Легированная и нелегированная сталь отличие: Разница между легированной и нелегированной сталью – Разница Между

alexxlab | 14.10.1984 | 0 | Разное

Содержание

Разница между легированной и нелегированной сталью – Разница Между

Легированная и нелегированная сталь – это химические термины, используемые для обозначения двух типов стали. Сталь – это металлический сплав. Он состоит из железа и некоторых других элементов, таких

Основное отличие – сплав против нелегированной стали

Легированная и нелегированная сталь – это химические термины, используемые для обозначения двух типов стали. Сталь – это металлический сплав. Он состоит из железа и некоторых других элементов, таких как углерод. Нелегированная сталь не имеет элементов, добавляемых в сталь при выплавке. Сталь широко используется во всем мире по нескольким причинам, таким как низкая стоимость, простота производства, прочность и т. Д. Существуют различные сорта стали в зависимости от их свойств. Легированная сталь является одним из видов стали и имеет большое количество других элементов, кроме железа и углерода. Основное различие между легированной и нелегированной сталью заключается в том, что в легированной стали другие элементы добавляются в железо во время плавки, тогда как в нелегированной стали никакие элементы не добавляются во время плавки.

Ключевые области покрыты

1. Что такое легированная сталь
      – определение, свойства
2. Что такое нелегированная сталь
      – определение, свойства
3. В чем разница между легированной и нелегированной сталью
      – Сравнение основных различий

Ключевые термины: сплав, легированная сталь, углерод, хром, высоколегированная сталь, промежуточный сплав, железо, металл, нелегированная сталь, низколегированная сталь, плавка, сталь, замещающий сплав


Что такое легированная сталь

Легированная сталь – это вид стали, состоящий из железа, углерода и некоторых других элементов. Другие элементы, присутствующие в нем, обычно включают марганец, кремний, никель, титан, медь и хром. Эти элементы называют элементами сплава, потому что они смешаны вместе, чтобы сформировать сплав. Целью добавления этих элементов является улучшение свойств стали. Легированная сталь может быть разделена на две категории следующим образом:

  • Низколегированная сталь
  • Высоколегированная сталь

Существует два вида легированной стали: низколегированная и высоколегированная. Низколегированная сталь имеет небольшое количество легирующих элементов. Высоколегированная сталь имеет большое количество легирующих элементов. Легированная сталь устойчива к коррозии благодаря наличию таких элементов, как хром. Обычно для улучшения твердости и долговечности стали добавляют легирующие элементы.

Например, нержавеющая сталь – это легированная сталь. Он содержит около 10% хрома вместе с железом и углеродом в смеси элементов. Благодаря своей антикоррозионной стойкости нержавеющая сталь используется для изготовления кухонных предметов.

Рисунок 1: Наручные часы из нержавеющей стали. Нержавеющая сталь является хорошим примером легированной стали.

Существует два основных типа сплавов: замещающие сплавы а также межузельные сплавы, Когда в производстве сплавов используется расплавленный металл, размер атомов будет определять, какой тип будет образован. Если атомы металлов, которые будут смешиваться, имеют относительно одинаковые размеры, образуется тип сплава замещения, но если атомы металла одного типа меньше, чем другой тип, образуется промежуточный сплав.

Что такое нелегированная сталь

Нелегированная сталь – это тип стали, который не имеет других элементов, добавляемых во время плавки. выплавка это процесс извлечения металла из его руды. Этот процесс включает нагревание и плавление руды. Выплавка удаляет примеси, присутствующие в железной руде. Процесс выплавки проводится несколько раз, чтобы удалить углерод. Если присутствует слишком много углерода, это не нелегированная сталь. Содержание углерода должно быть снижено до 1%.

При производстве легированной стали некоторые элементы, такие как хром, кобальт, добавляются в железо, но при производстве нелегированной стали другие элементы не добавляются. Поскольку нет других элементов, кроме железа и небольшого количества углерода, нелегированная сталь имеет меньшую долговечность и меньшую гибкость. Следовательно, эта сталь должна пройти процесс, который называется закалкой. закал это процесс нагрева чугуна при высокой температуре, чтобы сделать его чувствительным к растрескиванию, которое происходит во время сварки.

Рисунок 2: Заборы из кованого железа – хороший пример применения нелегированной стали. Кованое железо считается нелегированной сталью из-за очень низкого содержания углерода.

Нелегированная сталь используется в области строительства, где требуются металлы с высокой прочностью. Здесь брусья из нелегированной стали используются для укрепления бетонов, для изготовления ворот, заборов и т. Д.

Разница между легированной и нелегированной сталью

Определение

Легированная сталь: Легированная сталь – это вид стали, состоящий из железа, углерода и некоторых других элементов.

Не сплав Сталь: Нелегированная сталь – это тип стали, который не имеет других элементов, добавляемых во время плавки.

Присутствие углерода

Легированная сталь: Легированная сталь состоит из большого количества углерода.

Не сплав Сталь: В нелегированной стали содержание углерода меньше или отсутствует.

выплавка

Легированная сталь: Легированная сталь изготавливается путем добавления различных элементов во время плавки.

Не сплав Сталь: Никакие другие элементы не добавляются во время плавки при производстве нелегированной стали.

коррозия

Легированная сталь: Легированная сталь менее устойчива к коррозии из-за присутствия железа.

Не сплав Сталь: Нелегированная сталь сильно подвергается коррозии из-за большого содержания железа.

Примеры

Легированная сталь: Нержавеющая сталь является хорошим примером легированной стали.

Не сплав Сталь: Кованое железо является хорошим примером нелегированной стали.

Заключение

Сплав представляет собой смесь или смесь двух или более металлических компонентов. Это может быть или гомогенным или гетерогенным. Легированная сталь – это тип стали, в состав которого входят железо, углерод и некоторые другие элементы. Основное различие между легированной и нелегированной сталью состоит в том, что легированная сталь состоит из железа, добавленного с другими элементами во время плавки, тогда как нелегированная сталь не имеет добавленных элементов при выплавке.

Рекомендации:

1. Редакция Британской энциклопедии. «Плавка». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 30 ноября 2016 г.,

Нелегированная сталь – особенности и применение

Нелегированная сталь

Нелегированная сталь представляет собой смесь практически одного железа. Из-за своего состава этот сплав хорошо поддается тепловой обработке, поэтому чаще всего из него производят различные инструменты.

Такая инструментальная сталь также используется и для производства корпусов, гвоздей, резцов, болтов, а также других крепежных элементов и режущего инструмента. Чаще всего такой вид стали производят в мартеновских печах, а изделия из нее могут выдерживать температуру до 450 градусов Цельсия.

Виды нелегированной стали

Нелегированная сталь может быть таких видов:

  • Для железнодорожного литья – это стрелки, рельсы, а также другие изделия для создания железнодорожных путей. Также изготавливаются колеса и оси, то есть все конструкции, к которым предъявляются высокие требования надежности;
  • Сталь 10895 – чаще всего такие детали используют в магнитных цепях для электрических приборов. Это достаточно пластичная сталь, которая может обрабатываться в горячем состоянии;
  • Углеродистая нелегированная сталь;
  • Высокоуглеродистая сталь;
  • Среднеуглеродистая;
  • Низкоуглеродистая.

Углеродосодержащие стали являются одними из самых доступных по своей стоимости, ведь их состав очень прост и не требует использования никаких дорогостоящих ферросплавов.

Нелегированная сталь — изделия и использование

Отливки из нелегированной стали используются в зависимости от марки стали – это может быть:

  • 25Л – чаще всего это изделия, которые в дальнейшем будут использоваться под давлением или с применением высоких температур;
  • 30Л – изделия и запчасти, которые в дальнейшем будут использоваться с вибрацией или под большими нагрузками;
  • 35Л – чаще всего это зубчатые колеса и задвижки, которые предполагаются использовать под нагрузками или с вибрацией;
  • 40Л – изделия, которые работаю в цепных передачах, например, тормозные диски;
  • 45Л — изделия, которые работаю в цепных передачах, например, тормозные диски, но к которым предъявляются повышенные требования по прочности, износостойкости в условиях повышенных нагрузках и вибрации;
  • 55Л – зубчатые изделия, муфты и прочие изделия, которые должны иметь высокие показатели твердости.

Особенности изделий из нелегированной стали

Каждый вид стали имеет свои особенности и важно изначально понимать, в каких условиях отливка будет эксплуатироваться. Только так можно создать качественную надежную отливку, которая будет соответствовать всем требованиям.

Так, нелегированная сталь является одной из самых дешевых, но в тоже время ее качество вполне может обеспечить надежную работу многих элементов. Каждая марка нелегированной стали имеет свои механические особенности, регулировать которые можно с помощью регулирования количества углерода в самом металле.

