Низколегированные и углеродистые стали: Низколегированная сталь: основные характеристики | Полезные статьи о металлопрокате

alexxlab | 04.01.1984 | 0 | Разное

классификация и применение – steel-guide.info

Легированными сталями называют такие стали, которые получают свои улучшенные свойства за счет:
– одного или нескольких специальных легирующих элементов;
– более высокого содержания, чем в обычных углеродистых сталях таких элементов как магний и кремний.

Легированные стали содержат марганец, кремний и медь в более высоких концентрациях, чем это допускается для обычных углеродистых сталей (1,65 % по марганцу; 0,60 % по кремнию и 0,60 % по меди).

Легирующие элементы повышают механические и технологические свойства сталей. Обычно легированные стали делят на три группы по суммарному содержанию легирующих элементов (не считая углерода):
– низколегированные стали – менее 5 %;
– среднелегированные стали – от 5 до 10 %;
– высоколегированные стали – более 10 %.

Низколегированные стали

Низколегированные стали образуют группу сталей, которые проявляют более высокие механические свойства по сравнению с обычными углеродистыми сталями. Это является результатом добавок таких легирующих элементов как никель, хром и молибден. Для многих низколегированных сталей главная функция легирующих элементов заключается в увеличении прокаливаемости стали, чтобы оптимизировать затем прочностные и вязкие свойства средствами термической обработки. В некоторых случаях, однако, легирующие элементы применяют для того, чтобы повысить сопротивление стали каким-либо специфическим воздействиям.

Низколегированные стали , в свою очередь, разделяют:

• по химическому составу на базе основных легирующих элементов: никелевые, хромоникелевые, молибденовые, хромомолибденовые и тому подобные стали;
• по термической обработке: закаленные и отпущенные (мартенситные), нормализованные и отпущенные, отожженные и так далее;
• по свариваемости.

Стали могут иметь огромное разнообразие химических составов и, кроме того, одни и те же стали могут получать различные термические обработки. Поэтому существуют определенные «нахлесты» в той классификации низколегированных сталей, которая представлена выше.

По этой причине низколегированные стали чаще делят на четыре больших группы, такие как:

• низколегированные мартенситные (улучшаемые) стали;
• среднеуглеродистые высокопрочные стали;
• шарикоподшипниковые стали;
• теплостойкие хромомолибденовые стали.

Низколегированные мартенситные стали

Низколегированные мартенситные стали характеризуются относительно высокой прочностью с минимальным пределом текучести 690 МПа и хорошей ударной вязкостью и пластичностью, коррозионной стойкостью и свариваемостью. Их также называют низколегированными улучшаемыми сталями, имея в виду улучшение термической обработкой. Из этих сталей изготавливают плиты, листы, прутки, профили и кованые изделия. Они широко применяются для изготовления сосудов под давлением, землеройного и шахтного оборудования, а также ответственных элементов больших стальных конструкций.

Среднеуглеродистые высокопрочные стали

Среднеуглеродистые высокопрочные стали являются конструкционными и имеют очень высокую прочность. Минимальный предел текучести сталей этого класса достигает 1380 МПа.

ГОСТ 4543-71 разбивает эти сплавы на пять групп – по возрастанию степени легирования. По мере увеличения степени легирования возрастает размер сечения изделия, на котором может быть достигнута сквозная прокаливаемость. Самые прочные стали из пятой группы легируются 1,2-1,5 % хрома; 3,0-3,4 % никеля; 0,35-0,45 % молибдена и 0,1-0,2 % ванадия.

Примером такой стали может служить хромомолибденовая сталь 30ХМ из третьей группы по ГОСТ 4543-71 (аналог знаменитой стали 4130, из которой за рубежом делают велосипедные рамы). Минимальные предел текучести стали 30ХМ составляет 735 МПа, минимальный предел прочности – 930 МПа, а минимальная ударная вязкость KCU – 78 Дж/см².

Шарикоподшипниковые стали

Шарикоподшипниковые стали должны обладать высокой твердостью. Поэтому они обычно имеют содержание углерода около 1 %. Для хорошей прокаливаемости при закалке в масле эти стали имеют от 0,4 дл 1,65 % хрома. Иногда применяют низколегированную подшипниковую сталь (0,10-0,20 % углерода). В этом случае высокой твердости поверхности добиваются цементованием.

Хромомолибденовые теплостойкие стали

Хромомолибденовые теплостойкие стали содержат 0,5-9 % хрома, 0,5-1,0 % молибдена и обычно менее 0,20 % углерода. Их подвергают различным термическим обработкам: нормализации с отпуском, закалке с отпуском или отжигу. Эти стали применяют в нефтегазовом оборудовании, химической промышленности, оборудовании обычных и атомных электростанций для изготовления труб, теплообменников и сосудов высокого давления.

Источники:
Steel Heat Treatment: Metallurgy and Technologies, ed. G. E. Totten, 2006
Гуляев А. П. Металловедение, 1986.

Отличительные особенности углеродистой и низколегированной стали.

Самый  значительный сектор  от общего объема черной металлургии (около 80-ти процентов), составляют углеродистые стали.  Учитывая особенности данного вида стали и ее характеристики,  в наше время, углеродистая сталь нашла довольно таки значительную сферу своего применения, которая распространяется  изготовления металлоконструкций, в машиностроение, а также для производства пилорам и прочего лесопильного оборудования.

Главной составляющей углеродистой стали является непосредственно сам углерод, количество которого может достигать от 0,04 до двух процентов, в зависимости от вида стали.  Помимо самого углерода, в состав углеродистой стали входят также такие компоненты, как: кремний, марганец, а также незначительное количество примесей из фосфора и серы. В целом различают несколько видов углеродистой стали, в зависимости от содержания в ней углерода, а именно: низко-, средне -, а также высокоуглеродистые стали.

Нужно отметить, что углеродистая сталь не является слишком пластичным материалом, так как  с повышением углерода, сталь становится более твердой, в то время как ее прочность также увеличивается. Такие характеристики как высокая твердость и прочность углеродистой стали  можно объяснить наличием такого составляющего компонента, как цеменит, поэтому трубы из данного материалы смогут эксплуатироваться на протяжении длительного периода, без каких либо поломок и надобности в ремонте.

На сегодняшний день, согласно ГОСТу данного материала, различают качественные и специальные углеродистые стали.  В зависимости от условий поставки,  прочности, механическим и химическим  свойствам, а также способности к изгибу, углеродистая сталь обыкновенная может подразделяться на группы: А, Б и В. 

В отличие от достаточно твердой углеродистой стали, такая сталь, как низколегированная является более пластичной и мягкой, сохраняя при этом довольно таки высокий уровень прочности. Помимо своей пластичности, низколегированная строительная сталь достаточно хорошо поддается сварке. Согласно правилам и нормам ГОСТ, низколегированная сталь может, как поддаваться, так и не поддаваться термической обработке, в отличие от углеродной стали, которая отталкиваясь от норм обязана быть  обработана термически.  В зависимости от механических свойств, а также наличия или отсутствия термической обработке, низколегированная сталь может поставлять  по ГОСТ 5520-79, 5521-86, а также ГОСТ 19282-73.

На данный момент низколегированные  виды стали применяются в  таких сферах, как: химическая промышленность, мосто- и судостроение, строительстве вагонов и многом другом.  Несмотря на то, что цена на низколегированную сталь является чуть выше, чем на углеродную, именно низколегированная сталь обладает рядом  преимуществ, среди которых:

–    Улучшенный набор механических свойств;

–    Устойчивость к низким температурам;

–    Стойкость к механическим повреждениям;

–    Повышенный уровень стойкость к коррозии;

–    Способность к сварочным работам.

Низколегированная сталь | Malvern Panalytical

Низколегированные стали широко используются для производства труб, автомобильных кузовов и корпусов летательных аппаратов, железнодорожных путей, а также морских и наземных строительных конструкций. Высокопрочная низколегированная сталь получила широкое распространение в этих областях благодаря коррозионной стойкости. Как правило, низколегированные стали содержат менее 10% легирующих элементов (C, Mn, Cr, Ni, Mo, V и Si в сумме). При производстве стали критическим требованием является точный и быстрый элементный анализ. Он не только необходим для обеспечения соответствия стандартам качества, но и позволяет производителям стали сократить расходы в условиях растущей конкуренции.

Для обеспечения высокой скорости и гибкости при проведении анализа в сталеплавильной отрасли компания Malvern Panalytical предлагает пакет Low Alloy Steel (LAS) для рентгенофлуоресцентных (XRF) спектрометров последовательных и одновременных измерений Zetium и Axios FAST. В основе этого решения более 90 сертифицированных эталонных материалов (CRM), охватывающих 21 элемент, и 4 реперных образца для коррекции дрейфа и подготовки образца.

Модуль LAS для спектрометров WD XRF от Malvern Panalytical

Для разработки калибровки низколегированной стали (LAS) использовались более 90 сертифицированных эталонных материалов, полученных от различных поставщиков. Во время процесса калибровки основная калибровка передается с помощью шести CRM. Модуль идеально подходит для анализа следующих разновидностей: 

• высокопрочные низколегированные сплавы

• высокотемпературные стали (хромомолибденовая сталь)

• низкотемпературные углеродистые стали (никелевые стали)

• атмосферостойкие стали

• высокопрочные стали

В комплектацию модуля LAS входят следующие компоненты:

• 4 реперных образца для коррекции дрейфа и подготовки образца

• Документы по отслеживаемости

• Чемодан для безопасного хранения

Элементы и диапазоны концентраций, охватываемые последовательным или одновременных анализом низколегированной стали (LAS) на спектрометрах Zetium или Axios FAST (масс. %): 

Элемент	Диапазон концентраций (масс. %)	Элемент	Диапазон концентраций (масс. %)
C	< LLD – 1,29	Cu	0,0013 – 0,66
Al	< LLD – 0,3	As	0,0005 – 0,14
Si	< LLD – 1,46	Zr	0,0015 – 0,2
P	0,002 – 0,072	Nb	0,0004 – 0,3
S	0,0009 – 0,089	Mo	0,002 – 1
Ti	0,0005 – 0,31	Sn	0,001 – 0,24
V	0,0006 – 0,52	Sb	0,0005 – 0,072
Cr	0,0015 – 5,15	Ta	0,001 – 0,23
Mn	0,0057 – 2	W	0,012 – 0,3
Co	0,0012 – 0,3	Pb	< LLD – 0,024
Ni	0,002 – 4,45

Примечание: если сертифицированная концентрация ниже значения LLD, то термин < LLD использовался для обозначения нижнего предела диапазона концентраций

Модуль LAS предназначен для использования вместе с приборами WD XRF от Malvern Panalytical, например серии Zetium и Axios FAST. К аппаратному обеспечению предъявляются определенные требования. Модуль может поставляться как предварительно откалиброванное решение для новых систем или может быть интегрирован в используемые приборы с программным обеспечением SuperQ.

Malvern Panalytical предоставляет 6 передаваемых образцов для калибровки. Эти образцы не входят в комплектацию модуля.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СТАЛИ ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

По назначению инструментальные стали делятся на стали для режущего, штамповогои измерительного инструментов. Кроме того, для изготовления режущего инструмента, особенно при скоростной обработке, широко применяют твердые сплавы.

