 1073–1373 К. Это указывает на то, что повышенная температурная стабильность структуры и микротвердость покрытия превосходны. Al и Fe улучшаются на дендритной границе, в то время как Co, Ni, Ti и Cr улучшаются на междендритной границе. Кроме того, степень сегрегации увеличивается с повышением температуры отжига.

4. Сталь с пластичностью, индуцированной двойникованием (TWIP): в стали TWIP (> 20 мас.% Mn, <1 мас.% C, <3 мас.% Si, <3 мас.% Al, остальное Fe) высокотемпературная термомеханическая термообработка обеспечивает прочность более 1000 МПа.Исследование термообработки на раствор горячекатаной стали TWIP трех различных составов (Fe-30Mn-3Si3Al, Fe-25Mn-4Si-2Al и Fe-30Mn-4Si-2Al) показало, что увеличение времени выдержки может увеличить удлинение, не наблюдая изменения прочности. Увеличение времени выдержки способствует как созданию дополнительных двойников отжига для увеличения их граничных областей, так и увеличению количества двойных границ, которые благоприятствуют коррозионной стойкости к ползучести и разрушению.

5. Сталь Гадфилда: в стали Гадфилда (11–14 мас.% Mn, 1–1,4 мас.% C) получается полностью аустенитная фаза с уровнем прочности 1000 МПа. Высоколегированная инструментальная сталь (5 мас.% Mo, 6 мас.% W, 4 мас.% Cr, 0,3 мас.% Si, 1 мас.% V, остальное Fe) подвергается аустенитизации, закалке и отпуску для достижения максимальной твердости 1200–1400 HV. Термическая обработка марганцевой стали Гадфилда означает растворение выделений карбида при более высокой температуре с последующим быстрым охлаждением для получения зерен, не содержащих аустенитных карбидов, что желательно, чтобы быть предпочтительной микроструктурой для промышленного применения.

5. Инновационная термическая обработка (обработка) — соотношение структуры и свойств в высоколегированной стали

Высокотемпературная гомогенизация, полный отжиг, нормализация, отпуск и т. Д. Являются обычными методами термической обработки стали. Но есть определенные модифицированные способы обработки с целью улучшения механических свойств [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 , 30, 31]. Основная цель термической обработки стали — улучшение механических свойств, таких как прочность, ударная вязкость, ударопрочность и т. Д.Следует отметить, что теплопроводность и электропроводность в некоторой степени изменяются, в то время как модуль Юнга остается неизменным. Железо лучше растворяется для углерода в аустенитной фазе, поэтому сталь нагревается, при этом сохраняется аустенитная фаза.

Некоторые из недавно представленных высоколегированных сталей, такие как сталь TWIP, демонстрируют превосходные механические свойства, в зависимости от применения передовых процессов термообработки. В некоторых процессах изготовленные стали сначала гомогенизируют до температуры ~ 1373 К в течение 1 часа, а затем проводят горячую прокатку при 1273 К.Затем стали охлаждают в печи и прокатывают при комнатной температуре (как показано на Рисунке 1). В результате указанной термической обработки наблюдается присутствие дуплексных фаз аустенита и феррита. Эффект прокатки способствует уменьшению размера зерна и, следовательно, помогает повысить прочность стали. Кроме того, из-за высокотемпературной прокатки на аустенитных зернах также появляются двойники, что также увеличивает прочность металла. Вышеупомянутая модификация микроструктуры привела к улучшенным свойствам при растяжении с пределом прочности при растяжении 1000 МПа и удлинением до 60% [13].

Рис. 1.

Технологии обработки стали TWIP.

Недавно Mazaheri et al. предложили холодную прокатку с последующими различными технологиями межкритического отжига для производства окончательной ультрамелкозернистой стали [22]. Микроструктура содержит ферритно-мартенситную дуплексную сталь с превосходными механическими свойствами. В этом технологическом процессе изготовленную сталь сначала нагревали до температуры аустенизации, то есть 880 ° C, в течение 1 часа. Затем он был подвергнут межкритическому отжигу при ~ 770 ° C в течение 100 минут с последующей закалкой в ​​воде (как показано на рисунке 2).Сталь охлаждалась водой для получения желаемой микроструктуры ферритных и мартенситных структур, а при дальнейшем отжиге была достигнута желаемая ультратонкозернистая микроструктура. Достигаемая прочность (UTS) составляет ~ 1600 МПа при удлинении 30% [13].