Если углерода мало, сталь будет мягкой, если же необходима твердая крепкая сталь, кроме углерода может быть использована еще цементация, то есть процесс термообработки металла с высоким содержанием углерода.

Легированные никелем стали обеспечивают успех

Марагеновая сталь с 18% содержанием никеля обладает усталостной прочностью при ударных нагрузках, необходимой для посадочных шасси самолётов

Легированные стали включают в себя большое разнообразие материалов на основе железа. Доля никеля в них варьируется от ничтожно малых величин в одних легированных сталях (~0.3%) до 20% в мартенситностареющих (марагеновых) сталях. Каждый сплав разработан таким образом, чтобы обеспечивать сочетание показателей прочности, твёрдости, износоустойчивости или ударной вязкости, превосходящее нелегированные углеродистые стали. Такие сплавы, как правило, используются в оборудовании, которое транспортирует электроэнергию, формует или режет металл, а также применяется при низких температурах, при которых у углеродистых сталей теряется необходимый уровень ударной вязкости. Для простоты и в зависимости от тех или иных их свойств, важных для определённых конечных областей использования, легированные стали можно разделить на несколько типов. Легированные никелем стали критически важны для инструментальной промышленности — т.е. производства инструментов и механизмов, используемых для производства других инструментов и механизмов.

Типовой химический состав некоторых важных никельсодержащих легированных сталей

Упрочняемая низколегированная сталь

Эти стали относятся к той категории чёрных металломатериалов, механические свойства которых лучше, чем у нелегированных углеродистых сталей. Этого добиваются с помощью добавления легирующих элементов, таких как никель, хром и молибден, с последующими закалкой (быстрым охлаждением) и отпуском (термической обработкой). Эти химические элементы, будучи растворёнными в аустените до быстрого охлаждения, увеличивают упрочняемость сплава. Никель дополняет эффект упрочнения, который вызывают хром и молибден; кроме того, он важен для придания ударной вязкости твёрдой мартенситной микроструктуре, возникающей в результате быстрого охлаждения и последующего отпуска при помощи термообработки.

Сравнение типовых механических показателей марки AISI 4340 в состоянии отжига, закалки и отпуска с углеродистой сталью марки AISI 1045

Инструментальная сталь

«Инструментальная сталь» — это термин, применяемый к разным высокопрочным и устойчивым к истиранию сталям, используемым для штамповки (тиснение или прессование), резки и обрезки, формовки, а также в инструментах ударного действия, таких как молотки (промышленные или для индивидуального пользования). Способ их термообработки подобен термообработке упрочняемой низколегированной стали.

В закалённых на воздухе инструментальных сталях снижена деформация, вызываемая быстрым охлаждением в воде, и они обладают оптимальным соотношением износостойкости и ударной вязкости.

Инструментальные стали для пресс-форм — это низколегированные углеродистые стали, подвергнутые формовке, а потом поверхностному науглероживанию, упрочнению и затем отпуску, чтобы добиться высокой поверхностной твёрдости, что делает их идеальными для использования в пресс-формах и штампах для литья под давлением.

Высокопрочный низколегированный сплав

(самопассивирующаяся сталь, стойкая к атмосферной коррозии)

Более мелкая зернистая структура этих сталей обеспечивает повышенную прочность в сравнении с нелегированными углеродистыми сталями. Подобной мелкозернистости можно добиться, влияя на температуры фазового перехода таким образом, что превращение аустенита в феррит и перлит происходит при более низкой температуре во время воздушного охлаждения. При низкоуглеродных уровнях, свойственных высокопрочным низколегированным сталям, такие химические элементы, как кремний, медь, никель и фосфор, особенно эффективны для получения мелкозернистого перлита.

Добавки хрома, меди и никеля приводят к формированию устойчивого слоя ржавчины, который сцепляется с основным металлом. Пористость его структуры намного меньше, чем у слоя ржавчины, формирующегося на обычной структурной стали. В результате снижается интенсивность коррозии, что позволяет использовать эти стали без износостойкого покрытия.

На таблице внизу показано различие механических свойств углеродистой структурной стали марки ASTM А36 и высокопрочной низколегированной структурной стали марки STM A588 класса C.

Никельсодержащая сталь

Ферритные стали с высоким содержанием никеля, как правило, выше 3%, широко используются в оборудовании и особых областях применения, связанных с воздействием температур от 0 °C до – 196 °C, в числе которых цистерны для хранения сжиженных углеводородов, а также конструкции и механизмы, рассчитанные на применение в холодных регионах. В этих сталях используется эффект включения никеля на снижение температуры перехода из вязкого состояния в хрупкое, что тем самым повышает ударную вязкость при низких температурах.

В углеродистых и большинстве низколегированных сталей по мере снижения температуры ниже 24 °C (75 °F) растут прочность и твёрдость, при этом пластичность при растяжении и ударная вязкость снижаются. Никель улучшает показатель ударной вязкости при низких температурах, что отражено в результатах ударной вязкости по Шарпи на рис. 1.

Рис. 1: Влияние никеля на ударную вязкость нормализованных и отпущенных полудюймовых (1.27 см) пластин низколегированной углеродистой стали

9-процентная никельсодержащая сталь, впервые использованная в защитной оболочке цистерн для жидкого кислорода в 1952 г., с тех пор в основном применялась во внутренней обшивке цистерн для сжиженного газа. Её предпочли аустенитным нержавеющим сталям из-за сочетания высокой прочности и надёжной ударной вязкости при очень низких температурах, вплоть до -196 °C.

Мартенситностареющая (марагеновая) сталь

Марагеновые стали представляют собой низкоуглеродистые ферроникелевые сплавы, содержащие около 18% никеля и дополнительно легированные кобальтом, молибденом, титаном и другими химическими элементами. Эти сплавы закаливают до получения мартенситной структуры, после чего подвергают дисперсионному упрочнению в процессе термообработки при температурах 480-500 °C, что способствует выделению интерметаллических соединений, таких как Ni3Mo и Ni3Ti. Эти стали обладают высокой ударной вязкостью, а их усталостная прочность при ударных нагрузках указывает на то, что они пригодны для использования в ситуациях повторяющихся динамических нагрузок — например, в деталях электромеханических устройств.

Привлекательные свойства марагеновых сталей можно кратко сформулировать следующим образом:

  • Сверхвысокопрочные при комнатной температуре
  • Легко поддаются термообработке, ведущей к минимальной деформации
  • Великолепная ударная вязкость в сравнении со сталью того же уровня прочности, но после закалки и отпуска
  • Легко монтируются, обладают хорошей свариваемостью

Термообработка упрочняемых низколегированных сталей при относительно низкой температуре приводит к намного меньшей деформации, чем при их быстром охлаждении, что делает их предпочтительными для применения в длинных и тонких деталях.

Хотя количество идущего в эти легированные стали никеля меньше, чем объём его потребления в производстве нержавеющих сталей, разнообразие таких сталей значительно, а с промышленной точки зрения они незаменимы.

Институт никеля осуществляет бесплатное техническое консультирование инженеров и разработчиков спецификаций по выбору наиболее подходящего материала для их проектов.

www.nickelinstitute.org

Настоящая таблица иллюстрирует различие механических свойств углеродистой структурной стали марки ASTM А36 и высокопрочной низколегированной структурной стали марки STM A588 класса C.

Нержавеющая сталь, история изобретения – ООО “ATM STEEL”

О технологических новинках публика часто узнает из средств массовой информации, однако такие сообщения обычно не опираются на дипломатические источники. 31 января 1915 года это правило было нарушено. Газета New York Times опубликовала небольшую заметку, озаглавленную A Non-Rusting Steel. В газетном сообщении говорилось, что компания из британского города Шеффилда выпустила на рынок новый вид стали, «которая не поддается коррозии, не тускнеет и не покрывается пятнами». Производитель утверждал, что она чрезвычайно подходит для изготовления столовых приборов, поскольку изделия из нее хорошо моются и не теряют блеска при контакте даже с самой кислой пищей. В качестве источника информации был назван американский консул в Шеффилде Джон Сэвидж. Вот так, без большого шума и с изрядным запозданием, мир узнал об изобретении нержавеющей стали.

Предки нержавейки

Вообще-то такую сталь выпускали в Европе и США еще до шеффилдских металлургов. Обычная сталь, сплав железа и углерода, легко покрывается пленкой оксида железа — то есть ржавеет. К слову, именно это обстоятельство было одной из причин блестящего коммерческого успеха американского предпринимателя Кинга Кемпа Жиллетта, который придумал безопасную бритву. В 1903 году его фирма продала лишь 51 лезвие, в 1904-м — без малого 91 000, а к 1915 году общий объем продаж превысил 70 млн. Жиллеттовские лезвия, на которые шла нелегированная сталь из бессемеровских конвертеров, быстро ржавели и тупились и потому требовали частой замены.