Стали для режущего инструмента

1. Требования к сталям

Режущий инструмент работает в условиях длительного контакта и трения с обрабатываемым металлом. В процессе эксплуатации должны сохраняться неизменными конфигурации и свойства режу­щей кромки. Материал для изготовления режущего инструмента должен обладать высокой твердостью (ИКС ^ 60—62) и износо­стойкостью, т. е. способностью длительное время сохранять ре­жущие свойства кромки в условиях трения.

Чем больше твердость обрабатываемых материалов, толще стружка и выше скорость резания, тем больше энергия, затрачи­ваемая на процесс обработки резанием. Механическая энергия переходит в тепловую. Выделяющееся тепло нагревает резец, деталь, стружку и частично рассеивается. Поэтому основным требованием, предъявляемым к инструментальным материалам, является высокая теплостойкость, т. е. способность сохранять твердость и режущие свойства при длительном нагреве в процессе работы. По теплостойкости различают три группы инструменталь­ных сталей для режущего инструмента: нетеплостойкие, полу­теплостойкие и теплостойкие.

При нагреве до 200—300 °С нетеплостойких сталей в процессе резания углерод выделяется из мартенсита закалки и начинается коагуляция карбидов цементитного типа. Это приводит к потере твердости и износостойкости режущего инструмента. К нетепло­стойким относятся углеродистые и низколегированные стали. Полутеплостойкие стали, к которым относятся некоторые средне-легированные стали, например 9Х5ВФ, сохраняют твердость до температур 300—500 °С. Теплостойкие стали сохраняют твер­дость и износостойкость при нагреве до температур 600 °С.

Углеродистые и низколегированные стали имеют сравнительно низкую теплостойкость и невысокую прокаливаемость, поэтому их используют для более легких условий работы при малых скоростях резания. Быстрорежущие стали, имеющие более высо­кую теплостойкость и прокаливаемость, применяют для более тяжелых условий работы. Еще более высокие скорости резания допускают твердые сплавы и керамические материалы. Из суще­ствующих материалов наибольшей теплостойкостью обладает нитрид бора — эльбор, Эльбор позволяет обрабатывать материалы высокой твердости, например закаленную сталь, при высоких скоростях.

 

2. Углеродистые стали

Углеродистые инструментальные стали маркируются буквой У, а следующая за ней цифра показывает содержание углерода в де­сятых долях процента. Для изготовления инструмента применяют углеродистые качественные стали марок У7-— У13 и высококаче­ственные стали марок У7А—У13А. Высококачественные стали содержат не более 0,02 % серы и фосфора, качественные — не более 0,03 %.
По назначению различают углеродистые стали для работы при ударных нагрузках и для статически нагруженного инструмента.
Стали марок У7—У9 применяют для изготовления инстру­мента при работе с ударными нагрузками, от которого требуется высока
я режущая способность (зубила, клейма по металлу, де­ревообделочный инструмент, в частности пилы, топоры и т. д.).
Стали марок У10—У13 идут на изготовление режущего ин­струмента, не испытывающего при работе толчков, ударов и обладающего высокой твердостью (напильники, шаберы, острый хирургический инструмент и т. п.). Из стали этих марок иногда изготавливают также простые штампы холодного деформиро­вания.
Углеродистые доэвтектоидные стали после горячей пластиче­ской обработки {ковки или прокатки) и последующего охлажде­ния на воздухе имеют структуру, состоящую из пластинчатою перлита и небольшого количества феррита, а заэвтектоидные стали — пластинчатого перлита и избыточного цементита, кото­рый обычно образует сплошную или прерывистую сетку но гра­ницам бывших зерен аустенита.
Термическая обработка углеродистых инструментальных ста­лей состоит из двух операций: предварительной и окончательной обработок.
Предварительная термическая обработка сталей заключается в отжиге при 740—760 °С, цель которого — получить микрострук­туру, состоящую из зернистого перлита — псевдоперлита, так как при такой микроструктуре после последующей закалки полу­чаются наиболее однородные свойства. Кроме того, при такой структуре облегчается механическая обработка инструмента.
Окончательная термическая обработка состоит из закалки и низкого отпуска. Закалку проводят в воде от 780—810 °С, т. е, с температур, для доэвтектоидных сталей лежащих несколько выше Лс3, а для заэвтектоидных — лежащих ниже Аст.

Углеродистые стали имеют очень высокую критическую ско­рость закалки — порядка 200—300 °С/с. Поэтому недопустимо даже малейшее замедление охлаждения при закалке, так как это может привести к частичному распаду аустенита при темпе­ратурах перлитного интервала и, как следствие, к появлению мягких пятен. Особенно быстро протекает распад аустенита в уг­леродистых сталях при температурах, близких к 500—550 °С, где он начинается почти мгновенно, протекает чрезвычайно ин­тенсивно и в течение нескольких секунд полностью заканчива­ется.
Поэтому только инструменты малого диаметра могут после закалки в воде прокаливаться насквозь. Однако при этом в них возникают большие внутренние напряжения, которые могут вы­звать существенные деформации.
Инструменты, имеющие крупные размеры, при закалке в воде и в водных растворах солей, кислот и щелочей, охлаждающая способность которых выше, чем воды, закаливаются на мартенсит лишь в тонком поверхностном слое. Структура же глубинных зон инструментов представляет собой продукты распада аустенита в перлитном интервале температур. Сердцевина инструментов, имеющая такую структуру, является менее хрупкой по сравне­нию с мартенситной структурой. Поэтому инструменты, имеющие такую сердцевину, лучше переносят толчки и удары по сравнению с инструментами, закаленными насквозь на мартенсит.
Углеродистые стали наиболее целесообразно применять для инструментов небольшого сечения (до 5 мм), которые можно зака­ливать в масле и достигать при этом сквозной прокаливаемости, а также для инструментов диаметром или наименьшей толщиной 18—25 мм, в которых режущая часть приходится только на по­верхностный слой, например напильники, зенкера, метчики.
Углеродистые инструментальные стали отпускают при тем­пературах не более 200 °С во избежание снижения твердости. Твердость окончательно термически обработанного инструмен­та из углеродистых сталей обычно лежит в интервале НВ.С 56—64. 
Достоинствами углеродистых инструментальных сталей яв­ляются низкая стоимость, хорошая обрабатываемость давлением и резанием в отожженном состоянии.
Их недостатками являются невысокие скорости резания, ограниченные размеры инструмента из-за низкой прокаливаемо-сти и его значительные деформации после закалки в воде.

 

3. Легированные стали

Низколегированные стали для режущего инструмента (13Х, 9ХС) также не обладают высокой теплостойкостью и обычно при­годны для работы при температурах не более 200 — 250 <:С. Сред-нелегированные стали типа 9Х5ВФ, 8Х4ВЗМЗФ2 имеют более высокую теплостойкость (300 — 400 !’С). В отличие от углероди­стых легированные стали обладают большей устойчивостью пере­охлажденного аустенита, следовательно большой прокаливае-мостью и несколько более высокой износостойкостью.
Их можно закаливать в масле до критического диаметра 40 мм и более. Применение масла или горячих закалочных сред позво­ляет уменьшить деформацию и коробление инструмента. Он может иметь большее сеченне, а благодаря меньшему коробле­нию — и большую длину.
Низколегированная сталь 13Х имеет сравнительно неглубо­кую прокаливаемость и рекомендована для инструментов диа­метром до 15 мм. Из этой стали изготавливают хирургический, гравировальный инструменты, лезвия безопасных бритв.
Стали 9ХС, ХВГ, ХВСГ используют для изготовления инстру­ментов крупного сечения: сверл, разверток, протяжек диаме­тром 60—80 мм (табл. 14, ГОСТ 5950—73).
Обычная термическая обработка легированных режущих ста­лей состоит из закалки от 830 — 870 “С в масле или ступенчатой закалки и отпуска при температуре 200 °С. Твердость после тер­мообработки составляет //ЯС 61 — 65. Если необходимо увели­чить вязкость, то температуру отпуска повышают до 200—300 (1С. Вследствие некоторого распада мартенсита твердость после этого снижается до Н=С 55—60.

Таблица 14. Химический состав некоторых легированных инструментальных сталей, %

 

Марка стали	С	мп	51	Сг	ш	V
13Х	1,25—1,40	0,30—0,60	0,15—0,35	0,40—0,70
9ХС	0,85—0.95	0,30-0,60	1,20—1,60	0,95—1,25
ХВГ	0,90—1,05	0,80—1,10	0,15—0,35	0,90—1,20	1,20—1,60	—
ХВСГ	0,95—1,05	0,60—0,90	0,65—1,00	0,60—1,10	0,50—0,80	0,05-0,15
9Х5ВФ	0,85—1,00	0,15—0,40	0,15—0,40	4,50—5,50	0,80—1,20	0,15—0,30

 

4. Быстрорежущие стали

С увеличением скорости резания возрастают требования к тепло­стойкости стали. Этим требованиям в большей мере удовлетворяют быстрорежущие стали.

 

 

Таблица 15. Химический состав некоторых быстрорежущих сталей,

 

Марка		Сг	XV	V	Мо
Р18	0,70—0,80	3,8—4,4	17,0—18,5	1,0—1,4	До 1,0
Р9	0,65—0,95	3,8—4,4	8,5—10,0	2,0—2,6	До 1,0
Р6М5	0,80—0,88	3,8—4,4	5,5—6,5	1,7—2,1	5,0—5,5
Р6А13	0,85—0,95	3,0—3,5	5,5—6,5	2,0—2,5	3,0—3,6

 