Рисунок 2.

Маршруты термомеханической обработки двухфазной стали.

Температура деформации также играет жизненно важную роль в влиянии на улучшение микроструктуры посредством горячей деформации. На рис. 3а преобладает мартенситная фаза, что приводит к образованию ультратонких зерен из-за динамической рекристаллизации (DRX) зерен феррита.При обработке стали, как показано на рисунке 3b, содержание мартенсита превышает 30%, что способствует повышению прочности стали за счет изменения степени деформации. По сравнению с маршрутами на фиг. 3a и b с фиг. 3c, DRX не требуется для образования ультратонких зерен; деформация при высокой температуре с последующим межкритическим отжигом также может привести к образованию подобной структуры. Следовательно, теплая прокатка и высокая скорость межкритического отжига и высокая скорость охлаждения существенно влияют на микроструктурные свойства стали.

Рисунок 3.

Различные процессы термообработки, обусловленные различными способами термомеханической обработки стали.

Существуют различные механизмы упрочнения, влияющие на прочность стали. Благодаря специальной термомеханической обработке появление двойников увеличивает прочность стали. Стали, обладающие пластичностью, вызванной двойникованием, представляют собой стали с кристаллической структурой FCC. Появление кристаллографических двойников во многом зависит от энергии дефекта упаковки (ЭУ), а ЭДУ стали контролируется скоростью термообработки.Температура прямо пропорциональна SFE. Низкое значение SFE (ниже 20 мДж / м ² ) приводит к превращению аустенита в мартенсит (т. Е. TRIP-эффекту), тогда как высокое SFE (более 20 мДж / м ² ) дает TWIP-эффект (образование двойников). Дислокация, возникающая во время деформации, блокируется двойниками и, следовательно, увеличивает прочность стали [32, 33].

Таким образом, при использовании этого метода изменение микроструктуры происходит за счет комбинированного воздействия механической и тепловой энергии.Существуют также итерационные термомеханические процессы, в которых процент деформации применяется до термообработки (таблица 1). Этот процесс также способствует устойчивости к коррозии в зависимости от ориентации зерна [3, 14, 21, 23].

Тип стали	Максимальная температура ковки (° C)	Температура горения (° C)
Углеродистая сталь	1200	1349
Никелевая сталь	1249	1380
Хромированная сталь	1200	1370
Никель-хромовая сталь	1249	1370
Нержавеющая сталь	1280	1380
Сталь TWIP	1200	1350
Быстрорежущая сталь	1280	1400

Таблица 1.

Различные стали, соответствующие различным диапазонам температуры деформации.

Указанная выше термообработка направлена ​​на улучшение специфических свойств высоколегированной стали и избавление от нежелательных свойств. Некоторые микроструктуры, образовавшиеся в процессе обработки, представлены на рисунке 4.

Рисунок 4.

Различные микроструктуры высоколегированных сталей.

Поведение стали при внешней нагрузке описывает ее механические свойства. Пластические деформации поддерживаются движением дислокации и наличием двойников, а выделения препятствуют движению дислокаций и тем самым повышают прочность стали.Механические свойства связаны с пределом текучести, разделяющим упругую и пластическую области, где распространяется активность дислокации [15, 16, 17, 30, 31, 32]. Закрепление дислокаций случайным препятствием контролируется несоответствием и размером частиц. В общем, более крупный SFE способствует скольжению дислокации, что позволяет дислокации двигаться свободно. С другой стороны, меньшая SFE увеличивает площадь между двумя частями, тем самым затрудняя движение дислокации и приводя к скоплению дислокации.На время сращения дислокации частичные соединения должны повторно соединиться, чтобы преобладать над обструкцией [30, 31, 32, 33, 34]. Сопротивление стали пластической деформации уменьшается с ростом SFE, и по этой причине SFE следует уменьшить, чтобы повысить прочность. Основываясь на наблюдении, SFE регулируется легированными элементами в стали для получения предпочтительных улучшенных свойств, таких как прочность, твердость или скорость деформационного упрочнения.