Любопытно, что рецепт борьбы с этой болезнью главного металла тогдашней индустрии был давно найден. В 1821 году французский геолог и горный инженер Пьер Бертье заметил, что сплавы железа с хромом обладают хорошей кислотоустойчивостью, и предложил делать из них кухонные и столовые ножи, вилки и ложки. Однако эта идея долго оставалась благим пожеланием, поскольку первые сплавы железа и хрома были очень хрупкими. Лишь в начале XX века были изобретены рецептуры сплавов железа, способные претендовать на титул нержавеющей стали. Среди их авторов был один из пионеров американского автомобилестроения Элвуд Хейнс, который собирался использовать свой сплав для изготовления металлорежущего инструмента. В 1912 году он подал заявку на соответствующий патент, который был получен лишь семью годами позже после длительных споров с Бюро патентов США.

Случайная находка

Но официальным родителем всем известной нержавейки стал человек, который ее вовсе не искал и создал лишь благодаря счастливому случаю. Этот жребий выпал на долю английского металлурга-самоучки Гарри Брирли, который в 1908 году возглавил небольшую лабораторию, учрежденную двумя шеффилдскими сталеплавильными компаниями. В 1913 году он проводил исследования стальных сплавов, которые предполагалось использовать для изготовления ружейных стволов. Научное металловедение пребывало тогда в зачаточном состоянии, поэтому Брирли действовал методом проб и ошибок, проверяя на прочность и жароустойчивость сплавы с разными присадками. Неудачные заготовки он попросту складывал в углу, и они там спокойно ржавели. Как-то он заметил, что отливка, извлеченная из электрической печи месяц назад, вовсе не выглядит ржавой, а блестит как новая. Этот сплав содержал 85,3% железа, 0,2% кремния, 0,44% марганца, 0,24% углерода и 12,8% хрома. Он-то и стал первым в мире образцом той стали, о которой позднее сообщила газета New York Times. Он был выплавлен в августе 1913 года.

Лезвия для станков Gillette делали из твердой углеродистой стали. Они были не слишком долговечны, поскольку легко ржавели от постоянного воздействия влаги. А столовые ножи производства одной из компаний в Шеффилде, возможно, были не такими острыми, но зато хорошо сопротивлялись коррозии.

Провал и успех

Брирли заинтересовался необычной отливкой и вскоре выяснил, что она хорошо сопротивляется действию азотной кислоты. Хоть в качестве оружейной стали новый сплав успеха и не принес, Брирли понял, что этот материал найдет множество других применений. Шеффилд с XVI столетия известен изделиями из металла, такими как ножи и столовые приборы, так что Брирли решил опробовать свой сплав в этом качестве. Однако двое местных фабрикантов, которым он отправил отливки, отнеслись к его предложению скептически. Они сочли, что ножи из новой стали требуют больших трудозатрат для изготовления и закалки. Металлургические компании, в том числе и та, в которой работал Брирли, тоже не горели энтузиазмом. Понятно, что и ножовщики, и производители металла опасались, что изделия из нержавеющей стали окажутся настолько долговечными, что рынок быстро насытится и спрос на них упадет. Поэтому вплоть до лета 1914 года все попытки Брирли убедить промышленников в перспективности нового сплава ни к чему путному не привели.

Но потом ему повезло. В середине лета судьба столкнула его со школьным товарищем Эрнестом Стюартом. Стюарт, сотрудник компании R.F. Mosley & Co, выпускавшей столовые приборы, поначалу вообще не поверил в реальность существования стали, которая неподвластна ржавчине, однако согласился в виде эксперимента изготовить из нее несколько ножей для сыра. Изделия получились отменными, однако Стюарт счел эту затею неудачной, поскольку его инструменты при изготовлении этих ножей быстро тупились. Но в конце концов Стюарт и Брирли все-таки подобрали режим нагрева, при котором сталь поддавалась обработке и не становилась хрупкой после охлаждения. В сентябре Стюарт сделал небольшую партию кухонных ножей, которые он раздал знакомым для тестирования с одним условием: он попросил вернуть их в случае появления на клинках ножей пятен или ржавчины. Но ни один нож так и не вернулся в его мастерскую, и вскоре шеффилдские фабриканты признали новую сталь.

Резцы и ножи

В августе 1915 года Брирли получил на свое изобретение патент в Канаде, в сентябре 1916 года — в США, затем и в нескольких европейских странах. Строго говоря, он патентовал даже не сам сплав, а лишь изготовленные из него ножи, вилки, ложки и прочие столовые приборы. Хейнс опротестовал американский патент Брирли, ссылаясь на свой приоритет, но в конце концов стороны пришли к соглашению. Это сделало возможным учреждение в Питтсбурге совместной англо-американской корпорации The American Stainless Steel Company. Но это уже совсем другая история.

Стоит отметить, что нержавеющая сталь Хейнса содержала куда больше углерода, нежели сталь Брирли, и потому имела иную кристаллическую структуру. Это и понятно: углерод обеспечивает твердость при закалке, а Хейнс стремился создать именно сплав для изготовления станочных резцов и фрез. Сейчас стали хейнсовского типа называют мартенситными, а стали, которые исторически восходят к сплаву Брирли, — ферритными (существуют и другие виды нержавеющих сталей).

Естественный вкус

Стюарт не только открыл путь к применению новой стали, но и нашел для нее общепринятое ныне англо-язычное название stainless steel, «сталь без пятен». Если верить стандартному объяснению, оно пришло ему в голову, когда он окунул отполированную стальную пластинку в уксус и, глядя на результат, с удивлением произнес: «This steel stains less», то есть «На этой стали остается мало пятен». Брирли называл свое детище несколько иначе — rustless steel, что соответствует русскоязычному термину «нержавеющая сталь». Кстати, заглавие заметки в New York Times возвещало о появлении именно нержавеющей (а не слаборжавеющей!) стали.

Секрет ее несложен. При достаточной концентрации хрома (не менее 10,5% и до 26% для особо агрессивных сред) на поверхности изделий из нержавейки формируется твердая прозрачная пленка оксида хрома Cr2O3, прочно сцепленная с металлом. Она образует невидимый глазу защитный слой, который не растворяется в воде и препятствует окислению железа, а следовательно, не позволяет ему ржаветь. У этой пленки есть еще одно ценнейшее качество — она самовосстанавливается в поврежденных местах, поэтому ей не страшны царапины. Столовые приборы из нержавейки приобрели огромную популярность еще и потому, что позволили избавиться от специфического привкуса, свойственного недорогой металлической посуде. Слой оксида хрома предоставляет возможность наслаждаться естественным вкусом пищи, поскольку препятствует непосредственному контакту вкусовых сосочков языка с металлом. В общем, нержавеющая сталь, которую современная индустрия выпускает во множестве разновидностей — поистине замечательное случайное изобретение.

Типы нержавейки

Нержавеющие стали различаются свойствами, составом и назначением, но в целом их можно разделить на несколько основных групп по кристаллической структуре:

  • ферритные,
  • аустенитные,
  • мартенситные,
  • двухфазные (ферритно-аустенитные).

Ферритные нержавеющие — это хромистые (10−30% хрома) и низкоуглеродистые (менее 0,1%) стали. Они достаточно прочные, пластичные, относительно несложно обрабатываются и при этом дешевы, но не поддаются термической обработке (закаливанию).

Мартенситные нержавеющие — это хромистые (10−17% хрома) стали, содержащие до 1% углерода. Они хорошо поддаются термообработке (закаливанию и отпуску), что придает изделиям из таких сталей высокую твердость (из них делают ножи, подшипники, режущие инструменты). Мартенситные стали сложнее в обработке и из-за более низкого содержания хрома менее стойки к коррозии, чем ферритные.

Аустенитные нержавеющие стали — хромоникелевые. Они содержат 16−26% хрома и 6−12% никеля, а также углерод и молибден. По коррозионной стойкости превосходят ферритные и мартенситные стали и являются немагнитными. Высокую прочность получают при нагартовке (наклепе), при термообработке (закалке) их твердость уменьшается.

Двухфазные стали сочетают различные свойства ферритных и аустенитных сталей.