Быстрорежущие стали маркируют буквой Р (гарМ быстрый, скорый), цифры показывают среднее содержание вольфрама, являющегося основным легирующим элементом. Среднее содер­жание углерода и хрома во всех быстрорежущих сталях обычно составляет соответственно 1 и 4 %, поэтому эти элементы не указываются. Содержание остальных легирующих в целых про­центах указывается как обычно в цифрах, следующих за их буквенным обозначением.
Быстрорежущая сталь после закалки и отпуска имеет струк­туру высоколегированного отпущенного мартенсита с карбидами. Она сохраняет первоначальную структуру практически неизмен­ной при нагреве до 600—620 °С. Резцы из быстрорежущей стали позволяют увеличить скорость резания в 8—10 раз по сравнению с инструментом из углеродистых сталей УЮ—У10А.
Химический состав некоторых быстрорежущих сталей при­веден в табл. 15 (ГОСТ 19265—73).
Известно, что потери твердости при нагреве обусловлена в пер­вую очередь, коагуляцией выделившихся карбидов. Коагуляция карбидов в углеродистой и легированной сталях при температу­рах более 300 °С ведет к быстрой потере твердости. Теплостойкость быстрорежущих сталей обусловлена легированием их карбидо-образующими элементами вольфрамом, ванадием и молибденом в количествах, достаточных для связывания почти всего углерода в специальные карбиды. Они коагулируют при температурах более 600 °С.
Микроструктура быстрорежущей стали приведена на рис. 126. При затвердевании литой быстрорежущей стали образуется эвтек­тика, напоминающая ледебурит и располагающаяся по границам зерен. После ковки или прокатки сетка эвтектики подвергается дроблению с измельчением входящих в нее карбидов и более равномерным их распределением в основной матрице.
После прокатки или ковки быстрорежущую сталь подвергают изотермическому отжигу для уменьшения твердости и облегчения механической обработки. Сталь выдерживают при 740 °С до пол­ного превращения аустенита в перлито-сорбитную структуру.
Высокую теплостойкость инструмент из быстрорежущих ста­лей приобретает после закалки и многократного отпуска. При нагреве под закалку необходимо обеспечить максимальное раство­рение карбидов и получение высоколегированного аустенита. Такая структура увеличивает прокаливаемость и позволяет получить стали для изготовления режущего инструмента и быстроизнашивающихся деталей технологического оборудования.
Особо твердые инструментальные материалы созданы на основе нитрида бора и нитрида кремния. В них нет пластичной металли­ческой связки. Изделия из этих материалов изготавливают либо с помощью взрыва, либо в условиях сверхвысоких статических давлений и высоких температур. Изделия из нитридов бора и кремния используют в качестве материала иденторов (наконеч­ников) для измерения твердости тугоплавких материалов в интер­вале температур 700—1800 °С, как абразивный материал и в ка­честве сырья для изготовления сверхтвердых материалов, при­меняемых для оснащения режущей части инструментов для обработки закаленных сталей, твердых сплавов, стеклопластиков, цветных металлов. Они обладают высокой твердостью (НК.А 94—96), прочностью, износостойкостью, теплопроводно­стью, высокой стабильностью физических свойств и структуры при повышении температуры до 1000 °С. Их преимуществом является доступность и дешевизна исходного продукта, благо­даря чему они используются для замены вольфрамсодержащих твердых сплавов.
Для изготовления доводочных паст, шлифовальных кругов применяют абразивные материалы. Они представляют собой по­рошки, либо скрепленные связкой, либо нанесенные на гибкую основу — ткань или бумагу. Различают природные и искусствен­ные абразивные материалы. К природным относятся алмазы, гранаты, корунд; к искусственным — искусственные алмазы, гексагональный нитрид бора (эльбор), карборунд.

Низколегированные стали – это… Что такое Низколегированные стали?

Низколегированные стали

Low-alloy steels — Низколегированные стали.

Класс черных металлов, которые проявляют прочностные свойства, большие, чем простые углеродистые стали, в результате добавления таких легирующих элементов как никель, хром и молибден. Общее содержание легирующих элементов может составлять от 2,07 % до уровня чуть ниже нержавеющих сталей, которые содержат минимум 10 % Сr.

(Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П. Солнцева; НПО “Профессионал”, НПО “Мир и семья”; Санкт-Петербург, 2003 г.)

.

• Low-alloy steels
• Low-cycle fatigue

Смотреть что такое “Низколегированные стали” в других словарях:

• низколегированные стали — Класс черных металлов, которые проявляют прочностные свойства, большие, чем простые углеродистые стали, в результате добавления таких легирующих элементов как никель, хром и молибден. Общее содержание легирующих элементов может составлять от 2,07 …   Справочник технического переводчика

• Высокопрочные низколегированные стали — High strength low alloy steels (HSLA) Высокопрочные низколегированные стали. Сталь, спроектированная для обеспечения лучших механических свойств и более высокого сопротивления атмосферной коррозии, чем углеродистая сталь. Эта сталь не должна… …   Словарь металлургических терминов

• Сверхвысокопрочные стали — Ultrahigh strength steels Сверхвысокопрочные стали. Конструкционные стали с минимальным пределом текучести 1380 МПа, к таким сталям относятся среднеуглеродистые, низколегированные стали, среднелегированные дисперсионно твердеющие стали и стали с… …   Словарь металлургических терминов

• Атмосферостойкие стали — Weathering steels Атмосферостойкие стали. Высокопрочные низколегированные стали, содержащие добавки меди, которые проявляют устойчивость против атмосферной коррозии в неокрашенном состоянии. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под… …   Словарь металлургических терминов

• штамповые стали для инструментов холодного деформирования — Стали этой группы должны обладать повышенным или высоким сопротивлением пластической деформации и высокой износостойкостью. По теплостойкости они могут быть нетеплостойкими, полутеплостойкими и теплостойкими (вплоть до быстрорежущих). По… …   Справочник технического переводчика

• Инструментальная сталь —         углеродистая или легированная сталь для изготовления режущих и измерительных инструментов, штампов холодного и горячего деформирования, а также деталей машин, испытывающих повышенный износ при умеренных динамических нагрузках (шарико и… …   Большая советская энциклопедия

• полуспокойная сталь — [semi killed steel] сталь, полученная при раскислении жидкого металла (обычно Mn и Al) менее полно, чем при выплавке спокойной стали, но большем, чем при выплавке кипящей стали; в изложнице такая сталь не «кипит», но происходит рост головной… …   Энциклопедический словарь по металлургии

• конструкционная низколегированная сталь — [engineering low alloyed steel] сталь, содержащая Энциклопедический словарь по металлургии

• легированная сталь — помимо обычных примесей содержит так называемые легирующие элементы (смотри Легирование). Различают низколегированную (суммарное содержание легирующих элементов до 2,5%), среднелегированную (2,5 10%) и высоколегированную (свыше 10%) сталь. * * *… …   Энциклопедический словарь

• конструкционная сталь — общее название сталей, предназначенных для изготовления строительных конструкций и деталей машин или механизмов. * * * КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ КОНСТРУКЦИОННАЯ СТАЛЬ, общее название сталей (см. СТАЛЬ), предназначенных для изготовления строительных… …   Энциклопедический словарь

УГЛЕРОДИСТЫЕ И УГЛЕРОДИСТО-МАРГАНЦЕВЫЕ (НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ) СТАЛИ И ИХ СВАРИВАЕМОСТЬ

МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПОВЕДЕНИЕ ПРИ СВАРКЕ

Для сварных конструкций общего назначения приме­няют конструкционные углеродистые стали обыкновен­ного качества (ГОСТ 380—94).

Углеродистую сталь обыкновенного качества по ГОСТ 380—94 изготовляют 20 марок: Стікп, Ст2кп, СтЗпс, СтЗГпс и т. д. Эти стали экономичны, однако со­держат повышенное количество примесей, газов и не­металлических включений, снижающих их механичес­кие и технологические свойства Структура этих сталей в состоянии поставки — феррито-перлитная.

Повышение технологических свойств сталей (обраба­тываемость, штампуемость, свариваемость и т. д.) дос­тигается использованием качественных углеродистых сталей, отличающихся пониженным содержанием Р и S. К этим сталям, согласно ГОСТ 1054—84, относятся 26 ма­рок: 08кп, 10, 15, 20, 30, 45 и т. д. Содержание вредных примесей (S и Р) в них допускается не более 0,035% каж­дого. Структура — феррит + перлит. Качественные ста-

76

ли чаще всего применяют в горячекатаном, нормализо­ванном и улучшенном (закалка + отпуск) состояниях. Химические составы, механические свойства, нормиру­емые показатели свойств указанных сталей приведены в указанных ГОСТах и могут быть определены по спра­вочникам-каталогам [8].

В сварных конструкциях ответственного назначения для снижения их веса (иногда до 30%) за счет более вы­сокой прочности материала используют конструкцион­ные низколегированные стали, выпускаемые по ГОСТ 19281—89, 19282—73, и многочисленным специальным техническим условиям. Стали легируют таким образом, чтобы повышение значений а„ и стт сопровождалось со­хранением достаточной пластичности 8, ударной вязко­сти KCU и обеспечивалась бы удовлетворительная сва­риваемость. Основными легирующими в этих сталях являются марганец и кремний, поэтому их часто назы­вают углеродисто-марганцевыми или кремнемарганцевы­ми. Суммарное содержание всех легирующих в сталях составляет не более 2 -4% и распределяется примерно следующим образом: Мп < 2,0%, Si < 0,7…! ,1%, Сг, Ni, Си < 0,3% каждого. Упрочнение сталей достигается как за счет легирования твердого раствора и образования хи­мических соединений, так и применения соответству­ющей термообработки. Примерами таких сталей могут служить 09Г2, 09Г2С, 09Г2Д, 14Г2, І7ГС, 10Г2С1, 10ХСНД.

Все низколегированные стали, содержащие Мп и Si, поставляются, как правило, в термически обработанном состоянии (закалка + отпуск), что существенно улучша­ет их вязкость, особенно при низких температурах (при Т = —40 °С ударная вязкость KCU > 30 Дж/см2). Струк­тура этих сталей в состоянии поставки феррито-перлитная или перлитная, а после закалки с отпуском — сорбитная.

Данные о составе и механических свойствах этих сталей подробно указаны в справочной литературе [8].

Углеродистые и углеродисто марганцевые низколеги­рованные стали рекомендуются для сварки элементов строительных сооружений, подъемно-транспортных ус­тройств и дорожных машин, оборудования нефтяной и газовой промышленности, судов, трубопроводов раз­личного назначения, сельскохозяйственных машин, ав­томобильного и железнодорожного транспорта и т. д. Темпераіурная область их использования охватывает ин­тервал от —40 °С до +425 °С для углеродистых и от —70 °С до +475 °С для низколегированных сталей.

21.3.1. Сварка алюминия и его сплавов с медью Основной проблемой сварки является различие в теплофизических, химических и механических свой­ствах алюминия и меди, их ограниченной взаимной ра­створимости и в образовании в …

21.2.1. Сварка стали с алюминием и его сплавами Получение требуемого уровня эксплуатационных ха­рактеристик в таких соединениях затруднено различи­ем температур плавления и ограниченной взаимной ра­створимостью алюминия и железа. Аргонодуговая сварка вольфрамовым …

Сварные конструкции из разнородных металлов и сплавов применяются в судостроении, химической и нефтехимической, авиационной и энергетической промышленности. В целях снижения веса, улучшения эксплуатационных характеристик изделий, экономии цветных металлов или легированных …

Марки используемых сталей. Область применения углеродистых и низколегированных сталей

Углеродистые и низколегированные стали являются основным материалом оборудования НПЗ и ГПЗ. Нормативными документами предусмотрено изготовление аппаратуры и трубопроводов из конструкционных углеродистых сталей обыкновенного качества (ВСт3кп, ВСт3пс, ВСт3сп, ВСт3Гпс, ВСт4сп), качественных (10, 20, 16К, 18K, 20К) и конструкционных низколегированных (09Г2С, 10Г2С1, 17ГС, 17Г1С, 16ГС, 09Г2С, 10Г2С1, 15Г2СФ, 20ЮЧ и 16ГМЮЧ).

В маркировке углеродистых сталей обыкновенного качества первая буква указывает группу — «В». Как было сказано ранее, при поставке сталей этой группы контролируются не только механические свойства, но и химический состав. Количество серы в них не более 0,05, фосфора не более 0,04%. Содержание углерода в сталях типа СтЗ — 0,14—0,22, Ст4 — 0,18—0,28%. Цифра за буквами «Ст» обозначает примерный предел прочности, уменьшенный в 10 раз, выраженный в кг/мм2. Так, у стали СтЗ он 30—40, у стали Ст4 — 40—50 кг/мм2. Следующие две буквы снизаны со степенью раскисленности стали: «кп» — кипящая сталь, «пс» — полуспокойная, «сп» — спокойная.