Объявление

6. Применение высоколегированной стали

Высоколегированные стали находят широкое применение, например:

• Нержавеющая сталь: она обладает превосходными коррозионными свойствами и используется в конструкциях, холодильниках, морозильниках, упаковке пищевых продуктов и т. Д. .

• Инструментальная сталь: используется в штампах, ножницах, роликах, режущих инструментах и ​​т. Д.

• Сталь TWIP: используется в автомобилях, судостроении, инфраструктуре, железных дорогах, самолетах и ​​т. Д.

• Высокая энтропия Сталь: используется в качестве конструкционного материала в низкотемпературных приложениях из-за своей высокой прочности.

• Сталь Гадфилда: используется в железных дорогах, конструкциях, валах, шестернях, корпусах, тросах и т. Д.

• Быстрорежущая сталь: используется в качестве материалов для режущих инструментов из-за ее высокой твердости, например, для сверлильных станков, лезвий и т. Д. .

7. Выводы

Высоколегированные стали представляют собой сложные сплавы с желаемым химическим составом и многофазными микроструктурами, полученными в результате различных процессов термообработки. Для достижения превосходных механических свойств используются различные механизмы упрочнения с помощью методов контролируемой термической обработки. В этой главе рассматриваются передовые методы, используемые в области термической обработки высоколегированной стали, и основное внимание уделяется их взаимосвязи между структурой и свойством.Высоколегированные стали приобретают свои улучшенные механические свойства за счет модифицированной микроструктуры аустенита, феррита, мартенсита и некоторых карбидов. Феррит и аустенит обеспечивают формуемость, тогда как мартенсит обеспечивает прочность стали в дополнение к низкотемпературным трансформирующим фазам, таким как бейнит и остаточный аустенит, для достижения лучшего сочетания механических свойств. Передовая термомеханическая обработка, используемая для высоколегированных сталей, направлена ​​на изучение возможных фаз, которые влияют на механические свойства.В термомеханических методах речь идет о термообработке, поскольку микроструктурные качества, необходимые для сталей, в основном достигаются процессами термообработки, контролируемыми после деформации. Из приведенного выше обсуждения можно сделать вывод, что микроструктура и ее свойства основаны на изменении химического состава и условий обработки. В соответствии с последними требованиями к характеристикам высоколегированной стали в различных областях применения вводится прогресс термомеханической обработки.

8. Футуристическое развитие высоколегированной стали

Высоколегированная сталь со временем претерпела значительные изменения. Около 70% используется в различных приложениях. К этим сталям предъявляются высокие требования, поскольку они обладают различными экологическими, химическими, физическими и механическими свойствами. Здесь различные пропорции легирующего элемента в стали обеспечивают различные механические свойства. Как видно из вышеизложенного, высоколегированная сталь играет важную роль в строительной отрасли, а также в автомобильной промышленности.Высоколегированная сталь отличается экономичностью, высокими эксплуатационными характеристиками, коррозионной стойкостью, высокой прочностью, долговечностью, легкостью и высокими эксплуатационными характеристиками в экстремальных условиях, а также предлагает широкий выбор продукции для желаемых областей применения.