Небесное железо

Довольно часто можно встретить утверждение, что метеоритное железо не ржавеет. На самом деле это чистой воды миф. Железоникелевые метеориты имеют в своем составе около 10% никеля, но не содержат хрома, поэтому не обладают коррозионной стойкостью. В этом можно убедиться, посетив минералогический раздел какого-нибудь музея естественной истории. Присмотревшись к образцам железоникелевых метеоритов (скажем, Сихотэ-Алиньского, который часто встречается в таких экспозициях), можно увидеть многочисленные следы ржавчины. А вот образец железоникелевого метеорита, купленный в магазине минералогических сувениров, скорее всего, действительно не будет ржаветь. Причина — в «предпродажной подготовке», которая заключается в покрытии образца густой защитной смазкой. Стоит смыть эту смазку при помощи растворителя — и тогда влага и кислород атмосферы возьмут реванш.
Индийское чудо

Лезвия для станков Gillette делали из твердой углеродистой стали. Они были не слишком долговечны, поскольку легко ржавели от постоянного воздействия влаги. А столовые ножи производства одной из компаний в Шеффилде, возможно, были не такими острыми, но зато хорошо сопротивлялись коррозии.

Железная (Кутубова) колонна — одна из главных достопримечательностей Дели. Воздвигнутая в 415 году, она за 1600 лет почти не пострадала от коррозии — лишь на поверхности виднеются небольшие пятнышки ржавчины, в то время как обычные стальные изделия подобного размера за такое время почти полностью окисляются и рассыпаются в пыль.

В попытках объяснить этот феномен было выдвинуто множество гипотез: использование очень чистого или метеоритного железа, естественное азотирование поверхности, воронение, постоянная обработка маслом и даже естественное радиоактивное облучение, превратившее верхний слой в аморфное железо. Были попытки объяснить сохранность колонны и внешними факторами — в частности, очень сухим климатом.

Анализы показали, что колонна состоит из 99,7% железа и не содержит хрома, то есть не является нержавеющей в современном смысле слова. Основная примесь в материале колонны — фосфор, и именно в этом, по мнению ученых, главная причина коррозионной стойкости. На поверхности образуется слой фосфатов FePO4·h4PO4·4h3O толщиной менее 0,1 мм, причем, в отличие от ржавчины, которая рассыпается и не препятствует дальнейшему окислению, этот слой образует прочную защитную пленку, предотвращающую ржавение железа.

Алексей Левин, 24 марта 2015
Статья «Сталь без пятен» опубликована в журнале «Популярная механика» (№149, март 2015).

Предыдущая Следующая

углеродистая сталь – это… Что такое углеродистая сталь?

  • УГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ — нелегированная конструкционная или инструментальная сталь, содержащая С (0,04 2%) и постоянные примеси (Mn, Si, S, P). Различают низко (до 0,25% С), средне (0,25 0,6% С) и высокоуглеродистую (св. 0,6% С) сталь …   Большой Энциклопедический словарь

  • УГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ — см …   Большая политехническая энциклопедия

  • УГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ — (Carbon steel) сплав железа с углеродом (до 2 %). В отличие от легированных (сложных специальных сталей) не содержит специальных примесей. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • углеродистая сталь — Все марки сталей, за исключением нержавеющих сталей. [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции EN carbon steel …   Справочник технического переводчика

  • углеродистая сталь — нелегированная конструкционная или инструментальная сталь, содержащая С (0,04 2%) и посторонние примеси (Mn, Si, S, Р). Различают низко (до 0,25% С), средне (0,25 0,6% С) и высокоуглеродистую (свыше 0,6% С) сталь. * * * УГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ… …   Энциклопедический словарь

  • углеродистая сталь — 3.15 углеродистая сталь (carbon steel): Сплав железа и углерода, содержащий до 0,8 % углерода и до 0,8 % марганца, а также остаточные количества других элементов, за исключением намеренно добавляемых в определенных количествах для раскисления… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Углеродистая сталь — Carbon steel Углеродистая сталь. Сталь, содержащая не более принимаемых за норму концентрации 1,65 % марганца, 0,60 % кремния и 0,60 % меди и только несущественное количество любых других элементов кроме углерода, кремния, марганца, меди, серы и… …   Словарь металлургических терминов

  • углеродистая сталь — anglinis plienas statusas T sritis chemija apibrėžtis Nelegiruotas plienas, kuriame be anglies yra gamybos metu patekusių Mn, Si, S ir P priemaišų. atitikmenys: angl. carbon steel; common steel; not alloyed steel rus. углеродистая сталь …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Углеродистая сталь —         Сталь, не содержащая легирующих компонентов. В зависимости от содержания углерода У. с. подразделяют на низкоуглеродистую (до 0,25% С), среднеуглеродистую (0,25 0,6% С) и высокоуглеродистую (более 0,6% С). Различают У. с. обыкновенного… …   Большая советская энциклопедия

  • Углеродистая сталь — нелегированная сталь, содержащая, %: С 0,04 2 и постянные примеси (Мn до 1; Si до 0,4; S до0,07; Р до 0,09). Углеродистую сталь подразделяют: по содержанию на низкоуглеродистую (до0,25% С), среднеуглеродистую (0,25 0,6% С) и высокоуглеродистую… …   Энциклопедический словарь по металлургии

    • Разница между легированной и нелегированной сталью

    Основное отличие – легированная сталь и нелегированная сталь

    Легированная и нелегированная сталь – это химические термины, используемые для обозначения двух типов стали. Сталь – это металлический сплав. Он состоит из железа и некоторых других элементов, таких как углерод. Нелегированная сталь не содержит элементов, добавляемых к стали при плавке. Сталь широко используется во всем мире по нескольким причинам, таким как низкая стоимость, простота производства, прочность и т. Д. В зависимости от свойств доступны различные марки стали.Легированная сталь – это разновидность стали, которая помимо железа и углерода содержит большое количество других элементов. Основное различие между легированной и нелегированной сталью состоит в том, что в легированной стали другие элементы добавляются к чугуну во время плавки, тогда как в нелегированной стали во время плавки элементы не добавляются.

    Основные зоны покрытия

    1. Что такое легированная сталь
    – Определение, свойства
    2. Что такое нелегированная сталь
    – Определение, свойства
    3.В чем разница между легированной и нелегированной сталью
    – Сравнение основных различий

    Ключевые термины: сплав, легированная сталь, углерод, хром, высоколегированная сталь, промежуточный сплав, железо, металл, нелегированная сталь, низколегированная сталь, выплавка, сталь, замещающий сплав

    Что такое легированная сталь

    Легированная сталь – это сталь, состоящая из железа, углерода и некоторых других элементов. Другие элементы, присутствующие в нем, обычно включают марганец, кремний, никель, титан, медь и хром.Эти элементы называются элементами сплава, потому что они смешиваются вместе, образуя сплав. Целью добавления этих элементов является улучшение свойств стали. Легированные стали можно разделить на две категории:

    • Сталь низколегированная
    • Высоколегированная сталь

    Существует два типа легированной стали: низколегированная и высоколегированная. Низколегированная сталь имеет низкое количество легирующих элементов. Высоколегированная сталь имеет большое количество легирующих элементов.Легированная сталь устойчива к коррозии из-за наличия таких элементов, как хром. Обычно легирующие элементы добавляются для повышения твердости и долговечности стали.

    Например, нержавеющая сталь – это легированная сталь. Он содержит около 10% хрома вместе с железом и углеродом в смеси элементов. Благодаря своей коррозионной стойкости нержавеющая сталь используется для изготовления кухонных предметов.

    Рис. 1. Наручные часы из нержавеющей стали.Нержавеющая сталь – хороший пример легированной стали.

    Существует два основных типа сплавов: сплавов замещения и сплавов внедрения . Когда расплавленный металл используется в производстве сплавов, размер атомов будет определять, какой тип будет образован. Если атомы металлов, которые будут смешиваться, имеют относительно одинаковые размеры, образуется сплав замещающего типа, но если атомы металла одного типа меньше, чем атомы другого типа, образуется сплав внедрения.

    Что такое нелегированная сталь

    Нелегированная сталь – это сталь, в которую во время плавки не добавляются другие элементы. Плавка – это процесс извлечения металла из руды. Этот процесс включает нагрев и плавление руды. Плавка удаляет примеси, присутствующие в железной руде. Процесс плавки выполняется несколько раз, чтобы удалить углерод. Если присутствует слишком много углерода, это не нелегированная сталь. Содержание углерода следует снизить примерно до 1%.

    При производстве легированной стали некоторые элементы, такие как хром, кобальт, добавляются к железу, но при производстве нелегированной стали другие элементы не добавляются. Поскольку нет других элементов, кроме железа и небольшого количества углерода, нелегированная сталь имеет меньшую долговечность и меньшую гибкость. Следовательно, эта сталь должна пройти процесс, называемый отпуском. Закалка – это процесс нагрева чугуна при высокой температуре, чтобы сделать его чувствительным к растрескиванию во время сварки.