При выплавке качественных сталей предъявляют более строгие требования к составу шихты и к ведению плавки и разливки, чем при выплавке сталей обыкновенного качества. Соответственно в сталях этого типа ограничено количество неметаллических включений, понижено содержание серы и фосфора (до 0,04% каждого). Цифры в маркировке этих сталей указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента. Буква «К» — на принадлежность сталей к так называемым котельным, то есть предназначенным для изготовления котлов и других сосудов, работающих под давлением.

В маркировке низколегированных сталей за первыми двумя цифрами, указывающими на среднее содержание углерода, следуют буквы, символизирующие введенные элементы (табл. 5.3).

Цифры после букв указывают примерное содержание легирующих элементов в целых числах. Отсутствие цифры означает, что содержание элемента — до 1,5%. Легированные стали содержат пониженное количество примесей, то есть являются качественными.

По своей коррозионной стойкости в большинстве сред нефтеперерабатывающих производств углеродистые и низколегированные стали практически различаются весьма незначительно. Качественные стали проявляют слегка повышенную стойкость к общей коррозии и коррозионному растрескиванию. Марганцовистые низколегированные стали чувствительнее к коррозионному растрескиванию, чем углеродистые. Стали 20ЮЧ и 16ГМЮЧ проявляют повышенную стойкость к сероводородному коррозионному растрескиванию и блистерингу. Главное отличие углеродистых сталей и стали 20ЮЧ от аналогичных марганцовистых сталей состоит в температурных пределах использования этих материалов. Верхний предел применения примерно одинаков и составляет 200—475°С. Более высокие температуры эксплуатации требуют применения теплостойких и жаростойких материалов, каковыми являются хромистые и хромоникелевые стали. Что касается нижнего предела применения, то углеродистые стали обыкновенного качества предназначены для работы при температуре, как правило, не ниже нуля. При этом «кипящие» стали используют очень ограниченно, обычно, для малонагруженных несварных элементов конструкций. Качественные стали используют при температуре до минус 20°С. Если же температура самой холодной пятидневки местности, в которой работает оборудование, еще ниже (до минус 40°С), используют марганцовистые стали.

Углеродистые стали применяют при изготовлении оборудования, работающего в слабоагрессивных средах — смеси жидких и газообразных углеводородов, содержащей незначительные количества сероводорода, или в присутствии существенного количества сероводорода, но при температуре до 260°С. Наличие в среде влаги, солей и кислых компонентов не исключает применения углеродистых и низколегированных сталей, но требует применения защитных мероприятий. В случаях, когда среда вызывает общую равномерную коррозию, скорость которой не превышает 0,4 мм/год, и конструкция элемента позволяет изменить толщину стенки, ее увеличивают, дают «прибавку на коррозию». Величина этой прибавки зависит от скорости коррозии и проектного срока эксплуатации аппарата. Максимальная не должна превышать 6 мм. В ряде случаев скорость коррозии и срок службы элемента металлоконструкции таковы, что такой прибавки не хватает для обеспечения надежной работы аппарата или трубопровода. Тогда для изготовления этого элемента используют материал с повышенной коррозионной стойкостью или применяют технологические методы зашиты (ингибирование, деаэрация, обессоливание и обезвоживание среды, изменение режима эксплуатации и др.).

На НПЗ из углеродистых и низколегированных сталей обычно изготавливают практически все оборудование блоков (установок) ЭЛОУ. На установках АВТ, термического и каталитического крекинга, риформинга, газофракционирования и других в случаях переработки малосернистого сырья из них изготавливают корпуса ректификационных колонн. Если же сырье содержит повышенное содержание серы, — то только ту часть корпуса, которая работает при температуре до 260°С. Емкостное оборудование, сепараторы, теплообменное оборудование, работающее с углеводородными и в ряде случаев водными средами, температура эксплуатации которых не выходит за пределы применения углеродистых и низколегированных сталей, также изготавливают из этих материалов. Практически все оборудование установок комплексной подготовки газа, очистки его от кислых компонентов на газоперерабатывающих предприятиях выполняют из углеродистых и низколегированных сталей.

СТАЛИ С НИЗКОЛЛЕГИРОВАННЫМИ УГЛЕРОДАМИ

Также известный под другими терминами, включая легированные конструкционные стали, они обычно ограничиваются максимальным содержанием сплава 5%. Могут присутствовать один или несколько из следующих элементов: марганец, никель, хром, молибден, ванадий и кремний. Из них наиболее распространены никель, хром и молибден. Стали обозначаются цифровым кодом с префиксом AISI (Американский институт черной металлургии) или SAE (ранее Общество автомобильных инженеров).Последние две цифры показывают номинальное содержание углерода. Первые две цифры обозначают основной легирующий элемент (ы) или группу. Например, 2317 – это легированная никелем сталь с номинальным содержанием углерода 0,17%.

В то время как твердость поверхности, достигаемая закалкой, в значительной степени зависит от содержания углерода, глубина твердости зависит, кроме того, от содержания сплава. Таким образом, основной особенностью низколегированных сталей является их повышенная прокаливаемость по сравнению с обычными углеродистыми сталями. Однако, как и у обычных углеродистых сталей, механические свойства низколегированных сталей тесно связаны с содержанием углерода.В термообработанных низколегированных сталях легирующие элементы вносят вклад в механические свойства за счет вторичного процесса упрочнения, который включает образование мелкодисперсных карбидов сплава. Следовательно, при заданном содержании углерода предел прочности низколегированных сталей часто может быть вдвое выше, чем у сопоставимых простых углеродистых сталей.

Низколегированные стали могут быть поверхностно-упрочняемыми (науглероженными) или сквозными. Первые сопоставимы по содержанию углерода с низкоуглеродистыми сталями.Такие марки, как 4023, 4118 и 5015, используются для деталей, требующих более высоких характеристик сердечника, чем те, которые достигаются при поверхностном упрочнении из простой углеродистой стали. Сплавы с более высоким содержанием сплавов, такие как 3120, 4320, 4620, 5120 и 8620, используются для еще большей прочности и ударной вязкости.

Большинство марок сквозной закалки со средним содержанием углерода закалены и отпущены до определенных уровней прочности и твердости. Эти стали также могут изготавливаться с соблюдением определенных пределов прокаливаемости, определяемых испытаниями на торцевую закалку.Отмеченные как стали H, они предоставляют производителям стали больше свободы в ограничениях химического состава. Стали с бором, содержащие очень небольшое количество бора, также относятся к H-сталям. Они обозначаются буквой B после первых двух цифр.

Доступно несколько низколегированных сталей с высоким содержанием углерода . В основном это пружинные стали марок 9260, 6150, 5160, 4160 и 8655, а также подшипниковые стали 52100 и 51100. Основными преимуществами низколегированных пружинных сталей являются их высокая закаливаемость и вязкость.Подшипниковые стали, благодаря сочетанию высокой твердости, износостойкости и прочности, используются не только для подшипников, но и для ряда других деталей.

Технологии и стандарты жизни – Стальные сплавы

См. Также Производство чугуна и чугуна и стали.

Хронология

Легированные стали

– это углеродистая сталь с такими добавками, как никель, хром и ванадий, чтобы особые характеристики стали. Сегодня используются сотни легированных сталей, каждая сделано для выполнения специальных функций.

Стальные сплавы можно разделить на 4 основные группы: углеродистая сталь, низколегированная сталь, высоколегированная сталь. Сталь низкоуглеродистая и хромомолибденовая.

Углеродистая сталь – это сплав железо и углерод с небольшим количеством марганца, сера, фосфор и кремний. Высокоуглеродистая сталь очень твердая, поэтому ее используют для изготовления штампов, режущих и сверлильных инструментов. Низко- и среднеуглеродистые достаточно пластичны, чтобы их можно было свернуть в листы для пластин, которые сварены или склепаны вместе, чтобы сформировать контейнеры. ^{Металл н.п.} Кузова автомобилей изготавливаются из штампованных листов углеродистой стали.

Сталь

считается углеродистой сталью, если минимальное содержание не указано или не требуется. для хрома, кобальта, ниобий, молибден, никель, титан, вольфрам, ванадий, цирконий или любой другой элемент, добавляемый для получения желаемый эффект легирования; когда установленный минимум для меди не превышает 0,40 процента; или когда максимальное содержание, указанное для любого из следующих элементов, не превышает отмеченные проценты: марганец 1.65, кремний 0,60, медь 0,60. Углеродистые стали обычно классифицируются, как показано ниже. ^{Металл н.п.}

Низкоуглеродистые стали содержат до 0,30% С. Самая большая категория К этому классу стали относится листовой или полосовой плоский прокат, обычно холоднокатаный и отожженный. состояние. Содержание углерода в этих сталях с высокой формуемостью очень низкое, менее 0,10% C, с содержанием Mn до 0,4%. Для металлопроката конструкционных плит и сечения, содержание углерода может быть увеличено примерно до 0.30 процентов, с более высоким марганец до 1,5 процентов. ^{Металл н.п.}

Среднеуглеродистые стали аналогичны низкоуглеродистым сталям, за исключением того, что содержание углерода колеблется от От 0,30 до 0,60 процента и марганца от 0,60 до 1,65 процента. Увеличение содержание углерода примерно до 0,5 процента с сопутствующим увеличением марганец позволяет использовать среднеуглеродистые стали в закаленном и отпущенном состоянии. ^{Металл n.п.}

Высокоуглеродистые стали содержат от 0,60 до 1,00% C с содержание марганца в диапазоне от 0,30 до 0,90 процента. ^{Металл н.п.}

Низколегированные стали по механическим свойствам превосходят простые углеродистые стали. в результате добавления легирующих элементов, таких как никель, хром и молибден. Общее содержание сплава может варьироваться от 2,07% до уровней чуть ниже, чем у нержавеющий стали, содержащие не менее 10% Cr.Основная функция легирования элементы должны увеличиваться закаливаемость и оптимизация механических свойств и ударной вязкости после термообработки. Добавки сплавов также используются для уменьшения деградации окружающей среды под определенные указанные условия. ^{Ключ н.п.}

Высокопрочные низколегированные (HSLA) стали или микролегированные стали предназначены для обеспечения лучшие механические свойства, чем у обычных углеродистых сталей.Они созданы для встречи конкретные механические свойства, а не химический состав. Химический состав конкретной стали HSLA может варьироваться в зависимости от толщины продукта, чтобы соответствовать требования к механическим свойствам. Стали HSLA имеют низкое содержание углерода. (От 0,50 до ~ 0,25 процента C), чтобы обеспечить адекватную формуемость и свариваемость, и содержат до 2,0% марганца. Небольшое количество хрома, никель, молибден, медь, азот, ванадий, ниобий, титан и цирконий используются в различных пропорциях. ^{Металл н.п.}

Углерод – первичная закалка элемент из стали. Твердость и предел прочности увеличиваются с увеличением содержания углерода. увеличивается примерно до 0,85% C. Пластичность и свариваемость снижаются с увеличением углерод. ^{Металл н.п.}

Марганец – это благоприятно сказывается на качестве поверхности, особенно в стали с вторичным серным покрытием. Марганец способствует прочности и твердости, но в меньшей степени, чем углерод.Прирост по прочности зависит от содержания углерода. Повышение содержания марганца снижает пластичность и свариваемость, но меньше углеродистой. Марганец оказывает значительное влияние на прокаливаемость. стали. ^{Металл н.п.}