Урок 1 — Основы дуговой сварки

Урок 1 — Основы дуговой сварки © АВТОРСКИЕ ПРАВА 1999 УРОК ГРУППЫ ЭСАБ, ИНК. I, ЧАСТЬ А элементы добавляются для повышения прочности и ударной вязкости, для уменьшения или увеличения реакция на термическую обработку и на замедлить ржавление и коррозию.Низколегированная сталь обычно обычно определяется как имеющий от 1,5% до 5% общее содержание сплава. Обычные легирующие элементы — марганец, кремний, хром, никель, молибден и ванадий. Низколегированные стали могут содержат целых четыре или пять эти сплавы в разных количествах. 1.2.2.1 Низколегированные стали обладают более высоким пределом прочности. и предел текучести по сравнению с конструкцией из мягкой стали или углеродистой стали стали. Поскольку они имеют высокое отношение прочности к весу, они сокращают мертвые вес в железной дороге легковые автомобили, рамы грузовиков, тяжелая техника и т. д.1.2.2.2 Обычные углеродистые стали, демонстрирующие хрупкость при низких температурах, ненадежны в критические приложения. Поэтому низколегированные стали с добавками никеля часто используются для низких температурные ситуации. 1.2.2.3 Стали теряют большую часть своей прочности при высоких температурах. Чтобы восполнить эту потерю прочность при повышенных температурах, небольшое количество хрома или молибдена добавлен. 1.2.3 Высокая Легированная сталь — Эта группа дорогих и специализированных сталей содержит уровни сплава более 10%, что придает им исключительные свойства.1.2.3.1 Аустенитная марганцовистая сталь содержит высокий уровень углерода и марганца, что дает это два исключительных качества: способность затвердевать при холодной работе и большая стойкость. Термин аустенитный относится к кристаллической структуре этих сталей. 1.2.3.2 Нержавеющая сталь Стали — это высоколегированные стали, устойчивые к коррозии. Этот характеристика в основном из-за высокое содержание хрома, то есть 10% или больше. Никель также используется в значительных количествах в некоторых нержавеющих сталях.1.2.3.3 Инструментальные стали используются для резки и формовочные операции. Это высококачественная сталь используется при изготовлении инструментов, штампов, штампов, штампов для экструзии, поковок и т. д. В зависимости от их свойств и их иногда называют водоотверждающими, ударопрочная, масляная закалка, закалка на воздухе и инструментальная сталь для горячей обработки. 1.2.3.4 Потому что высокого уровня легирующих элементов, особый уход и методы требуется при сварке высоколегированных сталей.

Что такое легированная сталь?

Технически каждая сталь представляет собой сплав, но не все они имеют обозначение «легированная сталь».Чтобы сталь называлась легированной, в состав железа и углерода должны быть намеренно добавлены другие элементы. В смесь добавляется небольшой процент легирующих элементов — обычно не более 5%, и эти металлы могут улучшить коррозионную стойкость, обрабатываемость и многие другие свойства.

В чем разница между высоколегированными и низколегированными?

Большинство людей говорят, что высоколегированная сталь — это любая сталь с легирующими элементами (не включая углерод или железо), которые составляют более 8% ее состава.Эти сплавы менее распространены, потому что в большинстве сталей на дополнительные элементы отводится лишь несколько процентов. Нержавеющая сталь — самый популярный высоколегированный сплав с содержанием хрома не менее 10,5% по массе. Это соотношение обеспечивает большую коррозионную стойкость нержавеющей стали с покрытием из оксида хрома для замедления коррозии.

Между тем, низколегированная сталь лишь немного модифицирована другими элементами, которые обеспечивают незначительные преимущества в прокаливаемости, прочности и свободной обработке. Снижая содержание углерода примерно до 0.2% низколегированная сталь сохранит свою прочность и улучшенную формуемость.

Какие легирующие элементы встречаются чаще всего?

• Марганец : Используемый в тандеме с небольшими количествами серы и фосфора, стальной сплав становится менее хрупким и его легче забивать молотком.

• Хром : Небольшой процент (0,5–2%) может способствовать упрочнению сплава; более высокие проценты (4% — 18%) имеют дополнительный эффект предотвращения коррозии.

• Ванадий : с содержанием всего 0,15% этот элемент может повысить прочность, термостойкость и общую структуру зерна. Смешанный с хромом, стальной сплав становится намного тверже, но при этом сохраняет свою формуемость.

• Никель : до 5% этот легирующий элемент улучшает прочность стали. Более 12% обеспечивает впечатляющую стойкость к коррозии.

• Вольфрам : Повышает термостойкость, поэтому температура плавления выше.Также улучшает структурный вид стали.