    Рис. 2: Заборы из кованого железа – хороший пример применения нелегированной стали. Кованое железо считается нелегированной сталью из-за очень небольшого содержания углерода.

    Нелегированная сталь

    используется в строительстве, где требуются металлы с высокой прочностью. Здесь прутки из нелегированной стали используются для упрочнения бетона, изготовления ворот, заборов и т. Д.

    Разница между легированной и нелегированной сталью

    Определение

    Легированная сталь : Легированная сталь – это сталь, состоящая из железа, углерода и некоторых других элементов.

    Нелегированная Сталь: Нелегированная сталь – это тип стали, в которую во время плавки не добавляются другие элементы.

    Наличие углерода

    Легированная сталь : Легированная сталь состоит из большого количества углерода.

    Нелегированная Сталь: Нелегированная сталь имеет меньшее или нулевое содержание углерода.

    Плавильная

    Легированная сталь : Легированная сталь производится путем добавления различных элементов во время плавки.

    Нелегированная Сталь: Никакие другие элементы не добавляются во время плавки при производстве нелегированной стали.

    Коррозия

    Легированная сталь : Легированная сталь менее устойчива к коррозии из-за присутствия железа.

    Нелегированная Сталь: Нелегированная сталь сильно подвержена коррозии из-за высокого содержания железа.

    Примеры

    Легированная сталь : Нержавеющая сталь является хорошим примером легированной стали.

    Нелегированная Сталь: Кованое железо является хорошим примером нелегированной стали.

    Заключение

    Сплав – это смесь или смесь двух или более металлических компонентов. Он может быть как однородным, так и неоднородным. Легированная сталь – это сталь, химический состав которой включает железо, углерод и некоторые другие элементы. Основное различие между легированной и нелегированной сталью состоит в том, что легированная сталь состоит из железа, добавленного с другими элементами во время плавки, тогда как нелегированная сталь не имеет добавленных элементов при плавке.

    Артикул:

    1. Редакторы Британской энциклопедии. «Плавка». Encyclopdia Britannica, Encyclopdia Britannica, inc., 30 ноября 2016 г., доступно здесь.
    2. Белл, Теренс. «Какие бывают виды стали?» Баланс доступен здесь.
    3. Либретексты. «6.7A: Замещающие сплавы». Chemistry LibreTexts, Libretexts, 12 декабря 2016 г., доступно здесь.

    Изображение предоставлено:

    1. «Элегантные наручные часы, металл, нержавеющая сталь» (Public Domain) через PIXINO
    2.«Ограждение из кованого железа на улице Букингемского дворца – geograph.org.uk – 1157492» Найджел Микура (CC BY-SA 2.0) через Commons Wikimedia

    Легированная сталь – обзор

    Металлургические аспекты легированной стали . Легирование различных модификаций железа с другими металлами приводит к сдвигу бесконечного числа материалов с различными коррозионными свойствами. Легирующий элемент стабилизирует ту или иную модификацию стали. В приблизительной схеме можно выделить следующие основные направления:

    –

    Ферритные стали

    Это хромистые стали с содержанием хрома более 13% и низким содержанием углерода (менее 0.08%). Содержание хрома стабилизирует ферритную модификацию. Ферритные стали обладают магнитными свойствами и обладают высокой устойчивостью к коррозии.

    –

    Аустенитные стали

    Эти стали содержат хром (12–25%) и никель (8–25%). Высокое содержание никеля стабилизирует аустенитную модификацию. После термообработки области превращения аустенита и быстрого охлаждения стали остаются в аустенитной форме. Они немагнитные. Самый известный пример – хромоникелевая сталь 18/8.

    Коррозионная стойкость улучшена по сравнению с ферритными сталями, но стали чувствительны к межкристаллитной коррозии в результате выделения карбида хрома на границах зерен. Низкое содержание углерода или дополнительные легирующие металлы, такие как титан, ниобий и тантал, могут подавить эту чувствительность.

    –

    Ферритно-аустенитные стали

    Стали с высоким содержанием хрома, но с меньшим содержанием никеля (4–6%) представляют собой сочетание ферритной и аустенитной модификации.Их химическая стабильность аналогична ферритным сталям, но они не так чувствительны к межкристаллитной коррозии.

    –

    Мартенситные стали

    Стали с содержанием хрома 13–17%, но с содержанием углерода 0,2–0,4% могут быть упрочнены термообработкой с образованием мартенситной структуры, перенасыщенного раствора углерода в ферритных кристаллах. Закалка также улучшает коррозионную стойкость.

    Стали нелегированные и легированные, закаленные и отпущенные

    Стали нелегированные и легированные, закаленные и отпущенные | thyssenkrupp Steel

    Ваш браузер Internet Explorer больше не поддерживается.Загрузите последнюю версию браузера и снова посетите веб-сайт.

    Пропустить навигацию

    Закаленная и отпущенная сталь включает нелегированные или легированные конструкционные стали, которые подходят для закалки и отпуска благодаря своему химическому составу. Их максимальная твердость в основном зависит от содержания углерода.

    Содержание углерода в закаленной и отпущенной стали в основном находится в диапазоне от 0,20 до 0,60%. Легированные закаленные и отпущенные стали также содержат хром, марганец, молибден и / или никель для получения желаемых свойств.Легированные закаленные и отпущенные стали также включают легированные бором стали QT: марганцево-борные стали и борсодержащие стали TBL и TBL Plus. Закаленная и отпущенная сталь стандартизирована в DIN EN ISO 683, части 1 и 2 (ранее DIN EN 10083, части с 1 по 3), и в DIN EN 10132, часть 3, которая распространяется на холоднокатаную полосу. Стали

    QT предназначены для термической обработки, включающей закалку и отпуск. В процессе закалки достигается максимальный уровень твердости, соответствующий содержанию углерода; во время последующего отпуска твердость снова снижается для получения оптимального сочетания твердости и пластичности.

    Области применения нелегированных и легированных сталей, закаленных и отпущенных

    Полотно для циркулярной пилы из горячекатаной легированной закаленной и отпущенной стали.

    Нелегированные закаленные и отпущенные стали используются для более низких нагрузок, тогда как легированные закаленные и отпущенные стали подходят для высоких динамических и статических нагрузок. Более того, требования к прочности и пластичности имеют решающее значение при выборе марок стали; также необходимо учитывать размеры компонентов.Во многих сферах применения основное внимание уделяется максимально возможной полной закалке и отпуску.

    Стали QT используются в различных сферах: типичные области применения в автомобилестроении – распределительные и трансмиссионные валы, оси, детали сцепления и крепежные элементы. В машиностроении и машиностроении закаленная и отпущенная сталь используется, например, в валах, шестернях, зубчатых колесах, звеньях цепи и пильных полотнах.

    thyssenkrupp поставляет следующие марки стали согласно информации о продукции или стандартные марки стали согласно соответствующим стандартам.

    Нелегированная закаленная и отпущенная сталь в соответствии с DIN EN ISO 683-1 (ранее DIN EN 10083-2), DIN EN 10132-3

    C22 C22 1,1151 2,00 – 13,00 50 – 1,630
    C25 C25 1,1158 2,00 – 13,00 50 – 1,630
    C35 C35 1,1181 2.00–13.00 50 – 1,630
    C40 C40 1,1186 2,00 – 13,00 50 – 1,630
    C45 C45 1,1191 2,00 – 13,00 50 – 1,630
    C50 C50 1,1206 2,00 – 13,00 50 – 1,630
    C55 C55 1.1203 2,00 – 13,00 50 – 1,630
    C60 C60 1,1221 2,00 – 13,00 50 – 1,630

    1. Возможны не все комбинации толщины и ширины.

    Химический состав нелегированной закаленной и отпущенной стали

    C22 0,17 – 0,24 0,40 0,40 – 0,70 0.025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
    C25 0,22 – 0,29 0,40 0,40 – 0,70 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
    C35 0,32 – 0,39 0,40 0,50 – 0,80 0,025 0,010 0.40 0,10 0,40 0,63
    C40 0,37 – 0,44 0,40 0,50 – 0,80 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
    C45 0,42 – 0,50 0,40 0,50 – 0,80 0,025 0,010 0,40 0,10 0.40 0,63
    C50 0,47 – 0,55 0,40 0,60 – 0,90 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
    C55 0,52 – 0,60 0,40 0,60 – 0,90 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63
    C60 0.57 – 0,65 0,40 0,60 – 0,90 0,025 0,010 0,40 0,10 0,40 0,63

    Массовые доли в ковшевом анализе.