Фосфор увеличивает прочность и твердость и снижает пластичность и вязкость сталь. Неблагоприятное влияние на пластичность и ударную вязкость сильнее при закалке и закалке. закаленные стали с более высоким содержанием углерода.Фосфор обычно поддерживается на низком уровне, но высокое содержание фосфора указано в низкоуглеродистых сталях, не подвергающихся механической обработке, для улучшения обрабатываемости. ^{Металл н.п.}

Сера снижает пластичность и вязкость, особенно в поперечное направление. Свариваемость снижается с увеличением содержания серы. Сера содержится в основном в форма сульфидных включений. Уровни серы обычно регулируются до низкого уровня. Единственное исключение – это стали, не подлежащие механической обработке, в которые сера добавляется для улучшения обрабатываемости. ^{Металл н.п.}

Кремний – один из основных раскислителей, используемых в сталеплавильное производство. Кремний меньше эффективен по сравнению с марганцем в повышении прочности и твердости после прокатки. В низкоуглеродистой стали, кремний обычно ухудшает качество поверхности. ^{Металл н.п.}

Медь способствует устойчивости к атмосферной коррозии. когда присутствует в количествах более 0,20%.Погодоустойчивые стали продаются с содержанием меди более 0,20%. Медь в значительных количествах вредна для стали, подвергающейся горячей обработке. Медь отрицательно влияет на кузнечную сварку, но не оказывает серьезного воздействия на дуговую или кислородно-ацетиленовую сварку. Медь может отрицательно сказаться на качестве поверхности. ^{Металл н.п.}

Свинец практически не растворяется в стали. Однако свинец иногда добавляли в углерод и легированные стали посредством механического диспергирования во время разливки для улучшения обрабатываемости. ^{Металл н.п.}

Бор добавлен в сталь для улучшения прокаливаемости. Очень небольшое количество бора (около 0,001%) сильно влияет на прокаливаемость. Бористые стали обычно производится в диапазоне от 0,0005 до 0,003%. Бор наиболее эффективен при низком углеродистые стали. Всякий раз, когда бор частично заменяется другими сплавами, это делается только с учетом прокаливаемости, поскольку пониженное содержание сплава может быть вредным для некоторые приложения. ^{Металл н.п.}

Хром обычно добавляют в сталь для увеличения коррозионная стойкость и окисление стойкость, чтобы увеличить прокаливаемость или улучшить жаропрочность. В качестве упрочняющего элемента часто используется хром с упрочняющим элементом, таким как никель для получения превосходных механических свойств. При более высоких температурах хром способствует увеличению силы. Хром является сильным карбидообразующим веществом. Сложные карбиды хрома и железа медленно переходят в раствор в аустените; поэтому достаточно перед закалкой необходимо выдержать время нагрева. ^{Металл н.п.}

Никель повышает прокаливаемость и ударную вязкость стали. Например, Пермаллой (Ni 80%, Fe 20%) может быть очень магнитным и инварным. (48% Ni, 50% Fe и небольшое количество Cr, Mn, Si, C, Mg, Al) имеет низкое расширение при высоких температуры. ^{Металл н.п.}

Молибден увеличивает закаливаемость стали. Молибден может производить вторичная закалка при отпуске закаленных сталей. Увеличивает ползучесть прочность низколегированных сталей при повышенных температурах. ^{Металл н.п.}

Алюминий широко используется в качестве раскислителя. Алюминий может контролировать зерно аустенита рост в повторно нагретых сталях и поэтому добавляется для контроля размера зерна.Алюминий наиболее эффективный сплав для контроля роста зерен перед закалкой. Титан, цирконий и ванадий также является ценным ингибитором роста зерна, но там карбиды трудно растворить в растворе в аустените. ^{Металл н.п.}

Цирконий можно добавлять в высокопрочные низколегированные стали для улучшения характеристики включения. Цирконий приводит к тому, что сульфидные включения становятся скорее шаровидными. чем удлиненная, что улучшает прочность и пластичность при поперечном изгибе. ^{Металл н.п.}

Ниобий увеличивает предел текучести и, в меньшей степени, степень, предел прочности из углеродистой стали. Добавление небольшого количества ниобия может значительно увеличить предел текучести сталей. Ниобий также может иметь умеренные осадки. усиливающий эффект. Его основной вклад заключается в образовании преципитатов над преобразованием температуры, и замедлить рекристаллизацию аустенита, тем самым способствуя мелкозернистой микроструктура, обладающая повышенной прочностью и ударной вязкостью. ^{Металл н.п.}

Титан используется для замедления роста зерна и, таким образом, улучшения стойкость. Титан также используется для улучшения включения характеристики. Титановые причины сульфидные включения должны быть шаровидными, а не удлиненными, что улучшает ударную вязкость и пластичность при поперечном изгибе. ^{Металл н.п.}

Ванадий увеличивает предел текучести и растяжение прочность углеродистой стали. Ванадий является одним из основных участников дисперсионного упрочнения микролегированных сплавов. стали. При правильном контроле термомеханической обработки зерно феррита размер уточняется и имеет соответствующее увеличение ударной вязкости. Влияние температура перехода также увеличивается при добавлении ванадия. ^{Металл н.п.}

Все микролегированные стали содержат небольшие концентрации одного или нескольких прочных карбидов и нитридов. формирующие элементы.Ванадий, ниобий и титан преимущественно сочетаются с углерод и азот для образования тонкой дисперсии осажденных частиц в стальной матрице. ^{Металл н.п.}

Хромомолибденовые стали: ^{Металл н.п.}

Нержавеющая сталь – это сплавы на основе железа, содержащие хром. Нержавеющая сталь обычно содержат менее 30% Cr и более 50% Fe. Они достигают своего безупречного характеристики из-за образования невидимого и прочного оксида с высоким содержанием хрома поверхностная пленка.Этот оксид закрепляется на поверхности и самовосстанавливается в присутствии кислород. Некоторые другие легирующие элементы добавлены для улучшения определенных характеристик включают никель, молибден, медь, титан, алюминий, кремний, ниобий и азот. Углерод обычно присутствует в количествах от от менее 0,03% до более 1,0%. Коррозионная стойкость и механические свойства обычно являются основными факторами выбор марки нержавеющей стали для конкретного применения.Типичная нержавеющая сталь может быть следующим: Cr = 17%, Ni = 12%, Mo = 2,5%, Si = 1,6%, C = 0,1%, остальное = Fe. ^{Металл н.п.}

Другие хромистые стали – это инконель (сплав Ni-Cr-Fe, содержащий 16% Cr и 8% Fe). сильная коррозия и высокие температуры, сплавы Hastelloy (Ni, 16% Cr, 15% Mo, остальное Fe) устойчивы коррозия и высокие температуры, нихром (25% Fe, 15% Cr, остальной Ni) устойчив к нагреванию в провод.

Оцинкованная сталь – это сталь, покрытая тонким слоем цинк для обеспечения устойчивости к коррозии.Он используется в детали днища автомобиля, мусорные баки, резервуары для хранения и ограждающая проволока. Простыня сталь обычно должна быть подвергнута холодной прокатке перед гальванизацией.

К 1790

Железо использовалось для тяжелых, прочных конструкций, таких как замки для дверей и замков, сельскохозяйственный инвентарь и машины. Сталь требовала много ручной работы и закалки и поэтому стоила очень дорого. Это использовался только для специальных приложений, таких как хирургические, буровые и геодезические инструменты и ручные инструменты, требующие большой силы, такие как пилы, молотки и дрели.

1790-1799

1800-1809

1810-1819

1820-1829

1830-1839

1840-1849

1850–1859

1860-1869

1870–1879

1880–1889

1890-1899

1900–1909

1910-1919

1920-1929

1930-1939

1940-1949

1950–1959

1960-1969

1970–1979

1980–1989

1990–1999

Влияние микроструктуры на сопротивление Ssc низколегированных углеродистых сталей | NACE CORROSION

ABSTRACT

Микроструктура очень сильно влияет на стойкость высокопрочных сталей к сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC).В данной работе использовалась промышленная плавка низколегированной углеродистой стали. Было выполнено шесть различных термообработок с использованием двух температур аустенизации (890º и 1110ºC) и трех температур отпуска (500º, 600º и 700 ° C). Микроструктуру анализировали с помощью оптической и электронной микроскопии (SEM и TEM). Поведение SSC было исследовано с использованием испытания на медленную скорость деформации (SSRT) гладких образцов. После закалки основным компонентом были пакеты тонкого самоотпущенного реечного мартенсита, хотя также были обнаружены остаточный аустенит и пластины феррита с очень мелкими карбидами внутри.После отпуска при 500º и 600ºC матрица не сильно изменила свою морфологию. Остаточный аустенит превратился в тонкую пленку карбидов, расположенную между рейками и на границах предшествующих аустенитных зерен (PAGB). Образцы, отпущенные при 700 ° C, показали восстановление (больше в материале, аустенитизированном при 890 ° C), хотя большая часть микроструктуры сохранила морфологию реек. В SSRT материалы, закаленные на 500 º и 600 º C, разрушались во время упругого удлинения, и наблюдалось сочетание межкристаллитного и трансгранулярного разрушения.Материалы, закаленные при 700 º C, разрушились в пластическом диапазоне, и наблюдалось транскристаллическое разрушение (хотя также было обнаружено некоторое межзеренное разрушение, параллельное направлению деформации). Крупные карбиды вместе с включениями являются местами зарождения трещин и также могут способствовать их распространению. Большеугловые границы (PAGB и границы пакетов реечного мартенсита) – это участки, где трещины задерживаются.

ВВЕДЕНИЕ

Сульфидное растрескивание под напряжением (SSC) высокопрочных низколегированных сталей – явление, вызывающее особую озабоченность в нефтегазовой промышленности.Часто различные компоненты нефтяных скважин и нефтеперерабатывающих заводов контактируют с кислыми рассолами, содержащими сероводород. Если к таким компонентам приложить напряжение, могут произойти катастрофические отказы. Установлено, что SSC является частным случаем водородной хрупкости (1, 2). прочность и микроструктура оказывают сильное влияние на восприимчивость к SSC. Чем выше прочность материала, тем выше его восприимчивость к SSC (35). Влияние микроструктуры менее очевидно, вероятно, потому, что не всегда проводилась полная характеристика всех компонентов.Несмотря на то, что оптическая микроскопия и твердость являются важными инструментами, они недостаточно точны для обнаружения всех присутствующих компонентов (остаточного аустенита, двойников, карбидов и т. Д.). Электронная микроскопия обеспечивает разрешение и аналитические возможности для получения более глубоких знаний о микроструктуре. Важным шагом на пути к получению материалов с лучшей прочностью и устойчивостью к SSC является понимание реального влияния различных составляющих микроструктуры (границ зерен, сегрегированных примесей, карбидов и т. Д.) На процесс зарождения и распространения трещин.

Термическая обработка труб для нефтяной промышленности заключается в основном в закалке и отпуске. Было заявлено, что материалы, полученные с помощью этого процесса, имеют лучшее сочетание прочности и устойчивости к SSC, чем материалы, полученные путем нормализации и отпуска.