Марки легированной стали

— Continental Steel & Tube Company

Легированная сталь — одна из самых универсальных сталей в мире, с разнообразным набором элементных свойств и спецификаций, используемая во множестве экзотических критически важных приложений, требующих превосходных характеристик в условиях высокого давления. Легированная сталь

— это сталь, легированная широким спектром элементов — от 1% до 50% по весу, при этом каждая комбинация улучшает механические свойства стали.Его универсальность делает его предпочтительным для использования в аэрокосмической отрасли, космических кораблях и ядерных реакторах. Легированная сталь может быть изготовлена ​​практически любой плотности с широким диапазоном характеристик прочности. Компания Continental Steel & Tube, имеющая многолетний опыт работы, является поставщиком высококачественной и надежной легированной стали. Наши клиенты могут рассчитывать на широкий ассортимент легированной стали в любой необходимой форме, включая пластины, листы, прутки, трубы, трубы и изделия из проволоки. Continental Steel также предлагает легированную сталь любой необходимой толщины, ширины, длины и марки, предоставляя вам варианты, полностью соответствующие вашим потребностям.Мы можем предложить как высоколегированные, так и низколегированные стали в сочетании с легирующими добавками, такими как марганец, никель, хром, титан, вольфрам и свинец. Наши легированные стали могут быть изготовлены с любыми необходимыми характеристиками, включая прочность, твердость, ударную вязкость, коррозионную стойкость и износостойкость. Отрасли, использующие легированную сталь, включают:

• Сельское хозяйство
• Подшипники
• Общее машиностроение
• Автомобильная промышленность
• Гидравлика
• Железная дорога
• Горное дело
• Строительство
• Аэрокосмическая промышленность
• Ветровая электростанция
• Химическая промышленность
• Медицинский
• Оборона

Независимо от требований и спецификаций, Continental Steel может предоставить вам легированную сталь любого размера, формы или количества, которое вам нужно.Как тридцатилетний лидер в отрасли поставок металла с обширной глобальной сетью заводов, Continental Steel имеет возможность поставлять любой тип металла в короткие сроки.

Легированная сталь

: все, что вам нужно знать о легированных сталях и их роли в строительстве

Обзор «стали»

Сталь — один из самых популярных материалов, используемых в строительной отрасли. По данным Всемирной ассоциации производителей стали, в 2018 году во всем мире было произведено около 1808 миллионов тонн нерафинированной стали, и около 50% этой продукции было использовано в строительной отрасли.Кроме того, они также заявляют, что существует до 3500 различных марок стали, и каждая марка обладает экологическими, химическими и физическими свойствами, уникальными для этой марки стали. Сталь претерпела значительные изменения с течением времени, и около 75% всех видов современной стали были разработаны за последние 20 лет. Интересно отметить, что если бы Эйфелева башня (построенная в 1887 году) была построена в наши дни, для нее потребовалась бы только треть стали, используемой тогда.

Виды стали
По сути, сталь представляет собой сплав железа с низким содержанием углерода.Существуют тысячи различных типов сталей, которые созданы для различных областей применения. В целом они делятся на 4 типа — углеродистая сталь, инструментальная сталь, нержавеющая сталь и легированная сталь. Углеродистые стали составляют большинство сталей, производимых сегодня в мире. Инструментальные стали используются для изготовления деталей машин, штампов и инструментов. Из нержавеющей стали делают обычные предметы домашнего обихода. Легированные стали состоят из железа, углерода и других элементов, таких как ванадий, кремний, никель, марганец, медь и хром.

Легированная сталь
Когда к углеродистой стали добавляются другие элементы, содержащие металлы и неметаллы, образуется легированная сталь. Эти легированные стали обладают различными экологическими, химическими и физическими свойствами, которые могут варьироваться в зависимости от элементов, используемых для легирования. Здесь соотношение легирующих элементов может обеспечивать разные механические свойства.

Влияние легирования
Легирующие элементы могут изменять углеродистую сталь несколькими способами. Легирование может повлиять на микроструктуру, условия термообработки и механические свойства.Современные технологии с использованием высокоскоростных компьютеров позволяют предвидеть свойства и микроструктуру стали при холодной штамповке, термообработке, горячей прокатке или легировании. Например, если для некоторых применений стали требуются такие свойства, как высокая прочность и свариваемость, тогда углеродистая сталь сама по себе не будет служить этой цели, поскольку присущая углероду хрупкость сделает сварной шов хрупким. Решение состоит в том, чтобы уменьшить углерод и добавить другие элементы, такие как марганец или никель. Это один из способов изготовления высокопрочной стали с требуемой свариваемостью.

Виды легированной стали
Существует два вида легированной стали — низколегированная и высоколегированная. Как упоминалось ранее, состав и пропорция легирующих элементов определяют различные свойства легированной стали. Низколегированные стали содержат до 8% легирующих элементов, тогда как высоколегированные стали содержат более 8% легирующих элементов.

Легирующие элементы
Существует около 20 легирующих элементов, которые можно добавлять в углеродистую сталь для производства различных марок легированной стали.Они предоставляют различные типы свойств. Некоторые из используемых элементов и их эффекты включают:

• Алюминий — избавляет сталь от фосфора, серы и кислорода
• Хром — может повысить ударную вязкость, твердость и износостойкость
• Медь — может повысить коррозионную стойкость и жгут
• Марганец — может повысить жаропрочность, износостойкость, пластичность и прокаливаемость
• Никель — может повысить стойкость к коррозии, окислению и прочность
• Кремний — может увеличить магнетизм и силу
• Вольфрам — может повысить прочность и твердость
• Ванадий — может повысить коррозионную стойкость, ударопрочность, прочность и ударную вязкость

Другие легирующие элементы, которые обеспечивают различные свойства, включают висмут, кобальт, молибден, титан, селен, теллур, свинец, бор, серу, азот, цирконий и ниобий.Эти легирующие элементы могут использоваться по отдельности или в различных комбинациях в зависимости от желаемых свойств.

Свяжитесь с ближайшими к вам крупнейшими дилерами стали и получите бесплатные расценки

Изделия из легированной стали и области их применения
Существуют сотни продуктов, которые могут быть изготовлены из легированных сталей различного состава. Сюда входят трубы и трубки из легированной стали, листы и рулоны из легированной стали, прутки из легированной стали, прутки и проволока, кованые фитинги из легированной стали, стыковые фитинги из легированной стали, фланцы из легированной стали, крепежные детали и многое другое.Легированные стали находят широкое применение в различных отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, горнодобывающая промышленность, машины и оборудование, железные дороги, дорожное строительство, здания, бытовая техника и морские установки.

Применение в строительстве крупных сооружений
В строительстве легированные стали используются для изготовления очень больших современных конструкций, таких как аэропорты, мосты, небоскребы и стадионы в виде стального каркаса. Легированные стали обеспечивают необходимую высокую прочность для поддержки таких больших конструкций.Даже в бетонных конструкциях легированная сталь используется в качестве арматуры для увеличения прочности и снижения общего веса конструкций. В строительстве используются более мелкие изделия, такие как шурупы, гвозди и болты из легированной стали.

Применение в строительстве мостов В мостах
используются специальные легированные стали, известные как погодостойкие. Они обеспечивают улучшенную защиту от коррозии из-за присутствия никеля, меди и хрома в качестве легирующих элементов. Погодостойкая сталь также находит применение в зданиях в качестве облицовочного материала для улучшения внешнего вида.Погодостойкая сталь предлагает несколько преимуществ, включая высокую безопасность, простоту и скорость строительства, эстетичный внешний вид, небольшую глубину конструкции, низкие эксплуатационные расходы и возможность внесения изменений в будущем. Благодаря естественной выветрившейся отделке не требуется покраска, что позволяет избежать проблем с окружающей средой, вызванных красками. Погодостойкие стали в долгосрочной перспективе чрезвычайно рентабельны.

Плоский прокат из легированной стали
Легированные стали используются для изготовления плоского проката — листов и полос.Таблички доступны в широком диапазоне сортов и размеров. Они используются в строительстве путем сварки пластин в готовые секции.

Лента и рулоны из легированной стали
Полосы доступны в виде горячекатаных и холоднокатаных лент и горячеоцинкованных рулонов. Оцинкованные методом горячего цинкования рулоны используются для изготовления строительных изделий, которые включают облицовку стен и крыш, боковые перила, прогоны крыши, легкие стальные рамы и перемычки.

Сортовой прокат из легированной стали Легированные стали
используются для производства сортового проката, используемого в строительной отрасли, такого как балки, конструкционные профили, стержни, рельсы, стержни и проволока.

Фланцы из легированной стали
Еще одним важным продуктом из легированных сталей являются фланцы. Они используются в трубопроводах из нержавеющей стали. Эти фланцы могут быть изготовлены для различных применений. Некоторые из них включают фланцы с приварной шейкой, которые имеют ту же толщину и фаску, что и труба, и могут хорошо работать в суровых условиях высокого давления, высокой температуры или минусовых температур. Фланцы с соединением внахлест представляют собой надвижные фланцы, подходящие для трубопроводов из легированной стали, которые требуют регулярного технического обслуживания и осмотра.

Трубы из легированной стали Трубы из легированной стали
являются важным материалом в строительстве из-за их эксплуатационных характеристик, таких как пластичность, простота крепления без термической обработки и высокая прочность. Они представляют собой сплав нержавеющей стали, хрома и никеля. Некоторые специальные типы труб из легированной стали включают сварные трубы большого диаметра, трубы, полученные электросваркой плавлением, сварные трубы и бесшовные трубы. Они чрезвычайно полезны для высокотемпературных или агрессивных сред, помимо сред с высоким давлением.

Цена легированной стали
Поскольку легированные стали обладают особыми свойствами, необходимыми для конкретных применений, цены сильно различаются в зависимости от марок, входящих в состав легирующих элементов, процесса производства и размера. Цены на легированные стали, доступные в Индии, обычно варьируются в диапазоне от 90 580 рупий (1294 долларов США) за тонну до 4 08 730 рупий (5839 долларов США) за тонну.

Как видно из вышеизложенного, легированные стали играют важную роль в строительстве и других отраслях промышленности.Легированные стали отличаются экономичностью, высокими характеристиками, коррозионной стойкостью, долговечностью, высокой прочностью, высоким соотношением прочности и веса, высокими эксплуатационными характеристиками в суровых условиях и широким ассортиментом продукции, подходящей для большинства областей применения.

Свяжитесь с ближайшими к вам ближайшими дилерами стали и получите бесплатные расценки

Отливки из легированной стали для энергетики

Отливки из легированной стали

Легированная сталь — это сталь, легированная различными элементами в общем количестве от 1.0% и 50% по весу для улучшения механических свойств. Легированные стали делятся на две группы: низколегированные и высоколегированные. Чаще всего термин «легированная сталь» относится к низколегированным сталям.

Обычные легирующие вещества в легированной стали

Строго говоря, каждая сталь является сплавом, но не все стали называют «легированными сталями». Самые простые стали — это железо (Fe), легированное углеродом (C) (от 0,1% до 1%, в зависимости от типа). Однако термин «легированная сталь» является стандартным термином, относящимся к сталям с другими легирующими элементами, намеренно добавленными в дополнение к углероду.Обычные легирующие добавки включают марганец (самый распространенный), никель, хром, молибден, ванадий, кремний и бор. Менее распространенные легирующие добавки включают алюминий, кобальт, медь, церий, ниобий, титан, вольфрам, олово, цинк, свинец и цирконий.

Легирующие элементы добавляются в отливки из легированной стали для достижения определенных свойств материала. Рекомендуется добавлять легирующие элементы в меньшем количестве (менее 5%) для повышения прочности или прокаливаемости или в большем количестве (более 5%) для достижения особых свойств, таких как коррозионная стойкость или экстремальная температурная стабильность.Марганец, кремний или алюминий добавляются в процессе производства стали для удаления растворенного кислорода, серы и фосфора из расплава.

Ниже приводится ряд улучшенных свойств отливок из легированной стали (по сравнению с углеродистыми сталями): прочность, твердость, ударная вязкость, износостойкость, коррозионная стойкость, прокаливаемость и жаропрочность. Для достижения некоторых из этих улучшенных свойств металл может потребовать термической обработки.

Некоторые из них находят применение в экзотических и сложных приложениях, таких как лопатки турбин реактивных двигателей, космические корабли и ядерные реакторы.Из-за ферромагнитных свойств железа некоторые стальные сплавы находят важные применения, где их реакция на магнетизм очень важна, в том числе в электродвигателях и трансформаторах.