    Легированная сталь, закаленная и отпущенная в соответствии с DIN EN ISO 683-2 (ранее DIN EN 10083-1 и DIN EN 10083-3), DIN EN 10132-3

    34CrMo4 34CrMo4 1.7220 2,00 – 13,00 100–1 630
    42CrMo4 42CrMo4 1.7225 2,00 – 13,00 100–1 630
    50CrMo4 50CrMo4 1,228 2,00 – 13,00 100–1 630
    51CrV4 51CrV4 1,8159 2,00 – 13,00 100–1 630
    58CrV4 Специальный прокатный сорт 1.8161 2,00 – 13,00 100–1 630

    1. Возможны не все комбинации толщины и ширины.

    Химический состав легированной закаленной и отпущенной стали

    34CrMo4 0,30 – 0,37 0,40 0,60 – 0,90 0,025 0,010 0,90 – 1,20 0,15 – 1,30––
    42CrMo4 0,38 – 0,45 0,40 0,60 – 0,90 0,025 0,010 0,90 – 1,20 0,15 – 1,30––
    50CrMo4 0,46 – 0,54 0,40 0,50 – 0,80 0,025 0,010 0,90 – 1,20 0,15 – 1,30––
    51CrV4 0,47 – 0,55 0,40 0,70 – 1,10 0,025 0,010 0,90 – 1,20 0,10 0,10 – 0,25–
    58CrV4 0,54 – 0,62 0,40 0,70 – 1,10 0,025 0,010 0,90 – 1,20– 0,10 – 0,20–

    Массовые доли в ковшевом анализе.

    Подпишитесь на нашу рассылку новостей

    Общие легирующие элементы для стали и их воздействия

    Легированная сталь относится к типу стали, которая легирована различными элементами . Теоретически любая сталь может называться легированной сталью, поскольку простейшая сталь состоит из железа, легированного до 2,06% углерода. Однако термин «легированная сталь» обычно относится к сталям, легированным другими элементами, кроме углерода. Общий вес легирующих элементов может составлять до 50% для придания материалу улучшенных свойств, таких как лучшая защита от износа или пластичность.Различают низколегированные и высоколегированные стали. Низколегированные стали характеризуются низким содержанием легирующих элементов, которые в сумме составляют менее 5%. Количество элементов в высоколегированных сталях может быть больше или равно 5%, что в силу тенденции делает материал более дорогим. Помимо этих двух групп, существуют также нелегированные стали, в которых очень мало сплавов.

    Бор

    В качестве легирующего элемента даже небольшое количество бора (0.001–0,003%) может значительно повысить прокаливаемость. Однако найти борсодержащую сталь непросто, поскольку она составляет всего 0,003% легированных сталей. Борирование – более популярный способ введения бора в стали. Благодаря диффузионным слоям Borocoat от BorTec может быть достигнута твердость до 2,800HV. Кроме того, технология BorTec обеспечивает высокую твердость слоя даже на нелегированных сталях, улучшенную адгезию и высокую износостойкость. Подробнее читайте здесь.

    Хром

    Хром – один из самых популярных легирующих металлов для стали благодаря своей высокой твердости и коррозионной стойкости.Сам по себе хром представляет собой серый, твердый и хрупкий металл с высокой термостойкостью и температурой плавления 1907 ° C (3465 ° F). В стали легированы хромом для повышения прокаливаемости. Более высокое содержание хрома от 4 до 18% приводит к лучшей коррозионной стойкости. Например: один из наиболее распространенных стальных сплавов, а именно нержавеющая сталь, имеет содержание хрома не менее 10,5%, что делает его более устойчивым к воздействию воды, тепла или коррозии. В отличие от оксида железа в незащищенной углеродистой стали оксид хрома не растекается и не выпадает из материала.Он создает на поверхности пленку из плотного оксида хрома, которая блокирует дальнейшее коррозионное воздействие.

    Медь

    Медь, состоящая из более чем 400 сплавов, является одним из наиболее распространенных легирующих элементов. Что касается стали, медь растворяется в материале от 0,1 до 0,4% для повышения коррозионной стойкости. Медь также известна своей высокой теплопроводностью и электропроводностью. Его оксиды меди действуют так же, как оксиды хрома.

    Марганец

    В легированной стали марганец обычно используется в сочетании с серой и фосфором.Managanese 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, так как он приводит к более медленным скоростям закалки в методах закалки. Избыточный кислород можно удалить из расплавленной стали с помощью марганца.

    Никель

    Аустенитная нержавеющая сталь наиболее известна 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.

    Титан

    Титан используется в качестве стабилизирующего элемента в нержавеющих сталях. Он фиксирует углерод в инертных частицах, улучшая коррозионную стойкость и свариваемость. Поскольку титан является редким элементом на Земле, этот легирующий элемент может быть до 200 раз дороже, чем обычная углеродистая сталь.

    (PDF) Сравнение устойчивости нелегированных углеродистых сталей к разрушению под действием водорода

    водорода в стали) и локализации водорода в стали (улавливание) [2]. Процессы сорбции, транспортировки и улавливания водорода

    в материале с определенным уровнем напряжений

    и деформаций, протекающие непрерывно, способствуют его полному разрушению.

    Разложение водорода принимает разные формы в зависимости от типа материала,

    окружающей среды, температуры и механических нагрузок.В металлических материалах это может привести к

    замедленному растрескиванию, ухудшению пластических свойств [3, 4, 5], декарбонизации, расслоению,

    или образованию пузырей водорода, заполненных молекулярным водородом [6, 7, 8].

    Интенсивность разложения материала из-за зарядки водородом в значительной степени зависит от способности

    растворяться и от скорости диффузии водорода в данном металле (стали).

    Исследования показали, что аустенитные стали демонстрируют гораздо более низкую скорость диффузии, чем ферритные, мартенситные

    и стали смешанной структуры [9, 10, 11].Кинетика диффузионного процесса

    осложнена явлениями, связанными со структурными изменениями, в том числе образованием

    гидридов.

    В тематической литературе предлагается множество моделей, описывающих механизм разложения водорода

    , что означает, что не существует единого универсального механизма, описывающего

    и объясняющего все случаи (формы) разложения водорода и влияние всех факторов на

    разложение водорода. Иногда в одном и том же материале деградация

    водорода может развиваться по нескольким механизмам.Наиболее вероятными механизмами деградации водорода

    являются: дислокация, внутреннее давление, сеточная декогезия, адсорбция и гидридные фазы

    [12-15].

    Для оценки степени разложения водорода, помимо основного механического критерия

    , основанного на ухудшении механических свойств, также используются структурные критерии, в которых ключевую роль

    играют изменения, вызванные присутствием водорода в микроструктура

    и

    на поверхности трещин.Полученные в результате исследования кривые напряжения-деформации

    (SSRT, статическое испытание на растяжение) в сочетании с анализом трещин методом количественной фрактографии

    позволяют более полно охарактеризовать явление

    деградации сплавов. в агрессивных средах [3]. Различные концентрации водорода

    отражаются не только на поверхности трещин после испытания на статическое растяжение (изменение

    характера трещин) [16-17], но и на ухудшение коррозионных свойств [6,

    18-20].Для оценки степени разложения водорода в материалах используются также неразрушающие методы

    . Ультразвуковые исследования идеально подходят для мониторинга отслоений

    нефтехимических установок после водородной атаки [21].

    Нелегированные стали S235 и S355 являются широко используемыми строительными материалами в промышленности

    . Эти виды стали используются для строительства судов, мостов, прибрежных

    конструкций, сварных резервуаров, напорных труб, а также деталей и узлов, работающих при низких температурах

    .В зависимости от условий эксплуатации эти марки стали могут подвергаться водородной деградации

    в процессе изготовления сварных конструкций (в виде холодных трещин)

    или эксплуатации конструкции (в виде трещин, вызванных водородом HIC ).

    Целью данной статьи является сравнение степени подверженности водородной деградации

    выбранных нелегированных конструкционных сталей в зависимости от условий катодной поляризации.

    2 Материалы и методология исследования

    2.1 Материал

    Материалом для испытаний служил металлический лист толщиной 2,0 мм из стали S235JR и S355J2. Результаты

    контрольного химического анализа стали, проведенного на оптическом спектрометре, и требуемых элементов содержания

    для обеих марок стали в соответствии с PN-EN 10025-2 [22]

    приведены в таблице 1.

    Tabela 1. Химический состав исследуемых сталей.