Интернет-ресурс с информацией о материалах – MatWeb

MatWeb, ваш источник информации о материалах Что такое MatWeb? MatWeb’s база данных свойств материалов с возможностью поиска включает паспорта термопластов и термореактивных полимеров, таких как АБС, нейлон, поликарбонат, полиэстер, полиэтилен и полипропилен; металлы, такие как алюминий, кобальт, медь, свинец, магний, никель, сталь, суперсплавы, сплавы титана и цинка; керамика; плюс полупроводники, волокна и другие инженерные материалы. Преимущества регистрации в MatWeb Премиум-членство Характеристика: – Данные о материалах экспорт в программы CAD / FEA, включая: Как найти данные о собственности в MatWeb Нажмите здесь, чтобы узнать, как войти материалы вашей компании в MatWeb. У нас есть более 155 000 материалы в нашей базе данных, и мы постоянно добавляем к этому количеству, чтобы обеспечить Вам доступен самый полный бесплатный источник данных о собственности материалов в Интернете. Для вашего удобства в MatWeb также есть несколько конвертеров. и калькуляторы, которые делают общие инженерные задачи доступными одним щелчком мыши. кнопки. MatWeb находится в стадии разработки.Мы постоянно стремимся найти лучшее способы служить инженерному сообществу. Пожалуйста, не стесняйтесь свяжитесь с нами с любыми комментариями или предложениями. База данных MatWeb состоит в основном из предоставленных таблиц данных и спецификаций. производителями и дистрибьюторами – сообщите им, что вы видели их данные о материалах на MatWeb.

Рекомендуемый материал: Меламино-арамидный ламинат

SIS для углеродистых и низколегированных сталей – Sandvik Materials Technology

1.Идентификация вещества и компании

1.1. Идентификатор товара

Название продукта: Углеродистые и низколегированные стали.

Сталь бывает в виде массивных изделий: полуфабрикаты, полосы, пруток, пруток, проволока и труба. Продукция продается под торговыми марками Sandvik и с обозначениями классов, такими как Sandvik Finemac ™, Sandvik 20C, Sanbar 20, Sanbar 23, Sanbar 61 и Sanbar 64, а также, если применимо, с обозначениями в соответствии с различными международными и национальными стандартами.

1.2. Соответствующие установленные области применения смеси и нерекомендуемые области применения

Продукция широко используется в самых различных областях применения, особенно там, где есть требования, например, высокая прочность, высокая усталостная прочность, хорошая износостойкость и хорошая обрабатываемость. Однако эти продукты имеют ограниченную стойкость к влажной коррозии и высокотемпературной коррозии в газах. Это означает, что эти продукты Sandvik используются во многих различных промышленных приложениях, таких как автомобильная промышленность, в изделиях с небольшими размерами и высокими допусками в электрических и электронных приборах и часах, а также в компонентах при операциях по бурению горных пород.

1,3. Подробная информация о поставщике паспорта безопасности

Производитель, поставщик
AB Sandvik Materials Technology, включая любые ее дочерние предприятия-производители. Адрес главного офиса:
AB Sandvik Materials Technology
SE-811 81 SANDVIKEN
Sweden
Тел .: +46 26 26 00 00
materials.sandvik

Отдел информационного обеспечения

Департамент окружающей среды, здоровья и безопасности
AB Sandvik Materials Technology
SE-811 81 SANDVIKEN
Швеция
Тел .: + 46- (0) 26-26 00 00

пгт[email protected]

1,4. Экстренная информация

В экстренных случаях обратитесь к консультанту в местных органах власти.

2. Идентификация опасностей

2.1. Классификация смеси

Классификация	Краткая характеристика опасности
Carc. 2	h451: Предположительно вызывает рак
STOT RE 1	h472: Вызывает повреждение органов в результате длительного или многократного воздействия
Skin Sens.1	h417: Может вызывать аллергическую реакцию

Таблица 1 Классификация в соответствии с постановлением EC 1272/2008.

2.2. Элементы этикеток

Поскольку эти изделия являются сплавами, маркировка не требуется

2.3. Прочие опасности

Углеродистые и низколегированные стали в поставляемых формах не представляют опасности для человека или окружающей среды. Однако, если человек уже сенсибилизирован к никелю, продолжительный контакт кожи с низколегированной сталью, содержащей никель, может привести к аллергической дерматологической реакции.О канцерогенных эффектах, возникающих в результате воздействия углеродистой и низколегированной стали, не сообщалось ни в эпидемиологических исследованиях, ни в тестах на животных.

Во время обработки могут образовываться пыль и дым, например, в сварке, резке и шлифовании. Если концентрация пыли и дыма в воздухе чрезмерна, их вдыхание в течение длительного времени может повлиять на здоровье рабочих, в первую очередь на легкие.

3. Состав (информация о компонентах)

Элемент	Номер CAS	EINECS	Концентрация, мас.%	Классификация	Краткая характеристика опасности
Никель	7440-02-0	231-111-4	<4	Carc2	h451: Предположительно вызывает рак
				Skin Sens.1	h417: Может вызывать аллергическую реакцию
				STOT RE 1	h472: Вызывает повреждение органов в результате длительного или многократного воздействия
Хром	7440-47-3	231-157-5	<4	–	–
Марганец	7439-96-5	231-105-1	<2	–	–
молибден	7439-98-7	231-107-2	<1	–	–
Утюг	7439-89-6	231-096-4	баланс	–	–

4.Меры первой помощи

4.1. Описание мер первой помощи

Специальных мер первой помощи, разработанных для углеродистых и низколегированных сталей, не существует. Следует обратиться за медицинской помощью в случае чрезмерного вдыхания пыли, физического повреждения кожи или глаз.

4.2. Наиболее важные симптомы и эффекты, как острые, так и замедленные

Соответствующей информации не обнаружено.

4.3. Указание на необходимость немедленной медицинской помощи и специального лечения

Соответствующей информации не обнаружено.

5. Противопожарные мероприятия

5.1. Средства пожаротушения

Углеродистые и низколегированные стали в массивной форме негорючие.
Однако следует проявлять осторожность, чтобы не подвергать мелкую технологическую пыль (например, от шлифовальных и пескоструйных операций) воздействию высоких температур, поскольку она может представлять потенциальную опасность возгорания.

5.2. Особые опасности, исходящие от смеси

Не идентифицированы.

5.3. Совет для пожарных

Не идентифицированы.

6. Меры при случайной утечке

6.1. Меры по обеспечению личной безопасности, защитное снаряжение и порядок действий в чрезвычайной ситуации

Не применимо.

6.2. Меры по защите окружающей среды

Не применимо

6.3. Методы и материалы для локализации и очистки

Не применимо

6.4 Ссылка на другие разделы

Нет.

7. Правила обращения и хранения

7.1. Меры предосторожности для безопасного обращения

При обращении со сталью не требуется специальных технических мер.Следует принять обычные меры предосторожности, чтобы избежать травм свернутыми в бухты или связками изделиями, возможно, с острыми краями:

Ремни или ленты, используемые для крепления некоторых продуктов, не следует использовать для подъема. Бухты и связанные продукты (например, секции, стержни, стержни и т. Д.) Могут разойтись при снятии ленты, а сама лента может вызвать повреждение глаз или другую травму при снятии напряжения.

Некоторые изделия в результате обработки могут быть хрупкими или иметь остаточное напряжение, которое может вызвать разрушение или значительную деформацию.

У всех продуктов могут быть острые края, которые могут вызвать порезы, и при резке могут образоваться летящие частицы.

Следует носить подходящую защитную одежду и оборудование, например, средства защиты рук и глаз, а также применять системы работы, учитывающие любые опасности, возникающие из-за риска разрушения или ослабления натяжения при разрыве открытой ленты.

Следует использовать подходящие стойки для обеспечения устойчивости при хранении узких рулонов.

7.2. Условия безопасного хранения с учетом несовместимости

Продукт стабилен при хранении. Однако следует иметь в виду, что продукты могут иметь острые края, и для хранения следует использовать достаточно прочное место, способное выдержать значительный вес продуктов.

7.3. Конечное использование

Не идентифицированы.

8. Контроль за опасным воздействием и средства индивидуальной защиты

8.1. Параметры управления

Элементы	TD	ID	RD
Оксид железа как Fe			3.5
Марганец и его неорганические соединения в виде Mn		0,2	0,05
Хром и его соединения как Cr	0,5
Никель как Ni	0,5
Молибден как Mo	10		5

Таблица 3 Пределы воздействия на рабочем месте, NGV, (мг / м ³ ) в Швеции .
NVG = Nivågränsvärde (выдержка в течение одного рабочего дня)
TD = Всего пыли.
ID = вдыхаемая пыль
RD = вдыхаемая пыль

8.2. Средства контроля воздействия

8.2.1. Соответствующий технический контроль

При обработке всех металлических материалов воздействие дыма и пыли должно быть ниже любых установленных законом ограничений.

При использовании могут образовываться пыль и дым, например резанием, шлифовкой и сваркой, которые могут содержать материалы, подверженные ограничениям воздействия.Чтобы гарантировать, что эти пределы не превышаются, должна быть обеспечена соответствующая общая или местная вентиляция или вытяжка дыма.

8.2.2. Средства индивидуальной защиты, такие как средства индивидуальной защиты

В соответствии с европейскими и национальными правилами охраны труда и техники безопасности, необходимо оценить потребность в средствах индивидуальной защиты и обеспечить соответствующую утвержденную защиту органов дыхания для тех рабочих, которым грозит опасность вдыхания. Следует использовать подходящие средства защиты рук и глаз там, где существует риск порезов, разлетающихся частиц, теплового излучения сварки или контакта с маслами во время обработки.

Процесс сварки должен выполняться только обученными рабочими с индивидуальными средствами защиты в соответствии с законами каждого государства-члена, касающимися безопасности.

8.2.3. Контроль воздействия на окружающую среду

Выбросы из вентиляции или оборудования на рабочем месте должны контролироваться, чтобы гарантировать соблюдение экологического законодательства.

9. Физико-химические свойства

9.1. Информация об основных физико-химических свойствах

Внешний вид: Solid; серый металлик, от тусклого до ярко-полированного.Иногда поставляется с окисленными синими / черными поверхностями.
Запах: Без запаха
Растворимость в воде: Нерастворимый
Таяние: 1300 ° C – 1520 ° C
Плотность: 7,6 – 8,0 г / см ³
Тепловое расширение (среднее значение 20-100 ° C): 11-13 x 10 ° C
Теплопроводность (RT): 30-75 Вт / м ° C
Магнитная: Углеродистые и низколегированные стали являются ферромагнитными.

9.2. Прочая информация

Теплопроводность при 20 ° C, 30-75 Вт / (м · К), в зависимости от марки.
Не взрывоопасен.

10. Стабильность и реакционная способность

10.1. Реакционная способность

Углеродистые и низколегированные стали стабильны и не вступают в реакцию при нормальных атмосферных условиях.

10.2. Химическая стабильность

Углеродистые и низколегированные стали относительно стабильны и не вступают в реакцию при нормальных атмосферных условиях.Однако они могут разъедать (ржаветь) со скоростью, которая увеличивается с повышением влажности и температуры.

10.3. Возможность опасных реакций

Может реагировать при контакте с сильными кислотами с выделением газообразных продуктов разложения кислоты, например водород, оксиды азота.

10.4. Условия, которых следует избегать

При нагревании до очень высоких температур могут образовываться пары (например, при резке, сварке или плавлении).

10,5. Несовместимые материалы

Может реагировать при контакте с кислотами с выделением газообразных продуктов разложения кислоты, e.грамм. водород, оксиды азота.

10.6. Опасные продукты разложения

См. Раздел 10.3. и 10.5.

11. Информация о токсичности

11.1. Информация о токсикологическом воздействии

Острая токсичность

Углеродистые и низколегированные стали не обладают острой токсичностью.

Раздражение

Путь воздействия, вызывающий озабоченность, – вдыхание. Эти изделия из углеродистой и низколегированной стали имеют массивную форму и не допускают вдыхания.

Коррозионная активность

Углеродистые и низколегированные стали не вызывают коррозии кожи.

Сенсибилизация

Никель классифицируется как сенсибилизатор кожи. Он вызывает сенсибилизацию кожи у восприимчивых людей в результате длительного интимного контакта с кожей (например, ношения украшений).

Токсичность при повторной дозе

Во время механической обработки, газовой резки или сварки может образовываться пыль или пары, содержащие сложные или смешанные оксиды (шпинели) ее компонентов.В течение длительного времени вдыхание чрезмерных концентраций в воздухе может иметь долгосрочные последствия для здоровья, в первую очередь затрагивая легкие.

Канцерогенность

Углеродистые и низколегированные стали могут содержать никель, который классифицирован, см. Раздел 2 «Идентификация опасностей».

Путь воздействия, вызывающий озабоченность, – вдыхание. Эти изделия из нержавеющей стали имеют массивную форму и не допускают вдыхания.

Мутагенность

Углеродистые и низколегированные стали не относятся к мутагенным.

Токсичность для воспроизводства

Углеродистые и низколегированные стали не токсичны для воспроизводства.

12. Экологическая информация

12.1. Токсичность.

Неэкотоксичен.

12.2. Стойкость и разлагаемость

Не актуально.

12.3. Потенциал биоаккумуляции

Нет.

12.4. Подвижность в почве

Не растворяется в воде. Неподвижный.

12,5. Результаты оценки PBT и vPvB

Не актуально.

12.6. Другие побочные эффекты

Вредные эффекты отсутствуют. Никаких особых мер предосторожности не требуется.

13. Рекомендации по утилизации

13.1 Методы обращения с отходами

Излишки и лом (отходы) углеродистых сталей и низколегированных сталей являются ценным сырьем и востребованы для производства высококачественной нержавеющей стали.

Пути рециркуляции хорошо известны, поэтому рециркуляция является предпочтительным способом утилизации. Вывоз на свалку не наносит вреда окружающей среде, но является пустой тратой ресурсов и поэтому менее желателен, чем переработка.

14. Транспортная информация

Никаких особых мер предосторожности не требуется.
Продукт не классифицируется как опасный для транспортировки.

15. Нормативная информация

15.1. Нормы безопасности, здоровья и окружающей среды / специфические законодательные акты для смеси

Стали, содержащие 1% или более никеля, классифицируются так же, как никель, см. Раздел 2.

15.2. Оценка химической безопасности

Оценка химической безопасности не публиковалась.

16. Прочая информация

Материалы, контактирующие с пищевыми продуктами

Совет Европы опубликовал опубликованное «Металлы и сплавы, используемые в материалах и изделиях, контактирующих с пищевыми продуктами – Практическое руководство для производителей и регулирующих органов», 1 ^st ed 2013, чтобы гарантировать, что металлические материалы, используемые в контакте с пищевыми продуктами, соответствуют постановлению EC 1935 / 2004 г.В документе есть раздел о нержавеющих сталях.

Ссылки на нормативные документы

Углеродистая сталь и изделия из низколегированной стали считаются изделиями в соответствии с постановлением ЕС 1907/2006, касающимся регистрации, оценки, разрешения и ограничения использования химикатов (REACH). В соответствии с REACH и постановлением EC 1272/2008 по классификации, маркировке и упаковке веществ и смесей (CLP) только вещества и препараты требуют паспорта безопасности (SDS).Хотя изделия согласно REACH не требуют классического паспорта безопасности, к изделиям должна прилагаться информация, достаточная для безопасного использования и утилизации. Чтобы соответствовать этому требованию, был разработан паспорт безопасности (SIS).

Швеция

AFS 2018: 1 Hygieniska gränsvärden (Гигиенические предельные значения)

UK

Руководство по охране труда и технике безопасности
Eh36: Профессиональные кожные заболевания Меры предосторожности для здоровья и безопасности
Eh50: Пределы воздействия на рабочем месте 2002
Eh52: Стратегии мониторинга токсичных веществ
Eh54: Пыль на рабочем месте: Общие принципы защиты 1990
EH54: Оценка Воздействие дыма от сварки и родственных процессов
EH55: Контроль над воздействием дыма от сварки, пайки и аналогичных процессов.

Финляндия

HTP Haitallisiki tunnetut pitoisuudet 2000 (www.occuphealth.fi)

ЕС

Продукция из углеродистой и низколегированной стали в соответствии с разделом 1 настоящего стандарта SIS соответствует требованиям, нормам или руководствам, приведенным в:
HJ Cross, J Beach, LS Levy, S Sadhra, T. Sorahan, C. McRoy: Производство, обработка и использование нержавеющей стали: Обзор воздействия на здоровье.
Подготовлено для Eurofer Институтом гигиены труда Университета Бирмингема, 1999 г.

Директива ЕС 2011/65 / EU от 8 июня 2011 г. об ограничении использования некоторых опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании (RoHS).

EN 1811: Стандартный метод испытаний для выделения никеля из продуктов, предназначенных для прямого и длительного контакта с кожей.

Комментарии

Таблица 1, согласно CLP, углеродистые и низколегированные стали, содержащие более 1% никеля, по умолчанию должны классифицироваться так же, как и сам никель.

Нет прямых доказательств канцерогенного воздействия никелевых сплавов на человека, а также косвенных данных, полученных от животных, испытанных соответствующими способами, например, при вдыхании или проглатывании. В других исследованиях с использованием нерелевантных путей на животных, сплавы с содержанием никеля до 40% не вызывали значительного увеличения заболеваемости раком. Исследования рабочих, подвергающихся воздействию никелевого порошка, пыли и паров, образующихся при производстве никелевых сплавов и нержавеющих сталей, не показали опасности рака дыхательных путей.

Многочисленные патч-тесты показали, что большинство нержавеющих сталей не вызывают сенсибилизации.Однако исследования показали, что у некоторых людей, уже сенсибилизированных к никелю, тесный и продолжительный контакт кожи с повторно сульфированными типами нержавеющей стали без механической обработки с 0,15 – 0,35% S (EN 1.4105, 1.4523, 1.4305, 1.4570 ) может вызвать аллергическую реакцию. Использование продуктов, содержащих Ni и находящихся в прямом и продолжительном контакте с кожей, ограничено 2004/96 / EC. Столбики, вставляемые в проколотые уши и другие части тела при эпителизации раны, не должны содержать более 0,050% Ni.Другие Ni-содержащие продукты, находящиеся при прямом и продолжительном контакте с кожей, должны выделять не более 0,5 мг / см2 в неделю Ni, как определено в EN 1811.

Дым от сварки и газовой резки может содержать соединения шестивалентного хрома. Исследования показали, что некоторые соединения шестивалентного хрома могут вызывать рак. Однако эпидемиологические исследования среди сварщиков не показывают дополнительного повышенного риска рака при сварке нержавеющих сталей по сравнению с несколько повышенным риском при сварке сталей, не содержащих хром.Публикация Управления здравоохранения и безопасности Великобритании «Контроль дыма при электродуговой сварке нержавеющей стали» указывает на то, что существует некоторый риск развития астмы из-за соединений хрома (VI) и никеля в дымах от сварки нержавеющей стали. Однако сварочный дым из нержавеющей стали не соответствовал критериям классификации Европейского Союза, требуемым для вещества, способного вызывать астму.

Список литературы

1.

N Becker:
Смертность от рака среди сварщиков дуговой сварки, подвергшихся воздействию паров, содержащих хром и никель.
Результаты третьего наблюдения: 1989–1995 гг.

2.

Отчет Международного комитета по канцерогенезу никеля у человека: Scand J, Work Environ
Health 1990, 16; 1–82

3.

Международное агентство по изучению рака. Хром, никель и сварка.
«Монография МАИР по оценке канцерогенных рисков для людей». Лион: IARC 1990.

4.

Santonen, Stockman -Juvala, Zitting:
Обзор токсичности нержавеющей стали, Финский институт гигиены труда, ISBN 978-952-261-039-3, 2010-11-17

5.

Регламент EC 1907/2006, касающийся регистрации, оценки, разрешения и ограничения химических веществ (REACH).

6.

AB Sandvik Materials Technology сертифицирована третьей стороной в соответствии с Системой экологического менеджмента ISO 14 001: 2015. Эта сертификация требует полного соответствия национальному законодательству и законодательству ЕС в нашей сфере деятельности.

Декларация

Информация, представленная в этом паспорте безопасности, основана на текущем уровне наших знаний и опыта.В техническом паспорте описывается продукция с точки зрения требований безопасности. Приведенные данные не предназначены для подтверждения свойств продукта и не составляют юридических договорных отношений, а также не должны использоваться в качестве основания для заказа этих продуктов.

* Предыдущее обозначение: Паспорт безопасности материала (MSD)

9.2.1 Более пристальный взгляд на низколегированные стали

© Х.Föll (шрифт Iron, Steel and Swords)