    Сталь Химические элементы [мас.%]

    C Mn Si P S Cu Cr Ni Fe

    PN-EN 10025-2

    S235JR 0.17 1,40 – 0,025 0,025 0,55 – – остальное.

    S355J2 0,20 1,60 0,55 0,025 0,025 0,55 – – остальное.

    Спектральный анализ

    S235JR 0,13 0,98 0,01 0,013 0,015 0,02 0,03 0,02 остальное.

    S355J2 0,18 1,21 0,24 0,014 0,007 0,03 0,02 0,01 остальное.

    2.2 Условия катодной поляризации и определение содержания водорода

    Катодную поляризацию стальных образцов проводили в растворе 0,1 N

    h3SO4, содержащем добавку 2 мг / дм3 оксида мышьяка (III ).20 мА / см2 плотность

    ток подавали на время от 3 до 24 часов. Количество водорода в исследуемых образцах стали

    до и после поляризации было отмечено в ppm с помощью анализатора LECO

    ONH836. Во время испытания образец был расплавлен, и были выделены все формы водорода

    (диффузионный водород, водород, захваченный обратимо и необратимо). Полученные результаты

    показали общую концентрацию водорода, т.е.е. диффузия и захваченный

    водорода. Измерение содержания водорода в стали производилось на трех образцах: без зарядки

    и после зарядки водородом. Из-за возможности десорбции водорода

    из сплава образцы хранили в жидком азоте до анализа его концентрации

    в материале.

    2.3 Влияние параметров заряда водорода на механические свойства

    образцов

    Для оценки предрасположенности испытуемой стали к водородной деградации применяли испытание на статическое растяжение

    .Образцы были плоскими с начальной длиной 50 мм и

    с поперечным сечением 2 x 12,55 мм в соответствии с PN-EN ISO 6892-1 [23]. Образцы

    насыщались водородом без дополнительных внешних напряжений. Применяли разное время насыщения

    , чтобы получить образцы разной степени деградации. В связи с существенным влиянием процесса десорбции водорода в сплавах

    на результаты испытаний механических свойств

    (изменение концентрации водорода) испытание на растяжение

    было проведено непосредственно после зарядки.Измерения проводились при 21 ÷ 23oC. Во всех случаях испытания

    проводились на трех образцах для характеристики состояния материала без зарядки

    и после зарядки водородом.

    2.4 Наблюдения под микроскопом

    Изломы стальных образцов, полученные в результате статических испытаний на растяжение, были очищены от примесей

    в ультразвуковой ванне в ацетоне в течение 5 минут. Подготовленные поверхности излома

    наблюдали с помощью сканирующего электронного микроскопа Hitachi S-3400N.

    Для записи изображений использовалось программное обеспечение Thermo Scientific.

    2

    Сеть конференций MATEC 174, 01015 (2018) https://doi.org/10.1051/matecconf/201817401015

    ECCE 2018

    Марки горячекатаной стали

    Когда дело доходит до превосходного сочетания механических свойств, таких как прочность на разрыв, прочность на сдвиг, ударная вязкость, твердость и пластичность, углеродистая сталь трудно превзойти. Когда дело доходит до наличия всех этих механических свойств по доступной цене, трудно превзойти горячекатаную углеродистую сталь.Горячекатаная углеродистая сталь представляет собой металлический сплав, состоящий в основном из железа с некоторым количеством углерода, который прокатывается по размеру из слитка при уровне нагрева выше его температуры рекристаллизации. Формовка горячекатаной углеродистой стали при такой высокой температуре дает ей превосходные механические свойства, при этом затраты ниже, чем у холоднокатаной углеродистой стали. Доступно множество марок горячекатаной углеродистой стали, что может вызвать вопрос: «В чем разница между всеми марками горячекатаной стали?» Эта статья отвечает на этот вопрос.

    Ниже приведены некоторые распространенные марки горячекатаной стали:

    • A36
    • C1010
    • C1018
    • A1011
    • C1026
    • A500
    • C1045
    • C1141

    A36

    Сталь

    ASTM A36 – одна из самых популярных горячекатаных сталей, которые продаются в металлических супермаркетах. Что касается горячекатаной стали, то в Metal Supermarkets есть продукция с обозначениями двух организаций: Американского института чугуна и стали (AISI) и Американского общества испытаний и материалов (ASTM).A36 – это материал, обозначенный ASTM. Она считается низкоуглеродистой сталью, поскольку содержание углерода в ней обычно составляет от 0,25% до 0,29% по весу. Цифра «36» в A36 имеет важное значение, поскольку указывает минимальный предел текучести при растяжении при 36 000 фунтов на квадратный дюйм. A36 хорошо поддается механической обработке, сварке и имеет отличные механические свойства. Это одна из причин, почему он так популярен, и почему он широко используется в строительных приложениях. Металлические супермаркеты продают ASTM A36 в виде круглого стержня, прямоугольного стержня, квадратного стержня, канала, уголка, пластины, пластины протектора, круглой трубы и валов.

    C1010 и C1018

    AISI C1010 и AISI C1018 – две очень похожие горячекатаные стали. Оба они низкоуглеродистые. Фактически, единственная заметная разница между их химическим составом – это содержание углерода. C1010 содержит от 0,08% до 0,13% углерода по массе, а C1018 составляет от 0,14% до 0,20% по массе. Разница в содержании углерода между ними может привести к незначительным изменениям пластичности и прочности на разрыв, но по большей части они очень похожи. Они поддаются сварке, механической обработке и относительно легко формуются по сравнению с легированными и высокоуглеродистыми сталями.Metal Supermarkets предлагает C1010 в круглых трубках и C1018 в круглых прутках и сетках. C1010 и C1018 широко используются в конструкциях, а также в автомобильной и мебельной промышленности.

    A1011

    A1011 – еще одна горячекатаная сталь с маркировкой ASTM, которую предлагает Metal Supermarkets. Этот сорт также может содержать небольшое количество других микроэлементов, что делает его очень универсальной сталью. Он широко используется в конструкциях из листовой стали, автомобильных кузовах, барабанах и в производстве металла.Metal Supermarkets предлагает A1011 как в виде плоского листа, так и в виде развернутого металла.

    C1026

    C1026 – это сталь с маркировкой AISI, которая очень близко имитирует сталь с маркировкой ASTM A36, упомянутую выше. Их химические свойства во многом пересекаются, причем оба содержания углерода находятся на верхнем пределе того, что составляет низкоуглеродистую сталь. AISI 1026 имеет целевое содержание углерода от 0,22% до 0,26% по весу. Когда они оба находятся в горячекатаном состоянии, их механические свойства также весьма схожи.И AISI C1026, и ASTM A36 – отличный выбор, когда требуется горячекатаная сталь с большей прочностью, чем может обеспечить A1011, C1010 или C1018. AISI C1026 используется для изготовления конструкций, автомобильных компонентов и мебели, чтобы назвать несколько областей, в которых используется эта горячекатаная сталь. C1026 доступен в металлических супермаркетах в квадратной и прямоугольной трубке.

    A500

    ASTM A500 – еще одна низкоуглеродистая горячекатаная сталь. Он может содержать до 0,26% углерода по весу в своем химическом составе и очень похож на ASTM A36.Одним из основных различий между ASTM A500 и ASTM A36 является форма, в которой доступен каждый тип горячекатаной стали. Как упоминалось ранее, A36 доступен в вариантах с круглым стержнем, прямоугольным стержнем, квадратным стержнем, каналом, уголком, пластиной, пластиной протектора, круглой трубкой и валом. A500, с другой стороны, используется исключительно для трубок. Металлические супермаркеты продают А500, в частности, квадратные и прямоугольные трубы. Применения ASTM A500 аналогичны другим низкоуглеродистым горячекатаным сталям; они широко используются в строительных приложениях.

    C1045

    C1045 – еще одна горячекатаная сталь, обозначенная AISI. Эту горячекатаную сталь отличает от ранее упомянутых сталей то, что она является среднеуглеродистой. С содержанием углерода от 0,42% до 0,50% по весу он обычно обеспечивает большую прочность, чем горячекатаные стали с низким содержанием углерода. C1045 также имеет достаточно углерода, поэтому он становится достаточно восприимчивым к термообработке. Это означает, что путем закалки и отжига его механические свойства могут быть изменены. C1045 используется в приложениях, аналогичных низкоуглеродистой горячекатаной стали, за исключением того, что он обычно предпочтительнее низкоуглеродистой стали, когда прочность важнее, чем пластичность.Металлические супермаркеты продают AISI C1045 в виде круглых прутков и листов.