	9.2 Низколегированные стали
	9.2.1 Более пристальный взгляд на минимум Легированные стали
	Как Сделать низколегированную сталь
	“Низколегированная сталь ” – все сплавы железа. где концентрация каждого легирующего элемента низкая, скажем, менее 1% или около случаю 2%. Некоторые формальный В определениях требуется менее 3,5% легирующих элементов от общего количества , но это произвольное число. Это означает, что все древних стали там, где стали низколегированные – если не считать элементы содержащиеся в шлаковых включениях.
				Не позволяйте запутаться такие названия, как “микролегированные сталь “. Эта сталь и все остальное – всего лишь подгруппы низколегированной или высоколегированной стали. На этом этапе достаточно различать Низколегированная сталь – см. выше Высоколегированная сталь . Очевидно, сталь с концентрация элементов сплава намного превышает 1% (в целом более 3,5%, если вы формалист). Кованое железо . Специальный случай «низколегированной стали», когда достаточно чистое железо с небольшим немного углерода и, возможно, фосфора прямо в процессе плавки. Чугун . Особый “высокий” сплав »корпус из железа с содержанием углерода около 4% (и всякие другие мелочи).
				Следующее различие, которое мне нравится делать для низколегированных сталей: Основным легирующим элементом является углерод .Он хорошо «работает», если целью является дешевое повышение твердости, потому что он позволяет образовывать цементит, перлит, мартенсит и бейнит. Основной легирующий элемент фосфор (P). То есть только действительно для древних сталей, но тогда это важный. Я буду заниматься “ фосфором”. сталь “подробнее коротко. Основным легирующим элементом является не углерод или фосфор, а другие вещества .Какой бы углерод там ни был, он может не использоваться для производства цементита и т. д., но для изготовления карбидов с легирующие элементы. По сути, это касается современных «высокопроизводительных» стали.
	Поскольку в этой главе речь идет о настоящей стали , а не о «бумажной» или лабораторной стали, нам нужно понять, как технологии производства стали связаны с легированием. Это К настоящему времени ясно, что наши предки не могли производить исключительно чистого железа в качестве исходного материала (кованого железо не чрезвычайно чистое ) и они не могли делать осознанное легирование.А как насчет современных сталелитейщиков? Настоящая сталь в основном Современная сталь, и первый вопрос, на который нужно ответить, – это как современная сталь взаимодействует с легированием. я мы поговорим о сталелитейном производстве в следующей главе, но кое-что в контексте легирование сейчас важно.
				Как говорилось ранее, пришествие доменной печи, примерно около 1500 г., полностью изменили процесс сталеплавильного производства.До этого ваше железо / сталь никогда не было жидкостью (кроме высокоуглеродистая тигельная сталь), и вы либо жили с какими бы то ни было элементами случайно попал в вашу сталь, или вы положили легирующий элемент (довольно много всегда карбон) в ваш (кованый) гладить после того, как вы его сделали. После – примерно – 1500 г. производство стали состояло из чугун чугун “грязный высокоуглеродистый материал, который мы бы классифицировали как чугун, и теперь вам нужно было забирать ненужные элементов (включая слишком много углерода) из из вещи. В настоящее время, как и в последние 150 лет, чугун очищают продувкой воздухом (или кислород) через него, пока он еще жидкий. Это работает довольно хорошо, но имеет недостаток в том, что ваш чистый жидкий утюг теперь содержит значительное количество растворенный кислород. Это не очень хорошо для дальнейшей обработки, потому что кислород хочет выйти, и все рассыпается. Представьте себе, что вы бросаете лезвие меча с шампанское (или пиво, если стоимость имеет значение) после того, как вы его энергично встряхнули, затем налив его в очень холодную форму.Если вы предпочитаете пить, просто посмотрите на водяной лед. образовавшийся зимой: он полон пор или пузырьков, содержащих воздух, растворенный в жидкости, который не может оставаться растворенным в твердом веществе. Теперь представьте себе литье при 1500 o C (2732 o F) из огромной бочки полный газировки. Вы не хотите этого делать. Вы хотите, чтобы кто-то другой сделал что пока ты далеко.
				Это просто не сработает.Тебе следует « убей » сначала ваше железо или сталь. Это недружественное действие означает просто лишить кислород, вступив в реакцию с ним. сильные оксидные агенты или окислители, такие как кремний (Si), алюминий (Al) или даже кальций (Ca). Оксид кремния (SiO 2 , также известный как кварц) или оксид алюминия (Al 2 O 3 , также известный как сапфир или рубин если он содержит нужную грязь), образующийся в этом процессе, плавает поверх жидкий утюг и его можно слить. Кстати, в Германии мы не убиваем нашу сталь, мы делаем “Beruhigung” (успокоение, умиротворение). Я сопротивляюсь искушению свернуть немного очерк о языке и культуре на данный момент. Проблема, конечно, в том, что после того, как вы произведете “убитый кремнием” сталь “или” сталь, убитая алюминием “, теперь у вас есть остатки кремний или алюминий в вашей убитой стали. У вас также есть остатки грязь в небольших, но возможно заметные концентрации и, конечно же, много (надеюсь) безвредный след элементы. Однако у вас не может быть много твердого вещества, плавающего в жидкости, которая позже образуют крупные включения. Все, что остается твердым, обычно плавает в виде «окалины» на поверхности или на дне если он действительно «тяжелый», и его можно вынуть. Это огромный преимущество!
	После того, как вы убили свою сталь, может начаться серьезное легирование. Зная вес вашего плавка стали , как мы называем (огромное!) ведро с жидкостью, теперь вы добавляете нужное количество ваши легирующие элементы.Например, если вы выберете 0,001% бора (B) в своем 5 тонн стали, нужно влить 50 г элементарного бора, немного металлического серого цвета. вещество, которое легко достать. Если вы хотите 0,5% углерода, вы добавляете 25 кг кокс и так далее.
				Кажется, это простой процесс. Это нет. Все может случиться, если вы просто добавите легирование. элементы без разбора. Что касается бора, вы, вероятно, купите что-нибудь от какого-то поставщика, который, конечно, содержит бор, но и все виды секретов («патентованные») ингредиенты.Эта ссылка дает впечатление об этом. Что касается всего остального, что входит в варку, вам лучше убедиться, как это происходит. тоже лучше сделать. Если вы получили (или получили) достойное образование, что-нибудь из Теперь на ум может прийти Шекспир.
	Когда ты наконец закончишь приготовление напитка, затвердевание и, таким образом, обработка. Температура профилирование – это то, что нужно сделать, чтобы получить желаемую микроструктуру.Легко в принципе, не так просто, если вы будете производить сталь тоннами на почасовой основе. Тем не менее:
				По сути, мы понимаем, как осуществляется легирование современной стали .
	Базовый Углеродистые стали
	Пора задать простой вопрос (опять таки): Учитывая, что я могу сделать довольно чистое (убитое) железо, зачем мне сейчас добавлять углерод? Я могу получить всевозможные механизмы упрочнения из других элементов.Может быть лучше использовать что-нибудь другое и сделать то, что я назову “конструктором ” сталь “?
		Хорошая мысль. То есть собственно тренд на современные стали. Тем не менее я буду придерживаться углерода стали чуть дольше. Для менее требовательных приложений относительно просто углеродистые стали могут быть просто более экономичными, чем модные легированные стали без углерод. Не лучше, заметьте, а дешевле.
	Так что даже сегодня много углеродистой стали сделан.Фактически, большая часть стали, производимой сегодня, около 90% (или примерно более миллиарда тонн в год), это углеродистая сталь, несмотря на всю причуду «Высокотехнологичные» виды стали, которые вы найдете в ссылка. Их сила и прокаливаемость , хотя меньше, чем у многих легированных сталей, по-прежнему подходит для многих применений. Усовершенствования процесса позволили улучшить свойства углеродистых сталей кроме твердости тоже. Тонкая настройка, добавив немного того и этого позволяет изготавливать множество различных видов углеродистой стали, подходящих для некоторых особые потребности.Само собой разумеется, что все это пока довольно дешевый. Я также само собой разумеется, что все эти стали либо кремниевые (Si) или алюминий (Al) убит. Поэтому они всегда содержат немного убийства элемент. Конечно, некоторое количество преднамеренного марганца (Mn; около 1%) в качестве стандарт легирующий элемент всегда присутствует, чтобы сохранить оставшуюся серу (S) под контролем (и для других дружественных целей).
		Можно выделить четыре основных группы: Мягкая и низкоуглеродистая сталь с 0.05% – 0,25% содержание углерода Сталь среднеуглеродистая с 0,25% – Содержание углерода 0,6%. Высокоуглеродистая сталь с содержанием 0,6% –1 % содержания углерода. Ультра-высокоуглеродистая сталь (UHCS) с содержанием углерода 1% – 2%.
	Первая группа, низкоуглеродистая сталь , проста и удобна в эксплуатации. с бытовой сталью. Они не очень сложные и поэтому их легко «нарисовать», е.грамм. в провода, из которых сделаны гвозди. Возможна небольшая закалка, но образования мартенсита обычно не происходит.
		То, что часто называют «низкоуглеродистая сталь », находится на верхнем конце диапазон концентраций, то есть около 0,15% – 0,25% углерода. Это самый распространенный форма стали, довольно дешевая и обеспечивает свойства материала, которые приемлемо для многих приложений. При необходимости поверхность можно упрочнить. отчасти науглероживание.
	Вторая группа, , среднеуглеродистая сталь , включает типичный “ закаленный” стали »19 -го века. Из нее лучший меч. лезвия были сделаны в течение некоторого времени, превосходя все, что было в прошлом, в том числе мечи Wootz, японские катаны или композитные лезвия, сваренные по шаблону.
		Среднеуглеродистая сталь все еще используется для такие продукты, как коленчатые валы, муфты, рулевые тяги или в целом детали машин которые должны производиться серийно и быть «прочными».
	Третья группа, высокоуглеродистая сталь , предусматривает достаточно твердые и хрупкие стали, с которыми трудно работать. Их изготовление также обходится дороже, из-за пониженной обрабатываемости, плохой формуемости и плохой свариваемости. Обрабатываемость – это измерить, насколько легко просверлить в нем отверстие или, что более важно, работать над материалом токарный станок.
		Эти стали подходят для пружин. где сопротивление усталости важно (если в вашей машине есть пружина, что-то вибрировать) или детали, вызывающие абразивный износ, e.грамм. лемехи и косы или их современные эквиваленты, не говоря уже о гаечных ключах, молотках, молотках, плоскогубцы, отвертки и режущие инструменты, такие как топоры и топоры. Они тоже изготовить для вас высокопрочные проволоки для рояля или канатной пилы. Современная весна сталь может дать вам лезвие меча, намного превосходящее все, что сделано в старых раз и в 19 веке.
	Четвертая группа, сверхвысокуглеродистая сталь представляет для нас интерес, поскольку древняя сталь wootz принадлежит к тому категория.
		Эти стали трудны в обработке с, но может быть закален до большой твердости. Они используются по специальному назначению как оси или пуансоны. Большинство сталей с содержанием углерода более 1,2% производятся используя порошок металлургия. Выше 2,0% C в мире чугунное начало.
		Вот несколько основных модулей по сталям и легированию:

Свойства низколегированных сталей и легирующих элементов

Описание простых углеродистых сталей приведено в разделе «Основы механики». Как известно, низколегированные стали не содержат легирующих элементов, улучшающих характеристики сталей. В низколегированные стали эти легирующие элементы добавляются для улучшения характеристик сталей. В этой статье мы расскажем о низколегированных сталях, свойствах низколегированных сталей и легирующих элементах, которые используются в низколегированных сталях.

Что такое низколегированная сталь?

Слябы из низколегированной стали (Источник изображения: Indiamart).

Низколегированные стали содержат легирующие элементы до 5% по весу. Эти процентные содержания легирующих элементов (кроме углерода) в сталях относятся к низколегированным сталям, что означает, что они содержат легирующие элементы в небольшом количестве.

Какие легирующие элементы обычно используются в низколегированных сталях?

• Хром (Cr): Этот легирующий элемент придает сталям такие свойства, как прочность, твердость, износостойкость и жаропрочность.Также Cr улучшает коррозионную стойкость.
• Марганец (Mn): Придает стали твердость и прочность. Также со значительным количеством Mn сталь будет упрочняемой.
• Молибден (Мо): Придает стали такие свойства, как ударная вязкость и жаропрочность.
• Никель (Ni): Придает сталям прочность и ударную вязкость. Он увеличивает прокаливаемость, но не так сильно, как некоторые другие легирующие элементы в стали. В значительных количествах он улучшает коррозионную стойкость и является другим важным ингредиентом (помимо хрома) в некоторых типах нержавеющей стали.
• Ванадий (V): Подавляет явление, называемое ростом зерна, в высокотемпературных процессах, таких как термообработка. Увеличиваются прочность и ударная вязкость, повышается износостойкость стали.

Сварка этих низколегированных сталей очень проблематична. Низкоуглеродистые стали могут иметь очень лучшие свойства по сравнению с обычными углеродистыми сталями, но свариваемость также является очень важным параметром.