    C1141

    AISI C1141 – еще одна среднеуглеродистая горячекатаная сталь, аналогичная C1045. Однако AISI C1141 имеет добавки серы и марганца, которые придают ему другие свойства. Во-первых, термическая обработка C1141 может быть более эффективной, чем C1045. Во-вторых, C1141 считается сталью для свободной механической обработки. Это означает, что инструмент легче обрабатывать, что важно по мере увеличения содержания углерода, поскольку соответствующее увеличение твердости может ухудшить обрабатываемость.Однако важно отметить, что добавки серы, которые делают C1141 легко обрабатываемым, также делают его в целом несвариваемым. AISI C1141 доступен в форме стержней и круглых стержней в супермаркетах Metal. AISI C1141 часто используется в компонентах, требующих большой механической обработки, и в некоторых типах крепежа.

    Металлические Супермаркеты

    Metal Supermarkets – крупнейший в мире поставщик металла небольшими партиями, имеющий более 100 обычных магазинов в США, Канаде и Великобритании.Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

    В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: низкоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий, инструментальная сталь, легированная сталь, латунь, бронза и медь.

    У нас в наличии широкий ассортимент форм, включая стержни, трубы, листы, пластины и многое другое. И мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

    Посетите одно из наших 100+ офисов по всей Северной Америке сегодня.

    Что такое нелегированная сталь?

    Спросил: профессор Мариано Лангворт, доктор медицины
    Оценка: 4.6 / 5 (11 голоса)

    Нелегированные стали – это все сплавы железо-углерод , которые имеют содержание углерода от 0,05 до максимум 2% и содержат, помимо железа, только сопутствующие компоненты природного железа, такие как сера, марганец и фосфор. … Нелегированные стали часто используются в производстве инструментов и в машиностроении.

    Нержавеющая сталь нелегированная?

    Эта известь связывает вредные элементы в шлак, который можно удалить. Когда количество вредных сопутствующих элементов сведено к минимуму, в результате получается нелегированная сталь. Однако, несмотря на чистоту, он все же подвержен ржавчине. При добавлении в расплав не менее 10,5% хрома получается нержавеющая сталь .

    Для чего используется хромистая сталь?

    Хромомолибденовая легированная сталь (или хромомолибден) – это сплав, используемый для при высоких давлениях и температурах .Он используется в нефтегазовой, энергетической, строительной и автомобильной промышленности из-за его коррозионной стойкости, а также прочности на разрыв и высоких температур.

    Из чего сделана легированная сталь?

    Легированные стали

    состоят из железа , углерода и других элементов, таких как ванадий, кремний, никель, марганец, медь и хром . Когда к углеродистой стали добавляются другие элементы, содержащие металлы и неметаллы, образуется легированная сталь.

    Зачем нужна легирующая сталь?

    Легирующие элементы добавляются в стали для улучшения определенных свойств, таких как прочность, износ и коррозионная стойкость.

    Найдено 33 похожих вопроса

    Углеродистая или легированная сталь прочнее?

    Низколегированные стали (иногда называемые углеродистыми сталями)

    Они часто прочнее, жестче и немного более устойчивы к коррозии, чем традиционные углеродистые стали. Легированные стали определяются по основным легирующим материалам (помимо углерода). 4140, одна из наиболее распространенных легированных сталей, представляет собой хромомолибденовую легированную сталь.

    Что прочнее, алюминий или сталь?

    ПРОЧНОСТЬ. Несмотря на риск коррозии, сталь по-прежнему тверже алюминия . Хотя алюминий действительно увеличивает прочность в более холодных условиях, он, как правило, более склонен к образованию вмятин и царапин, чем сталь. Сталь с меньшей вероятностью деформируется или изгибается под действием веса, силы или тепла.

    Легированная сталь лучше нержавеющей стали?

    | Легированная сталь AISI 4130 имеет свойства лучше или аналогичные авиационной нержавеющей стали .| Легированные стали дешевле и легче обрабатываются, чем стандартные нержавеющие стали. Нержавеющая сталь широко используется в пищевой и медицинской промышленности, поскольку ее легко чистить и дезинфицировать.

    В чем разница между сталью и легированной сталью?

    Сталь – это сплав железа. В основном он состоит из железа с небольшим количеством углерода. Сплавы производятся комбинацией двух или более металлов .Однако в некоторых сплавах металл также смешивается с неметаллом.

    Какие примеры легированной стали?

    Обычные легирующие добавки включают марганец (наиболее 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.
    …
    Несколько распространенных низколегированных сталей:

    Какая сталь самая высокая?

    Серия 300 – самая большая группа и наиболее широко используемая. Тип 304 : Самый известный сорт – Тип 304, также известный как 18/8 и 18/10 из-за его состава 18% хрома и 8% или 10% никеля соответственно. Тип 316: Вторая по распространенности аустенитная нержавеющая сталь – это Тип 316.

    Почему в сталь добавляют хром?

    Хром (Cr): Хром добавлен в сталь для повышения стойкости к окислению . Это сопротивление увеличивается по мере добавления хрома.«Нержавеющая сталь содержит минимум 10,5% хрома (обычно 11 или 12%).

    Почему в сталь добавляют серу?

    Сера улучшает обрабатываемость, но снижает поперечную пластичность и ударную вязкость с надрезом и мало влияет на продольные механические свойства. … В стали для свободной резки добавлена ​​сера для улучшения обрабатываемости, обычно до максимум 0,35%.

    Будет ли сталь ржаветь?

    Ржавчина может поражать железо и его сплавы, включая сталь.Когда у вас есть железо, вода и кислород вместе, вы получаете ржавчину. Основным катализатором появления ржавчины является вода.

    Какая марка стали?

    Сталь

    классифицируется как способ классификации и часто подразделяется на четыре группы: углеродистая , легированная, нержавеющая и инструмент . Углеродистая сталь, помимо углерода и железа, содержит только следовые количества элементов. … Нержавеющая сталь содержит 10–20% хрома в качестве легирующего элемента и ценится за высокую коррозионную стойкость.

    Какая сталь используется в RCC?

    Стержни из мягкой стали используются в RCC для балок, плит и т. Д. Прочность на растяжение до 40000 фунтов на квадратный дюйм. Стержни из мягкой стали плохо сцепляются с бетоном и имеют низкое качество, поэтому используются в небольших проектах с ограниченным бюджетом.

    Ржавеет ли легированная сталь?

    Ржавеет ли легированный металл? … Если сплав содержит черный металл (железо), он ржавеет . Все сплавы подвержены коррозии. Ржавчина возникает, когда мы подвергаем металл воздействию воздуха и влаги, образуя слой оксида железа.

    Углеродистая сталь очень прочная?

    Обычно углеродистая сталь считается прочным материалом , о чем свидетельствует то, как часто она используется для изготовления инструментов и строительных материалов.

    Является ли углеродистая сталь легированной сталью?

    Углеродистая сталь

    – это , сплав стали , в которой углерод является основным компонентом, и не указан базовый уровень других легирующих компонентов.Компоненты из сплава доступны в следующих суммах. Некоторые из этих компонентов – кремний, марганец, сера и фосфор.

    Сталь прочнее нержавеющей стали?

    3. Прочность стали и нержавеющей стали: Сталь немного прочнее нержавеющей стали , так как в ней более низкое содержание углерода. Кроме того, по твердости он слабее стали.

    Какая сталь лучше или легированная?

    Сталь долговечна, дешева и отлично подходит для серьезного вождения.Сталь держит вашу машину на дороге, работает в любое время года и намного более устойчива к ударам, ударам и нагрузкам. Alloy больше подходит для маневренного высокопроизводительного вождения, а также более стильный и привлекательный для шоу-каров или тюнинга.

    Может ли нержавеющая сталь ржаветь?

    Нержавеющая сталь

    обладает встроенной устойчивостью к коррозии, но может и будет ржаветь в определенных условиях. – хотя и не так быстро или сильно, как обычные стали.Нержавеющая сталь подвергается коррозии при длительном воздействии повреждающих химикатов, солевого раствора, жира, влаги или тепла.

    Чем дольше служит сталь или алюминий?

    Поскольку сталь более прочная и долговечная, чем алюминий, сталь весит больше, чем ее аналог. Сталь по существу в 250% раз плотнее алюминия, что делает ее, очевидно, тяжелее. А из-за своей высокой плотности / веса он с меньшей вероятностью изгибается под действием силы или тепла.

    Что дешевле, сталь или алюминий?

    По стоимости сырья алюминий примерно в три раза дороже стали , а с точки зрения затрат на переработку он примерно в два раза дороже, сообщает MIT. А по затратам на сборку алюминий был на 20-30% дороже стали.

    Почему алюминий лучше стали?

    Алюминий – универсальный, легкий, прочный и пластичный металл.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *