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

alexxlab | 13.09.1971 | 0 | Разное

Содержание

Низколегированные стали – как маркируются, где применяются? + Видео

Низколегированные стали имеют сложный химический состав с небольшим (до 2,5 %) содержанием специальных добавок. Кроме углерода и железа, в них может присутствовать марганец, ванадий, азот, титан, хром, вольфрам, ниобий, медь, кремний, кобальт, молибден, бор.

1 ГОСТ 19282–73 – все о низколегированных сплавах

Этот стандарт описывает требования к универсальной широкополосной, толстолистовой и рулонной стали с малым содержанием легирующих добавок. Также некоторые его положения (нормирование химсостава) распространяются на фасонный, тонколистовой и сортовой прокат, блюмы, слитки, штамповки, слябы и поковки. ГОСТ подразделяет все низколегированные стали на отдельные группы:

  • марганцовистые с ванадием (а также с азотом и медью) – 15ГФ, 16Г2АФД, 15Г2СФД, 16Г2АФ, 15Г2СФ, 14Г2АФД, 15ГФД, 14Г2АФ, 18Г2АФДпс и другие;
  • никель-хромо-фосфористые – 10ХНДП;
  • марганцовистые – 09Г2, 14Г2;
  • кремненикелевые с хромом и с медью – 15ХСНД, 10Г2С1Д, 10ХСНД;
  • марганцовистые с кремнием – 10Г2С1, 17Г1С, 16ГС, 09Г2С, 17ГС, 12ГС;
  • марганцовистые с добавкой меди – 09Г2Д.

Низколегированные стали

Заметим, что ассортимент низколегированных композиций постоянно расширяется. Металлургические предприятия создают новые сплавы с небольшим содержанием дополнительных примесей, которые идеально подходят для несварных и сварных изделий. В большинстве случаев описываемые стали применяются без добавочной термообработки. Марки сплавов по ГОСТ 19282 обозначаются, как вы видите, набором литер и цифр. Первые указывают на легирующий компонент, имеющийся в стали. А цифры позволяют определить процентное содержание той либо иной добавки.

В случаях, когда объем легирующей примеси является незначительным (до 0,99 %), цифра после литеры не ставится. Если в конце какой-либо марки интересующей нас стали есть буква Б, это означает, что в сплав дополнительно вводят ниобий, буква Т – титан. Первые две цифры в маркировке – это количество углерода. Оно указывается в сотых частях процента. Во всех низколегированных сплавах по ГОСТ не может быть более 0,035 % серы и 0,03 % фосфора. Содержание остальных легирующих добавок варьируется в сравнительно широких пределах. Кремния в них может присутствовать 0,17–0,8 %, никеля – 0,3–0,8 %, углерода – 0,12–0,22 %, хрома 0,3–0,8 %, ванадия – 0,05–0,15 %, марганца – 0,3–1,8 %.

ГОСТ нормирует все низколегированные сплавы по химсоставу и по механическим показателям (в холодном состоянии) на изгиб и растяжение. По ударной вязкости нормируются отдельные категории стали. Они определяются конкретным заказом потребителя продукции.

2 Марки сплавов – об особенностях и применении

Магистральные нефте- и газосистемы строятся при помощи труб, изготовленных по прямошовной электросварной технологии. Сырьем для таких изделий являются следующие марки низколегированных сплавов: 09ГБЮ 09Г2ФБ, 08ГБЮ, 10Г2ФБЮ, 10Г2ФБ, 10Г2СБ. В них присутствует 0,02–0,05 % алюминия, а хрома содержится не более 0,3 %. Сталь 13Х широко распространена в сфере изготовления специального оборудования и инструмента для гравировальных, ювелирных и медицинских работ (хирургия). Этот сплав нельзя использовать при температурах выше 250 °С, так как они плохо прокаливаются.

Магистральная газосистема

Для производства строительной арматуры используются такие марки описываемой нами стали – 80С, 35ГС, 30ХС2, 28С, 27ГС, 25С2Р, 23Х2Г2Ц, 22Х2Г2АЮ, 20ХГС2, 20ГС. Изделия из этих металлургических сплавов отличаются высокой прочностью. Они подходят для армирования любых (напряженных предварительно либо стандартных) сооружений из железобетона. Сварные конструкции чаще всего делаются из сталей 6Г2АФ, 25ГС, 18Г2АФД, 18Г2АФ, 15Г2АФД. Ответственные сооружения, подвергаемые сварке, рекомендуется изготавливать из сплава 12ХГН2МФБАЮ. Эту сталь обязательно подвергают закалке, а затем и низкому отпуску.

На машиностроительных предприятиях востребованы следующие марки описываемых сталей:

  • 09Г2. Марганцовистая композиция, идеально подходящая для производства различных элементов вагонов – двутавров, хребтовых балок, обвязки. Изделия из 09Г2 разрешается эксплуатировать при температурах до +450°.
  • 10Г2С1. Наличие марганца и кремния делает такую сталь оптимальной для производства элементов котлов и сосудов, функционирующих под давлением.
  • 10ХНДП. Сплав для сварных машиностроительных конструкций. В нем всегда имеется около 0,4 % меди.
  • 12Г2СМФ. Сталь для сооружения железнодорожных мостов и аналогичных им конструкций с пролетами. Такой сплав содержит до 0,3 % меди и не менее 1,3 % марганца.

Для сварных конструкций, используемых при постоянных неблагоприятных климатических условиях (мороз, осадки), предназначены стали, относимые ГОСТ 19282 к ванадиево-марганцовистым. Сплавы 15Г2АФДпс, 15ХСНД, 16Г2АФ легируются медью и азотом (до 0,4 и до 0,3 % соответственно), что придает им особые свойства, предохраняющие металл от негативных погодных воздействий.

3 Сварка сталей с малым содержанием легирующих элементов

Рассматриваемые сплавы могут свариваться потолочными и вертикальными швами. Соединения в подобных случаях разрешается выполнять сварочными стержнями сечением до 4 мм. Бортовые либо стыковые швы используют в случаях, когда требуется снизить скорость охлаждения стали. А вот нахлесточные и тавровые соединения применяются при необходимости увеличения скорости охлаждения. Изделия из металла толщиной менее 6 мм рекомендуется сваривать в один проход. Конструкции большей толщины соединяют длинными участками, причем в обязательном порядке в 2–3 слоя. Каждый из проходов при этом по толщине должен равняться 0,9–1,2 сечения используемого стержня.

Сварка сталей

Газовая сварка сплавов с малым количеством легирующих примесей производится посредством присадки Св-10Г2, Св-08 либо аналогичной проволоки. Мощность пламени берут не более 130 куб.дм/н.

Для сварки желательно использовать стержни Э42А (особенно, если речь идет о конструкционных сплавах). Эти электроды придают соединению высокую пластичность. А вот при использовании Э60А шов получается не таким пластичным. Зато он обретает большую прочность.

Сварку низколегированных сплавов с малым содержанием углерода осуществляют стержнями с особым покрытием (кальций плюс фтор). К таким электродам относят изделия с маркировкой НИАТ-5, ДСК-50, УОНИ (13/85, 13/55, 13/45), ЦЛ-18, ЦУ-1. Применять стержни с покрытием руднокислого типа для сварки низколегированных композиций не рекомендуется и даже запрещается, когда речь идет о судо- и машиностроительных конструкциях.

Низколегированные стали для сварных конструкций: список, марки

Низколегированные стали это…

Низколегированные стали, содержат от 0,2% С и до 2-3% в основном недефицитных легирующих элементов. Они ненамного дороже углеродистых, но обладают рядом важных преимуществ: более высоким пределом текучести, что позволяет снизить расход металла на 15—30%; пониженной склонностью к механическому старению; повышенной хладостойкостью, лучшей коррозионной стойкостью и износостойкостью; возможностью значительно повысить после закалки и отпуска прочность, вязкость, износостойкость и чувствительность к надрезу. Все это в сочетании с хорошей свариваемостью обусловило широкое применение этих сталей при изготовлении трубопроводов и аппаратов, всевозможных сварных конструкций в вагоностроении, автомобилестроении, сельскохозяйственном машиностроении и др.

Стали не флокеночувствительны и не склонны или мало склонны к отпускной хрупкости. При использовании высокопрочных бесперлитных и малоперлитных сталей с весьма низким содержанием углерода, серы и фосфора, благодаря чему достигаются очень хорошая свариваемость, высокая ударная вязкость и низкий порог хладноломкости. Высокая прочность сталей в этом случае получается благодаря микролегированию ниобием, ванадием и титаном и применению регулируемой прокатки при изготовлении.

Как показал опыт заводов, применение низколегированной стали в аппаратостроении позволяет улучшить технико-экономические показатели производства и добиться существенной экономии металла за счет более высокого предела текучести ряда марок низколегированной стали по сравнению с обычной углеродистой сталью.

Использование низколегированной стали в нефтяном аппаратостроении позволяет снизить вес конструкций до 25%, трудоемкость изготовления облегченных конструкций на 16%, трудоемкость монтажных работ на 15% и себестоимость на 20%.

Для обозначения марок низколегированной стали используют буквенно-цифровой код. Цифры в начале маркировки указывают на содержание углерода в сотых долях процента (среднее содержание), а буквы показывают, какой легирующий элемент содержится в стали. При маркировке стали для различных легирующих элементов применяют следующие обозначения:

  • Н — никель
  • Х — хром
  • Г — марганец
  • М — молибден
  • С — кремний
  • В — вольфрам
  • Ф — ванадий
  • Т — титан
  • К — кобальт
  • Ю — алюминий
  • Д — медь

Цифры, стоящие в марке после букв, указывают примерное содержание соответствующего легирующего элемента, если количество этого элемента превышает 1,5%.

Ниже представлен список марок низколегированной конструкционной стали:


к содержанию ↑

Список марок низколегированных сталей

  1. Сталь 09Г2
  2. Сталь 14Г2
  3. Сталь 12ГС
  4. Сталь 16ГС
  5. Сталь 17ГС
  6. Сталь 17Г1С
  7. Сталь 09Г2С
  8. Сталь 10Г2С1
  9. Сталь 10Г2БД
  10. Сталь 15Г2СФД
  11. Сталь 14Г2АФ
  12. Сталь 16Г2АФ
  13. Сталь 18Г2АФпс
  14. Сталь 14ХГС
  15. Сталь 15Г2АФДпс
  16. Сталь 20ХГ2Ц
  17. Сталь 10ХСНД
  18. Сталь 10ХНДП
  19. Сталь 15ХСНД
  20. Сталь 35ГС
  21. Сталь 25Г2С

Низколегированные стали – определение, свойства, технологии и преимущества

К низколегированным относятся стали с содержанием углерода от 0,2% и легирующими элементами с суммарным количеством до 2,5%, примеры: 09Г2, 09Г2С, ХСНД, 15ХСНД. Такие сплавы стоят немного дороже углеродистых нелегированных, но обладают, по сравнению с ними, рядом преимуществ. Среди них повышенные – предел текучести, хладостойкость, коррозионная стойкость, износостойкость, пониженная склонность к механическому старению. В маркировке низколегированных сталей указывают цифры, которые означают содержание углерода в сотых долях процента, и буквы, показывающие, какие легирующие элементы использовались в сплаве.

Классификация

В группу низколегированных входят стали, которые различаются по:

  • Химическому составу. Для легирования используют различные элементы, часто недефицитные, – никель, молибден, хром, алюминий, кремний.
  • Термической обработке. Применяемые виды термообработки – закалка+отпуск, нормализация+отпуск, различные виды отжига.
  • Свариваемости. Хорошей свариваемостью обладают марки с низким процентным содержанием углерода.

Список наиболее популярных марок низколегированных сталей:

  • 09Г2С и альтернативные варианты – 09Г2, 09Г2Т, 09Г2ДТ, 10Г2С;
  • 17Г1С;
  • 10ХСНД и альтернатива – 16ГАФ.

К группе атмосферо-коррозионностойких стальных сплавов (АКС) относятся 10ХНДП, 15ХНДП, 15ХНДП, 15ХСНД, 0ХСНД.

Основные характеристики

Производство низколегированных сталей, применяемых при производстве сортового, толстого листового, полосового, фасонного, трубного проката повышенной прочности, регламентируется ГОСТом 19281-89. Из такой металлопродукции создают сварные, клепаные, болтовые конструкции или изготавливают изделия, которые не нуждаются в последующей термообработке.

Механические свойства низколегированных сталей улучшают путем снижения содержания серы и фосфора. Такой прокат обладает хорошей ударной вязкостью и низким порогом хладоломкости, при условии малого содержания углерода – хорошей свариваемостью. Прочностные характеристики низколегированных сталей повышают изготовлением проката по технологии регулируемой прокатки. Прочность стальных сплавов также повышают микролегированием титаном, ванадием, ниобием.

Назначение низколегированной стали

Высокие эксплуатационные характеристики сталей с легирующими добавками обеспечивают их использование в следующих областях:

  • Устройство трубопроводных систем различного назначения. Применение стальных сплавов с добавками хрома, кремния и марганца обеспечивает высокую прочность конструкций и изделий, упругость, эффективное сопротивление упругим деформациям.
  • Изготовление сварных конструкций в вагоно-, станко-, автомобилестроении, тяжелом машиностроении. Из этих сплавов производят корпусы железнодорожных и трамвайных вагонов, сельскохозяйственных машин.
  • Нефтяное аппаратостроение. Применение низколегированной стали в этой области позволяет сэкономить металл, снизить массу конструкций, трудозатраты на изготовление и монтаж, а следовательно, себестоимость.
  • Строительство инженерных сооружений, которые эксплуатируются при переменных динамических нагрузках, в условиях суточных и сезонных значительных температурных перепадов.
  • Производство паровых турбин. Для этих целей используют теплоустойчивые марки, легированные молибденом, хромом+молибденом, хромом+молибденом+ванадием. Такие изделия также устойчивы к значительным пневмонагрузкам.

Наиболее распространенная марка – 09Г2С – и ее аналоги используются при производстве проката, способного работать в широком температурном интервале – от -70°C до +450°C. Из такого металлопроката изготавливают паровые котлы, емкости и аппараты, эксплуатируемые при высоком давлении, сварные конструкции ответственного назначения, используемые в химической, нефтяной индустрии, судостроении. Марку 09Г2С применяют при производстве горячекатаных бесшовных труб, электросварных труб значительных диаметров, контейнеров значительной грузоподъемности.

Низколегированная сталь: состав, обозначение, свойства

Для улучшения эксплуатационных характеристик сталей используется легирование – введение в состав при плавке различных добавок (одной или нескольких) в определенных процентных соотношениях. По величине процентного содержания легирующих элементов стали разделяют на группы: низколегированные, среднелегированные и высоколегированные.

Состав

Низколегированные стали отличаются более высокими механическими характеристиками, по сравнению с обычными. Технология производства низколегированных сталей включает введение легирующих элементов, общее количество которых не превышает 2,5% по одним источникам, и 5% – по другим.

Массово для легирования строительных сталей применяют недорогие распространенные элементы: марганец и кремний. Для получения комплекса требуемых характеристик востребованы более дорогие добавки: молибден, хром, никель, вольфрам, ванадий, ниобий, титан.

Обозначение

Одним из стандартов, регламентирующих производство низколегированной стали, является ГОСТ 19282-73. Стандарт распространяется на толстолистовую, широкополосную, рулонную сталь, в части нормативов на химсостав – на тонколистовую продукцию, поковки, штамповки, фасонный и сортовой прокат, востребованные в строительстве и реконструкции старых зданий, машиностроении для изготовления сварных и сборно-разборных конструкций. Применяются такие сплавы в основном без дополнительной термической обработки.

Для обозначения марок низколегированных сталей, согласно ГОСТу, используют буквенно-цифровую маркировку, включающую:

  • группу цифр в начале, означающую содержание углерода в сотых долях процента;
  • букву, соответствующую легирующему элементу, и цифры, обозначающие процентное содержание этого элемента. Если содержание добавки менее одного процента, то цифра не ставится

Например, маркировка 18ХГТ расшифровывается следующим образом: углерод – 0,18%, хром, марганец и титан присутствуют в количествах, не превышающих 1% (каждый).

Свойства низколегированных сталей

Применение различных легирующих добавок и их комбинаций позволяет получать требуемые характеристики металла.

  • Кремний – единственный неметаллический элемент, применяемый для легирования. Его преимущества: дешевизна и однозначная зависимость твердости сплава от процентного содержания Si. Востребован при выплавке недорогих строительных сталей, применяется в сочетании с марганцем, например, в марках 09Г2С, 10ГС. Особенность низколегированных сталей с содержанием марганца более 1% – устойчивость к ударным нагрузкам.
  • Хром – служит для повышения твердости и устойчивости стали к образованию и развитию очагов коррозии. Коррозионную стойкость также улучшают молибден, титан, никель.
  • Медь – повышает пластичность. Но при избыточной концентрации этого элемента происходит налипание стали на смежные металлические поверхности. Для конструкционных легированных сталей, работающих в условиях интенсивного трения, это является большим недостатком.
  • Вольфрам и молибден повышают теплостойкость, особенно при продолжительной эксплуатации при повышенных температурах.
  • Ванадий – применяется в комплексном легировании, способствует созданию равномерной структуры.

Низколегированные стали, помимо химического состава, различаются по отсутствию или наличию дополнительной термической обработки (закалка+отпуск, нормализация+отпуск), отжига, а также способности к свариваемости.

Низколегированная сталь, свойства, технические характеристики, особенности обработки и виды низколегированных сплавов

Низколегированная сталь содержит легирующие элементы в небольшом количестве, откуда и соответствующие название. Среди легирующих компонентов: хром, никель, молибден и др., придающие ей особые свойства. Благодаря указанным выше элементам, низколегированная сталь приобретает лучшую прочность, становится более податливой для обработки и устойчивость к коррозии, хотя и остаются достаточно уязвимыми перед воздействием атмосферных явлений. Легирующих элементов в составе сплава должно быть менее 2,5%, от всего объема, не считая углерода.

Низколегированная сталь марки

Низколегированная сталь марки которой указывают химический состав сплава, производится в большом количестве типов и наименований. Технология маркирования металла построена следующим образом: цифра, которая стоит перед буквой, соответствует среднему показателю углерода в стали в сотых долях процента. Буквы соответственно показывают наименование легирующего элемента:

  • Г- марганец;
  • С- кремний;
  • Х- хром;
  • Н- никель и т.д.

Если компонента в составе менее 0,3% от всего объема материала, то его в обозначение не вносят. Такие стали имеют лучшие механические свойства, выше износостойкость, лучшую свариваемость, чем углеродистые стали, но все эти марки нуждаются в защите от коррозии. Низколегированные стали марки 10ХСНД, 10ХНДП, 15ХСНД содержат легирующие их медь и олово, обладают замечательной стойкостью к атмосферным воздействиям, поэтому их применяют для строительных конструкций, опор электропередач и т.д. Такие марки как 18Г2С, 25Г2С используют в железобетонных конструкциях как арматуру. Марки 16ГС, 09Г2С, содержащие кремний и марганец, высокопрочные и очень надежные, они успешно применяются в химической промышленности. Эти стали имеют хорошую пластичность, ударную вязкость и свариваемость.

Низколегированная сталь применение

Низколегированная сталь применение которой довольно обширно в силу сочетания ряда положительных характеристик. Так механическая прочность стали позволяет снизить вес конструкций иногда до 30%, путем применения различной прокатной продукции. Кроме того, применение низколегированных сталей дает возможность повышать надежность конструкции и продолжительность срока службы, снижая при этом их стоимость. Благодаря хорошей сбалансированности легирующих элементов, толщина изделий значительно сокращается, поэтому низколегированная сталь применение находит в судостроении, магистральных трубопроводов, мостостроении, применяют ее и на железобетонных комбинатах для обеспечения жесткости железобетонных конструкций, для изготовления сосудов работающих под давлением, шахтного оборудования, землеройного и др.

Маркировка низколегированных сталей

Маркировка низколегированных сталей имеет буквы и цифры. Буква обозначает содержащийся легирующий элемент, а цифра среднее содержание элемента. Пример: сплав 18ХГТ содержит:

  • 0,18% С;
  • 1% Cr;
  • 1% Mn;
  • 0,1% Ti.

Марки низколегированных сталей могут иметь дополнительные обозначения:

  • Р — быстрорежущая сталь;
  • Ш — шарикоподшипниковая;
  • А — автоматная сталь;
  • Э – электротехническая;
  • Л — полученная литьем.
Обработка низколегированной стали

Обработка низколегированной стали может быть термической, для придания сплаву повышенной прочности, пластичности, устойчивости к низким температурам и хорошую стойкость к коррозии. Например, трубы нефте-газопровода нуждаются в особых прочностных свойствах. Обработка низколегированной стали может быть механо-термической. При этом заготовка проходит холодную ковку и последующий за ним отжиг. При ковке получают необходимую мелкозернистость и нанокристалическое состояние, а отжиг производит необходимые рекристаллизационные процессы с появлением дисперсной структуры. Такая процедура позволяет исправить мельчайшие дефекты в микроструктуре сплава и повышает сопротивление хрупкому разрушению.

 

 

Низколегированные стали

Наряду с малоуглеродистыми сталями обыкновенного качества для тяжелых конструкций применяются низколегированные стали, имеющие более высокие механические характеристики (стали НЛ). По ГОСТ 5058-49 предусматривались всего две марки таких сталей: НЛ1 и НЛ2.

В связи со своим более сложным и разнообразным химическим составом низколегированные стали по новому ГОСТ имеют и более сложные наименования (обозначения). В основу обозначения марки низколегированной стали положен ее химический состав.

В обозначение входят: среднее количество углерода в сотых долях процента и затем наименования компонентов: марганца — (Г), кремния — (С), хрома — (X), никеля — (Н), меди — (Д). Цифры после букв указы­вают процентное содержание соответствующего элемента в целых единицах. Если количество какого-либо компонента составляет менее 0,3%, то такой компонент вовсе не обозначается и не считается легирующим. Так, сталь марки 14Г2 является марганцовой сталью с содержанием в среднем 0,14% углерода и от 1 до 2% марганца, остальные же ком­поненты входят в количествах, меньших 0,3%; марка 15ХСНД обозначает сталь, содержащую в среднем 0,15% углерода и легированную хромом, кремнием, никелем и медью в количествах более 0,3 и менее 1%. ГОСТ охватывает большое количество низколегированных сталей, пригодных для строительства. Здесь должны быть отмечены уже освоенные стали 15ХСНД (бывшая сталь НЛ2), 10ХСНД (бывшая сталь СХЛ4), 10Г2СД (бывшая марганцово-кремнистая сталь — МК), применяемая для трубопроводов и листовых конструкций, а также более новые стали 14Г2, 15ГС, 14ХГС и др. Отличием всех этих сталей является то, что они содержат мало углерода (<0,18%), а их повышенные механические свойства достигаются другими присадками (марганцем, кремнием, хромом, никелем и др.). Механические характеристики этих сталей примерно на 40 — 50% выше соответствующих ха­рактеристик стали марки Ст. 3.

Все низколегированные стали поставляются одновременно по механическим свойствам и химическому составу. Механические свойства и химический состав низколегированных сталей, представляющих интерес для строительства, указаны соответственно в табл. 3 и 4.

Все перечисленные виды сталей хорошо свариваются и имеют хорошую ударную вязкость с низким порогом хладноломкости (—40о — —60°). Они изготовляются спокойными и имеют поэтому мелкозернистую струк­туру. Присутствие меди, хрома и никеля повышает стойкость многих марок против коррозии. С другой стороны, низколегированные стали бо­лее чувствительны к концентрации напряжений и потому часто имеют относительно более низкую вибрационную прочность.

Основной причиной, стимулирующей переход на новые марки низколе­гированной стали, является сложность легирования стали НЛ2 (15ХСНД) и ее большая стоимость вследствие содержания в ней никеля, меди и хрома. Поэтому основным направлением в создании новых низколегированных сталей является простое легирование дешевыми безникельными присадками. Типичным представителем таких сталей является сталь марки 14Г2, основанная на присадке дешевого марганца, которая и должна рассматриваться как основная строительная низколегированная сталь. Правда, простота легирования приводит к некоторому снижению прочностных показателей и требует особой тщательности изготовле­ния (наличие чистого ферромарганца), поскольку плавку нельзя корректировать другими компонентами, как в многокомпонентных сталях, но зато плавка последних более трудоемка и дорога. Компромиссным решением являются стали марок 15ГС и 14ХГС, которые должны рассматриваться как весьма перспективные.

 

марки, состав, свойства, область применения

Чтобы улучшить технические характеристики металлов, сплавов, проводится технологический процесс, называемый легированием. Он подразумевает под собой введение в состав соединения материалов дополнительных добавок, которые изменяют его свойства. Зависимо от того, сколько процентов дополнительных компонентов добавляется, выделяется три группы получаемых материалов. Любой мастер металлообработки должен знать низколегированные стали, их марки.

Сталь низколегированная и ее марки

Состав

Прежде чем начинать разбираться со свойствами, необходимо узнать состав низколегированных сталей. Количество легирующих добавок не должно превышать 5% (некоторые источники указывают максимальное количество дополнительных компонентов — до 2.5%). Углерод не считается легирующим компонентом.

К наиболее популярным, недорогим дополнительным добавкам относятся:

  1. Ванадий — отвечает за равномерную структуру.
  2. Молибден — увеличивает устойчивость соединения к высоким температурам.
  3. Ниобий — повышает показатель прочности.
  4. Вольфрам — увеличивает теплостойкость.
  5. Титан — повышает показатель износоустойчивости.
  6. Никель, кремний — повышают удароустойчивость, сопротивляемость току.

Свойства низколегированных сталей

Чтобы понимать возможности, сферы применения низколегированных материалов, требуется разобраться с их физическими, химическими свойствами:

  1. Высокая износостойкость.
  2. Высокая коррозийная стойкость.
  3. Повышенные механические свойства.
  4. Высокая поверхностная твердость.

Классификация легированных сталей

С развитием новых технологий, появлением разных легированных сталей, их нужно было классифицировать.

Разделение по количеству углерода, содержащегося в сплаве:

  1. Высокоуглеродистые — более 0.65%.
  2. Среднеуглеродистые — от 0.25% до 0.65%.
  3. Низкоуглеродистые — менее 0.25%.

Разделение по процентному содержанию легирующих добавок:

  1. Низколегированные — до 5% (по некоторым источникам до 2.5%).
  2. Среднелегированные — до 10%.
  3. Высоколегированные — 10–50%.

По внутренней структуре легированные стали бывают:

  1. Эвтектоидные — перлитная структура.
  2. Ледебуритные — наличие первичных карбидов в структуре.
  3. Доэвтектоидные — присутствие избыточных ферритов, насыщающих состав.
  4. Заэвтектоидные — наличие вторичных карбидов в сплаве.

По назначения эти материалы можно разделить на две больших группы:

  1. Строительные — для изготовления металлоконструкций, которые во время последующей эксплуатации не будут подвергаться критическим температурам.
  2. Машиностроительные — используются при изготовлении деталей для разных механизмов, корпусов.

Машиностроительные стали бывают:

  1. Цементуемые — при изготовлении проходят процесс цементации, а затем закалки.
  2. Жаропрочные — среднеуглеродистые стали. Применяются при изготовлении изделий, использующихся в сфере энергетики.
  3. Улучшаемые — материалы, проходящие дополнительную закалку. Из них изготавливаются детали, подвергающиеся большим нагрузкам.
Легированная сталь высокоуглеродистая

Легирующие элементы и их влияние на свойства сталей

Выше описывалось несколько легирующих добавок, которые добавляются в состав соединений наиболее часто. Чтобы понимать, как воздействуют все дополнительные компоненты на технические характеристики сплава, требуется разобраться с ними по отдельности более подробно:

  1. Титан — зернистость структуры уменьшается, повышаются показатели плотности, прочности.
  2. Сера — этого компонента не должно быть более 0.65% в составе. В противном случае снизится устойчивость к коррозии, пластичность, ударная вязкость.
  3. Углерод — содержание не более 1.2% повышает показатели прочности, твердости. Если количество будет увеличено, технические параметры снизятся.
  4. Фосфор — не подходит в качестве легирующей добавки. Увеличение его количества в составе приводит к резкому снижению технических параметров.
  5. Алюминий — чтобы повысить окалиностойкость, добавляется этот компонент.
  6. Никель — способствует повышению коррозийной стойкости, вязкости, пластичности.
  7. Хром — увеличивает твердость, прочность, коррозийную стойкость.
  8. Кремний — содержание этого компонента не должно превышать 15%. Увеличивает электросопротивление, магнитопроницаемость.
  9. Марганец — содержание до 0.8% причисляется к одной из технологических примесей. Снижает негативное воздействие серы на сплав.
  10. Кислород, азот — большое количество пузырьков газов в составе делает металл более хрупким.
  11. Водород — металлурги стараются снизить количество этого компонента в составе, чтобы сделать материал более прочным.

Маркировка

Маркировка металла несет в себе множество информации для покупателей, людей, работающих с продукцией. Марки низколегированной стали указываются по ГОСТу 4543-71. Маркировка представляет собой набор букв, цифр, каждая из которых имеет определенное значение. Стандартная расшифровка:

  1. На первом месте идет буква. Она определяет свойства металла, относит его к определенный подгруппе. Например, буква «Ж» указывает на основу из нержавейки.
  2. Цифра, идущая после первой буквы, обозначает процентное содержание углерода в составе. Например, 5 — 0.05%.
  3. Далее обозначаются легирующие добавки по периодической таблице.
  4. После обозначений дополнительных компонентов, указываются цифры, говорящие об их процентном содержании в соединении.

Применяются низколегированные стали в разных направлениях промышленности. Область применения:

  1. Изготовление облегченных конструкций из металла.
  2. Корпуса для бытовой техники.
  3. Детали для промышленного оборудования.
  4. Режущие инструменты.

Из-за высокой цены на подобные материалы, их используются в тех случаях, когда аналоги не могут справиться с поставленными задачами.

Конструкция из металла

Сварка

Чтобы соединить детали из низколегированной стали с помощью сварки, нужно учитывать несколько нюансов:

  1. Изготавливать вертикальные, потолочные швы.
  2. Сварочный стержень должен быть не менее 4 мм по сечению.
  3. Чтобы снизить скорость охлаждение металла, требуется выполнять стыковые или бортовые швы.
  4. Сваривая заготовки толщиной, не превышающей 6 мм, требуется выполнять только один проход.
  5. Чтобы придать соединению высокую пластичность, нужно использовать электроды Э42А.
  6. Если металл содержит малое количество углерода, требуется применять электроды с покрытием из фтора, кальция.

Для проведения сварочных работ, требуется использовать специальную присадку Св-10Г2.

Низколегированные стали имеют повышенные технические параметры, благодаря добавлению дополнительных компонентов в состав. Их используют в тех направлениях промышленности, где нужно применять детали, металлоконструкции высокой прочности, износоустойчивости. Для соединения отдельных деталей, нужно учитывать ряд нюансов использования сварочного оборудования.

Низколегированная сталь – обзор

3.6.1 Низколегированные и углеродистые стали

Низколегированные и углеродистые стали составляют основную часть конструкционных металлов, и мы вместе называем их ферритными сталями, чтобы отличить их от аустенитных марок. . Они имеют относительно низкое содержание легирующих элементов, особенно углеродистые стали, что объясняет их низкую стоимость по сравнению с высоколегированными сталями, такими как нержавеющие стали. Однако микроструктура этих сплавов весьма разнообразна и не ограничивается преимущественно ферритом.Ферритные стали легко формуются и свариваются, и существует множество способов контролировать микроструктуру и свойства с помощью термической обработки и механической деформации. Именно сочетание производственной гибкости, доступности и низкой стоимости делает ферритные стали наиболее широко используемыми сталями для систем давления. Одним из ограничений ферритных сталей является то, что вязкость разрушения может резко снижаться при низкой температуре, явление, известное как «переход из пластичного в хрупкое состояние» в сталях.

Углеродистые стали обычно наименее дорогие и используются в больших объемах, таких как трубопроводы. Углеродистые стали обычно содержат марганец в концентрациях до 2 мас.% И углерод в концентрациях от 0,02 до 0,5 мас.%. Кремний присутствует в результате процесса производства стали в количестве около 0,5 мас.%. Сера и фосфор являются обычными нежелательными элементами, которые присутствуют во всех сталях в небольших концентрациях и могут оказывать вредное воздействие на свойства, если их не контролировать.В последние несколько десятилетий добавки микролегирования широко применялись в углеродистых сталях для улучшения механических свойств и производственных процессов. Общее содержание микролегирующих элементов обычно составляет менее 0,5 мас.% И обычно состоит из ниобия, ванадия и титана. Углеродистые стали для работы с водородом перерабатываются для получения однородных мелкозернистых микроструктур [31]. Нормализующая термообработка, состоящая из нагрева стали в области аустенитной фазы с последующим охлаждением на воздухе [52], может дать желаемую микроструктуру в обычных сталях.Для микролегированных сталей используются более сложные термомеханические процессы, состоящие из горячей прокатки в области аустенитно-ферритной фазы для получения желаемой мелкозернистой микроструктуры в готовом продукте [52].

Низколегированные стали отличаются добавками хрома, молибдена и, в некоторых случаях, никеля. Эти элементы добавляются в концентрациях в несколько процентов, но общее содержание сплава обычно составляет менее 5 мас.%. Современные стальные сосуды под давлением обычно изготавливаются из низколегированных сталей с микроструктурой «закаленной и отпущенной».Последовательность термообработки для создания этой микроструктуры состоит из нагрева в области аустенитной фазы, быстрого охлаждения (закалки) с образованием мартенсита, затем отпуска при промежуточной температуре [52]; этот процесс можно использовать для данной стали для получения широкого диапазона прочностных свойств. Для сосудов с газообразным водородом параметры термообработки выбираются так, чтобы получить однородную микроструктуру отпущенного мартенсита с пределом прочности ( S u ) менее 950 МПа (раздел 3.5.1) [45]. Низколегированные стали имеют улучшенные характеристики упрочнения по сравнению с углеродистыми сталями при эквивалентном содержании углерода, а их микроструктура более стабильна при повышенных температурах.

Восприимчивость ферритных сталей к водородному охрупчиванию является особенно сложной функцией поперечного сечения микроструктурных, механических и экологических переменных, поскольку микроструктура и прочность могут варьироваться в таких широких пределах. Микроструктуры в низколегированных и углеродистых сталях, устойчивых к водородному охрупчиванию, полностью не выяснены, хотя, как уже упоминалось ранее, мартенсит обычно считается очень восприимчивым к водородному охрупчиванию, особенно без отпуска [7, 8].Как описано в разделе 3.4.1 (рис. 3.2), общепринятой тенденцией является то, что склонность к водородному охрупчиванию увеличивается с увеличением прочности материала. Следовательно, закаленные и отпущенные низколегированные стали для сосудов под давлением ограничены правилами и стандартами относительно низкопрочных условий для обеспечения устойчивости к водородному охрупчиванию по сравнению с тем же сплавом с более высокой прочностью. Фактически, высокопрочные стали могут сильно охрупчиваться при воздействии парциального давления водорода менее 1 атм.Однако тенденции прочности следует квалифицировать, поскольку состав сплава и микроструктура могут в некоторых случаях доминировать над водородным охрупчиванием [8]. Например, высокоуглеродистая сталь с микроструктурой низкой прочности может быть более восприимчивой к водородной хрупкости, чем низколегированная сталь средней прочности. Таким образом, тщательный учет микроструктуры по отношению к водородной среде чрезвычайно важен для надежной конструкции.

При хранении газа распространение усталостных трещин, вызванное водородным охрупчиванием, необходимо рассматривать количественно, поскольку существующие данные по усталости в газообразном водороде показывают, что углеродистые стали могут подвергаться значительному воздействию даже при низком давлении газа [29, 43, 44, 53, 54] .Для низколегированных сталей данные о распространении усталостных трещин в газообразном водороде в значительной степени отсутствуют [34, 55–57], и большая часть инженерного опыта относится к меньшему количеству циклов давления (например, промышленные газовые баллоны), чем ожидается для применения при заправке топливом. Следовательно, как для низколегированных, так и для углеродистых сталей ожидается, что распространение усталостной трещины будет важным, если не ограничивающим фактором при работе с газообразным водородом.

Сварка низколегированных и углеродистых сталей в любой системе давления представляет собой серьезную проблему.Многие компоненты, работающие под давлением, спроектированы с использованием бесшовной конструкции, чтобы свести к минимуму возможность разрушения сварных швов, в частности в ЗТВ, которая может иметь значительно более низкое сопротивление разрушению, чем основной металл. В водородной среде HAZ может быть более восприимчивой к водородному охрупчиванию, чем основной металл. Относительно мало исследований посвящено водородному охрупчиванию сварных швов в ферритных сталях [29, 30], и необходимы более подробные исследования. Одной из важных характеристик материала, определяющих свойства сварного шва, является углеродный эквивалент (CE).CE представляет собой средневзвешенное значение элементов, где концентрации углерода и марганца являются значимыми факторами [31]. Более высокие значения CE увеличивают склонность к образованию мартенсита во время сварки. Поскольку незакаленный мартенсит чрезвычайно уязвим для водородного охрупчивания [7, 8], сварные швы могут стать предметом серьезного беспокойства, если не может быть применена термообработка после сварки. Хотя низкие значения CE указаны для предотвращения образования мартенсита в сварных швах [31], эти области часто все же тверже, чем окружающий основной металл трубопровода.Как указано в разделе 3.4.1, более высокая твердость (т.е. более высокий предел текучести) делает стальные сварные швы более восприимчивыми к водородному охрупчиванию.

Повышенная температура является особенно ограничивающим условием эксплуатации недорогих сталей в контакте с газообразным водородом, поскольку может действовать необратимый механизм разложения водорода, называемый водородной атакой (раздел 3.4). Атомарный водород в стали будет реагировать с углеродом в определенных условиях с образованием метана, который нерастворим в металлах, образуя пористость и образование пузырей [2].Условия, при которых происходят эти реакции, сильно зависят от активности углерода и, следовательно, от состава стали и температуры. Время выдержки также играет важную роль, хотя диффузия водорода в ферритных сталях довольно быстрая; таким образом, деградация может активироваться в течение относительно короткого времени воздействия. Углеродистые стали с низким содержанием переходных металлов (например, хрома, молибдена) наиболее подвержены этому механизму разложения и, как правило, не рекомендуются для использования при температурах выше примерно 473 К.Легирующие элементы, которые проявляют сильное сродство к углероду, такие как хром и молибден (легирующие агенты в низколегированных сталях), повышают стойкость к воздействию водорода, эффективно повышая температуру, при которой эти сплавы могут использоваться в водородной среде. Элементы микролегирования, такие как ванадий и ниобий, добавляются из-за их сильного сродства с углеродом и, таким образом, имеют наибольшее преимущество в пересчете на вес. Неясно, в какой степени микролегирующие элементы конкретно снижают водородную атаку, но низкое содержание этих легирующих элементов может не иметь существенного эффекта.В документе RP941 Американского института нефти (API) приведены эмпирически установленные границы для различных классов сплавов, основанные на многолетнем инженерном опыте [58]; эти границы обычно называют кривыми Нельсона.

Низколегированные стали – Howco Group

Низколегированные 4340: ASTM A29 (VO1.05)

Общий объем

AISI 4340 – это низколегированная сталь, номинально содержащая 0,4% C, 0,8% Cr, 0,25% Mo и 1,8% Ni. Более высокие уровни прочности до 150 KSI 0.2% PS может быть получен подходящей термообработкой. Часто используется вместо AISI 4140 для более высоких уровней прочности из-за его лучшей прокаливаемости и улучшенной ударной вязкости CVN.

Из-за доступности этот сорт часто заменяется европейскими стандартами 817M40, EN24 и 1.6528 34CrNiMo6; которые аналогичны, но имеют несколько более низкое номинальное содержание никеля 1,5% и более высокое номинальное содержание хрома 1,3%.

Ограничения прокаливаемости этой марки (глубина, до которой она затвердеет / получит заданные механические свойства после термообработки) всегда должны приниматься во внимание при проектировании и выборе оборудования.

Химический состав

C Si Mn-P S Cr Ni Пн Fe
Мин. 0.38 0,15 0.60 0,70 1,65 0,20 0,00
Макс 0,43 0,35 0,80 0.035 0,040 0,90 2,00 0,30 0,00

Механические свойства

Состояние: закаленное и отпущенное

Марка не одобрена NACE MR0175: содержание никеля превышает максимальный предел 1%, указанный в NACE MR1075.
U.T.S150 KSI мин. (1035 Н / мм 2 )
0,2% Испытательное напряжение 130 KSI мин. (896 Н / мм 2 )
Удлинение 13%
Красный Площадь 40%
Диапазон размеров: 3 дюйма ∅ – 26 дюймов ∅

Изготовлено в основном в:

  • Дубай, ОАЭ
  • Эдмонтон, Канада
  • Хьюстон, Техас
  • Шеффилд, Англия
  • Сингапур

Низколегированные стали A / SA335 P11 / P22 / P5 / P9 / P91 / P92

Более 20 лет Stainalloy поставляет трубы из низколегированного сплава A / SA335, фитинги A / SA 234 и фланцы A / SA 182 для применения в нефтехимической и энергетической отраслях.ASTM A335 (ASME S / A335, Chrome-Moly) представляет собой бесшовную ферритную легированную сталь для работы при высоких температурах. Материал, заказанный в соответствии с данной спецификацией, подходит для гибки, отбортовки и аналогичных операций формовки, а также для сварки плавлением.

Материалы труб из низколегированного сплава часто называют хромомолибденовыми материалами из-за химического состава молибдена (Mo) и хрома (Cr). Хром увеличивает твердость и прочность и лишь минимально снижает эластичность. Молибден улучшает прочность на разрыв и особенно термостойкость .Кроме того, он благоприятно влияет на сварочные свойства. Молибден – наиболее эффективная добавка, повышающая сопротивление ползучести при высоких температурах. Он также повышает коррозионную стойкость стали и предотвращает точечную коррозию. Хромомолибденовая легированная сталь делает ее идеальной для использования на электростанциях, нефтеперерабатывающих заводах, нефтехимических предприятиях и на нефтепромысловых предприятиях, где жидкости и газы транспортируются при очень высоких температурах и давлениях.

Низколегированные материалы соответствуют стандартам ASTM, известным как P-сорта.Наиболее часто используемые классы P: P5, P9, P11, P22 и P91. Что касается энергетической и нефтехимической промышленности, наиболее часто используются , P11 UNS K11597, P22 UNS K21590 и P91 UNS K91560, поскольку эти сплавы обеспечивают более длительный срок службы, не ухудшаются и обеспечивают улучшенные свойства сопротивления ползучести. P5 UNS K41545 и P9 UNS K90941 обычно используются на нефтеперерабатывающих заводах.

Stainalloy состоит из ½ дюймов до 48 дюймов включительно. бесшовные ASTM A335, в основном P9 и P91, производимые только самыми уважаемыми заводами.Трубы производятся в соответствии с ASTM A335 / ASME SA335, бесшовные и сварные фитинги в соответствии с ASTM A234, а фланцы и поковки в соответствии с легированной сталью ASTM A182.

марок легированной стали – Continental Steel & Tube Company

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

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

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

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

Разница между низколегированной и высоколегированной сталью

Легированная сталь – это сталь, легированная различными элементами в общем количестве от 1,0% до 50% по весу для улучшения ее механических свойств. Легированные стали делятся на две группы: низколегированные стали и высоколегированные стали.

Высоколегированная сталь

Высоколегированные стали отличаются высоким процентным содержанием легирующих элементов. Нержавеющая сталь – это высоколегированная сталь, которая содержит не менее 12 процентов хрома. Нержавеющая сталь делится на три основных типа: мартенситную, ферритную и аустенитную. Мартенситные стали содержат наименьшее количество хрома, известны своей высокой прокаливаемостью и в основном используются для изготовления столовых приборов. Ферритные стали содержат от 12 до 27 процентов хромоникелевого сплава и подходят для использования в автомобилях и промышленном оборудовании.Аустенитные стали содержат большое количество никеля, углерода, марганца или азота и обычно обладают самой высокой коррозионной стойкостью. Аустенитные стали в основном используются для хранения агрессивных жидкостей и горнодобывающего, химического или фармацевтического оборудования.

Сталь низколегированная

Среди легированных сталей, когда содержание Ni, Cr, Mo и других легирующих элементов составляет менее 10,5%, называют низколегированными сталями. В низколегированных сталях процент легирующих элементов намного ниже, обычно от 1 до 5 процентов.Эти стали имеют разную прочность и применение в зависимости от выбранного сплава. Высокопрочные низколегированные (HSLA) стали или микролегированные стали разработаны для обеспечения лучших механических свойств и / или большей устойчивости к атмосферной коррозии, чем обычные углеродистые стали в обычном понимании.

Легированная сталь

может далее классифицироваться как

  • Низколегированные стали : сумма легирующих элементов в которых составляет <5%
  • Высоколегированные стали : сумма легирующих элементов в которых составляет> 5%

Применение легированной стали

Легированная сталь используется в основном в автомобильной промышленности и деталях машин.Легированная сталь может использоваться в тех областях, где углеродистая сталь имеет ограничения, ниже приведены несколько вариантов применения легированной стали:

  • Высокотемпературные услуги, такие как нагревательные трубы, котельные трубы из легированной стали
  • Низкотемпературные услуги, такие как криогенное применение
  • Служба очень высокого прижима, такая как Steam Header
  • Используется в производстве самолетов и большегрузных автомобилей для коленчатых, распределительных и гребных валов и т. Д.
  • General Engg и основа пресс-формы.

Здесь вы можете увидеть обычную марку легированной стали, с которой вы столкнетесь.

  • Для труб: ASTM A335 Gr P1, P5, P11, P9
  • Для кованых фитингов: ASTM A234 Gr.WP5, WP9, WP11
  • для кованых фитингов: ASTM A182 F5, F9, F11 и т. Д.

Стали легированные марки

4340
Технические характеристики: AMS 6359, AMS 6414, AMS 6415
Форма: плоский стержень, пластина, круглый стержень
300M
Технические характеристики: AMS 6257, MIL-S-8844, AMS 6417, AMS 6419, AMS 2300, BMS 7-26 Type 1, GE S400, GE S1000
Форма: плоский стержень, круглый стержень
4330 M
Технические характеристики: AMS 6411, AMS 6427, BMS 7-122, AMS 2300, GE S400, GE S1000
Форма: плоский стержень, круглый стержень
9310
Технические характеристики: AMS 6265, AMS 6260
Форма: круглый стержень
HP9-4-30
Технические характеристики: AMS 6526 (кроме N&T), EMS 96247
Форма: Круглый пруток, Кованый пруток
Азотирование 135
Технические характеристики: AMS 6470, AMS 6471, AMS 6472
Форма: Круглый пруток
h21
Технические характеристики: AMS 6485, AMS 6487, AMS 6488
Форма: круглый стержень

Свойства легированной стали

МАТЕРИАЛ ХИМИЯ Заявка
AISI / ASTM EN DIN JIS C SI Mn-P S Cr Вт Пн
4340 EN24 40NiCrMo84 0.40 0,25 0,65 0,03 0,04 1,2 1,5 0,37 Используется в производстве самолетов и тяжелых транспортных средств для коленчатых валов, зубчатых валов, распределительных и гребных валов и т. Д.
52100 EN31 100Cr6 0.45 0,25 0,8 0,03 0,03 Общая инженерия и пресс-формы.
EN353 20NiCrMo5 .20 МАКС .35 МАКС 0,50–1,00.040 0,040 0,75 – 1,25 .08 – .15 Обрабатывающие компоненты.
8620 S620 21NiCrMo2 0,20 0,80 1,70 0,020-0,025 0,010–0,015 1.50 0,70 Обрабатывающие компоненты.
4140 4140 42CrMo4 0,38 – 0,43 .20 – .35 0,75 – 1,00 0,035 0,035 0,80 – 1,10 Обрабатывающие компоненты.
16Mncr5 16MnCr5 0,14 – 0,19 .15 – .40 1,00 -1,30 .035 МАКС .035 МАКС .80-1.10 Обрабатывающие компоненты.
5120 20Мнкр5 20MnCr5.17 – 0,22 .10 – .35 1,10 – 1,40 0,035 0,035 1,00 – 1,30 Обрабатывающие компоненты.

Легирующие элементы

Обычно используемые легирующие элементы:

  • Хром – Повышает устойчивость к коррозии и окислению. Повышает закаливающую способность и износостойкость.Повышает жаропрочность.
  • Никель – Повышает способность к закалке. Повышает прочность. Повышает ударную вязкость при низких температурах.
  • Молибден – Повышает закаливающую способность, жаропрочность и износостойкость. Усиливает действие других легирующих элементов. Устранение отпускной хрупкости сталей. Повышает жаропрочность.
  • Марганец – Повышает способность к закалке. Комбинируется с серой для уменьшения побочных эффектов.
  • Ванадий – Повышает закаливающую способность, жаропрочность и износостойкость. Повышает сопротивление усталости.
  • Титан – прочнейший карбидообразующий элемент. Добавляется в нержавеющие стали для предотвращения выделения карбида хрома.
  • Кремний – Удаляет кислород при производстве стали. Повышает прочность. Повышает твердость способности
  • Бор – Повышает закаливающую способность. Создает мелкую фракцию.
  • Алюминий – образует нитрид в азотированных сталях.Обеспечивает мелкий размер зерна при отливке. Удаляет кислород при плавке стали.
  • Кобальт – Повышает термостойкость и износостойкость.
  • Вольфрам – Повышает твердость при повышенных температурах. Уточняет размер зерна.

Роль легирующих элементов

В зависимости от количества легирующих элементов изменяются следующие свойства материала, например

  • Коррозионная стойкость
  • Прокаливаемость
  • Обрабатываемость
  • Стабильность при высоких или низких температурах
  • Пластичность
  • Прочность
  • Лучшая износостойкость
  • Улучшенная свариваемость

Тип по сплаву

Легированная сталь

часто классифицируется по типу сплава и его концентрации.Вот несколько наиболее распространенных добавок к легированной стали:

  • Алюминий удаляет кислород, серу и фосфор из стали.
  • Висмут улучшает обрабатываемость.
  • Хром повышает износостойкость, твердость и ударную вязкость.
  • Кобальт увеличивает стабильность и способствует образованию свободного графита.
  • Медь улучшает закалку и устойчивость к коррозии.
  • Марганец повышает прокаливаемость, пластичность, износостойкость и жаропрочность.
  • Молибден снижает концентрацию углерода и увеличивает прочность при комнатной температуре.
  • Никель улучшает прочность, коррозионную стойкость и стойкость к окислению.
  • Кремний увеличивает прочность и магнетизм.
  • Титан улучшает твердость и прочность.
  • Вольфрам улучшает твердость и прочность.
  • Ванадий повышает ударную вязкость, прочность, коррозионную стойкость и ударопрочность.

Углеродистая или легированная сталь прочнее?

Углеродистая сталь не является нержавеющей сталью, поскольку относится к легированным сталям. Как следует из названия, содержание углерода в стали увеличивается, что делает ее более твердой и прочной за счет применения термической обработки. Однако добавление углерода делает сталь менее пластичной.

Что подразумевается под нелегированной сталью?

Эти стали характеризуются в основном своими механическими свойствами. … Они в основном состоят из нелегированных или легированных сталей, содержащих бор, марганец, кремний, никель, хром, молибден или комбинацию этих элементов.

Какие типы легированной стали бывают?

Однако термин «легированная сталь» является стандартным термином, относящимся к сталям с другими легирующими элементами, намеренно добавленными в дополнение к углероду.Обычные легирующие добавки включают марганец (самый распространенный), никель, хром, молибден, ванадий, кремний и бор.

Насколько прочна легированная сталь?

Нержавеющая сталь – сплав стали, хрома и марганца дает коррозионно-стойкий металл с пределом текучести до 1560 МПа и пределом прочности на разрыв до 1600 МПа. Как и все виды стали, этот сплав обладает высокой ударопрочностью и имеет средний балл по шкале Мооса.

Какой металлический сплав самый прочный в мире?

Новый сплав на основе магния как самый прочный и легкий металл в мире, который изменит мир.Исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали материал с использованием магния, который легкий, как алюминий, но такой же прочный, как титановые сплавы. Этот материал имеет самое высокое отношение прочности к весу, известное человечеству.

Это целый мир стали и металлов. Нажмите на статьи ниже, чтобы узнать о различиях и узнать больше.

Куплю Инконель 600 Трубка? Трубка из сплава 600?

Проверить цену Inconel 600 Tube в Индии

Прайс-лист на инконель Хастеллой Цена за кг Цены на монель Цена на никель

Нажмите на продукты ниже, чтобы ознакомиться с последним прайс-листом

Цена из нержавеющей стали Прайс-лист на трубы Jindal Цена на титан Прайс-лист на стальной лист Jindal

Что такое низколегированная сталь

Знание типа используемой низколегированной стали и подбор подходящего присадочного металла имеет решающее значение для достижения целостности сварного шва.

Благодаря добавлению определенных сплавов низколегированные стали обладают точным химическим составом и обеспечивают лучшие механические свойства, чем многие обычные мягкие или углеродистые стали. Эти сплавы обычно составляют от 1 до 5 процентов от содержания стали и добавляются в зависимости от их способности обеспечивать очень специфический атрибут. Например, добавление молибдена улучшает прочность материала; никель добавляет прочности; а хром увеличивает термостойкость, твердость и коррозионную стойкость.Марганец и кремний, другие распространенные легирующие элементы, обладают отличными способностями к раскислению.

К счастью, несмотря на добавление этих элементов, низколегированные стали не всегда трудно сваривать. Тем не менее, точное знание того, какой тип низколегированной стали у вас есть, имеет решающее значение для достижения хорошей целостности сварного шва, как и правильный выбор присадочного металла.

Общие области применения низколегированной стали

Первый шаг к пониманию низколегированной стали – это узнать о ее распространенных применениях, которые сильно различаются во многих отраслях промышленности.Области применения низколегированной стали варьируются от военной техники, землеройного и строительного оборудования и судов до трубопроводов повышенной проходимости, сосудов и трубопроводов высокого давления, нефтяных буровых платформ и конструкционной стали.

Несколько общих групп низколегированных сталей, начиная со сталей HY 80, HY 90 и HY 100, используются для строительства корпусов судов, подводных лодок, мостов и внедорожной техники. Эти низколегированные стали содержат никель, молибден и хром, которые повышают свариваемость материала, ударную вязкость и предел текучести.При сварке этих низколегированных сталей предварительный и последующий нагрев обычно не требуется. Всегда обращайтесь к процедуре сварки, чтобы определить требования.

Другой тип низколегированной стали – высокопрочная низколегированная (HSLA) – отличается от других низколегированных марок тем, что каждый тип был создан для удовлетворения конкретных механических требований, а не определенного химического состава. Применения HSLA включают военные корабли, конструкционную сталь и другие, известные своей прочностью.

Разработанные для обеспечения прочности, вязкости при низких температурах и пластичности, стали ASTM A514, A517 и T1 закалены и отпущены и используются в таких областях, как производство тяжелого оборудования, изготовление котлов и сосудов высокого давления.

Погодоустойчивые стали, такие как ASTM A242, A588 и A709 Grade 50W, используют определенные сплавы для создания защитного, устойчивого к коррозии слоя. Этот слой также придает состаренный вид готовой стали и впервые был представлен как COR-TEN®. Износостойкая сталь популярна в произведениях искусства, в мостах и ​​в качестве облицовочного материала зданий для достижения особого эстетического вида.

Поиск подходящего присадочного металла

Присадочные металлы, используемые для сварки низколегированных сталей (независимо от конкретного типа), обычно соответствуют химическому и механическому составу основного металла.Хотя присадочный металл может быть указан в технических требованиях к работе, все же важно знать, как разные проволоки взаимодействуют с различными низколегированными основными материалами. Затем вы можете выбрать подходящий низколегированный присадочный металл, сравнив имеющуюся у вас информацию о основном металле со спецификациями AWS для каждой проволоки.

Как правило, низколегированные присадочные металлы классифицируются по их пределу прочности на разрыв в килограммах на квадратный дюйм (80 KSI или выше) и содержат легирующие элементы, такие как хром, никель или молибден.Эти присадочные металлы разработаны с учетом конкретных низколегированных базовых материалов, их химического состава, прочности металла сварного шва и требований к применению.

Для обеспечения успешной сварки присадочные материалы для низколегированных сталей должны соответствовать или превосходить основной металл по пределам прочности и текучести, а также по характеристикам удлинения и вязкости (V-образный надрез по Шарпи) или превосходить их. Однако идеальное совпадение не всегда возможно, поэтому необходимо найти наиболее близкое из возможных, за некоторыми исключениями, конечно.

Например, при сварке разнородных низколегированных сталей обычно рекомендуется согласовывать присадочные металлы с более низкопрочным основным материалом. И наоборот, чтобы получить меньшее поперечное сечение сварного шва, вы можете превзойти прочность основного материала. Превышение соответствия происходит, когда используемый присадочный металл имеет более высокую прочность, чем основной материал. Эта практика сложна, поскольку может привести к растрескиванию (особенно, если прочность металла сварного шва намного превышает прочность основного металла), например, когда используется низколегированный присадочный металл с более высоким содержанием хрома и молибдена, чем основной металл.Превышение соответствия следует проводить только в том случае, если конкретная конструкция сустава указывает на то, что это лучшая процедура.

Еще один фактор, который следует учитывать при подборе низколегированных присадочных металлов, – это толщина низколегированной стали, которую вы планируете сваривать. Например, закаленные и отпущенные стали, такие как A514, обладают определенными характеристиками растяжения, текучести и удлинения до тех пор, пока их толщина не превышает 21/2 дюйма. Их механические свойства изменяются, если материал толще, чем это. За это изменение ответственны процессы закалки и отпуска, поскольку более толстый материал закаливается медленнее и приводит к более низким минимальным пределам текучести и прочности.Поэтому для более толстого материала могут потребоваться присадочные металлы меньшей прочности.

Выбор низколегированного присадочного металла также определяется приложением. Например, соединение, которое требует термообработки после сварки (PWHT), выигрывает от присадочного металла, легированного молибденом, чтобы гарантировать, что материал сохраняет свою прочность. К таким применениям относится PWHT сосудов под давлением, которая помогает улучшить характеристики ударной вязкости или ударной вязкости и снизить любые остаточные напряжения в сварном шве, которые могут вызвать его преждевременный выход из строя.

Другим примером является применение в условиях высокой усталости, такое как землеройное оборудование, для которого требуется присадочный металл с более высокой вязкостью. Присадочный металл, легированный никелем, обеспечивает большую устойчивость к циклическим нагрузкам и усталости в такой ситуации, а также обеспечивает более высокую прочность и лучшую ударную вязкость, чем низкоуглеродистая сталь, при низких температурах.

Классификация присадочных металлов

Как и другие присадочные металлы, низколегированные присадочные металлы классифицируются по AWS.

На рис. 1 показана классификация AWS для низколегированной порошковой проволоки с защитным газом, в частности, для низколегированной порошковой проволоки с металлическим сердечником, а на рис. 2 – для низколегированной порошковой проволоки.

В обоих случаях первый пробел в классификации просто указывает «электрод». Следующие два поля относятся к пределу прочности на разрыв (x 10 KSI) и возможностям сварочного положения, за которыми следует, сплошная (S) или композитная (C) проволока. Окончательный химический состав металла шва (также известный как его класс продукта) – это последнее место. В каждой из этих классификаций химический состав в сочетании с пределом прочности на разрыв указывает на правильный присадочный металл.

Буква в поле химического состава указывает на класс присадочного металла.Каждый класс продукции, в свою очередь, соответствует определенным химическим и механическим требованиям в зависимости от сплава, который содержится в присадочном металле. Эти сплавы определяют общую свариваемость и пригодность присадочного металла, характеристики окончательного сварного шва и область применения, для которой он предназначен.

Например, низколегированные присадочные металлы, относящиеся к классу продукции B (B2, B3, B6 и B8 / 9), содержат различные количества хрома и молибдена, добавленные к ним для повышения их коррозионной стойкости.Эти присадочные металлы обычно используются при высоких температурах. Аналогичным образом, низколегированные присадочные металлы в классе изделий K (K2, K3 и K4) имеют разное количество марганцево-никелево-молибденовой смеси для повышения прочности, что делает их идеальными для сварки сталей HSLA.

На рис. 3 приведены подробные сведения о других классах низколегированных присадочных материалов, а также их сплавах, характеристиках и рекомендуемых областях применения. Эта информация должна помочь вам выбрать подходящий низколегированный присадочный металл для низколегированной стали.

Как и в любом сварочном процессе, образование является ключом к пониманию низколегированных сталей и присадочных металлов, используемых для их сварки. Фактически, вооружение себя этими знаниями может означать разницу между существенными механическими отказами и продолжающимся успехом сварки. Кроме того, всегда внимательно ознакомьтесь с процедурами сварки для вашего конкретного применения. Наконец, помните, что обращение к проверенному дистрибьютору сварочного оборудования или производителю присадочного металла часто может помочь решить любые дополнительные вопросы, которые могут у вас возникнуть.п

Марки низколегированных сталей и сварочные материалы

Определены низколегированные стали

Если содержание Ni, Cr, Mo и других легирующих элементов составляет менее 10,5%, то они определяются как низколегированные стали. Низколегированные стали состоят из сплавов с небольшими добавками хрома и никеля до сталей 11 / 13Cr с 4% никеля. Он улучшает характеристики при высоких температурах и придает некоторую коррозионную стойкость. Добавление хрома и никеля улучшает термическую стабильность стали и делает ее популярной для применений, которые подвергаются широкому диапазону температур без чрезмерного нагрева.

Производство и сварка низколегированных сталей

Низколегированные стали

создают определенные проблемы при производстве и сварке. Сложность свариваемости столь же разнообразна, как состав сплава и его применение. Комбинация сплавов имеет свои собственные проблемы свариваемости и, следовательно, требует соответствующей обработки. И в этих случаях не будет одного решения. Общим может быть тот факт, что для каждой из этих марок и даже для модифицированных версий требуется полное знание их металлургической структуры, и это должно быть согласовано с потребностями потребителей в этом материале после того, как сварка будет выполнена.Сталь с 9% хрома и молибдена – это такая сталь, которая регулярно используется в промышленном строительстве и строительстве теплообменников. Для того, чтобы сварка была успешной, требуется разработанная процедура сварки с хорошо продуманными планами контроля нагрева для предотвращения образования вредной фазы в стали.

Применение низколегированной стали

Применения для низколегированных сталей варьируются от военной техники, нефтяных буровых платформ, сосудов и трубопроводов высокого давления, землеройного и строительного оборудования, а также конструкционной стали.Несколько общих групп низколегированных сталей, начиная со сталей HY 80, HY 90 и HY 100, используются для подводных лодок, мостов, строительства корпусов судов и внедорожной техники. Он содержит никель, молибден и хром, которые повышают свариваемость материала, предел текучести и ударную вязкость. Для сварки низколегированных сталей предварительный нагрев и последующая термообработка обычно не требуются.

Низколегированная сталь (Cr – Mo сталь) и подходящие сварочные материалы

Категория стали Стандарт ASTM / ASME
Лист из низколегированной стали Труба из низколегированной стали Электрод / стержень SMAW Порошковая проволока
0.5% Пн A204 Grade A, B, C A336 Grade F1 A209 Класс T1 A335 Класс P1 GL76 / 78A1 GMX 811A1
0,5% Cr-0,5% Mo A387 Класс 2 CI.1,2 A213 Класс T2 A335 Класс P2 GL86 / 88B1
1.25% Cr-0,5% Mo A387 сорт 12 кл.1,2 A387 сорт 11 CI.1,2 A336 сорт F11 A213, класс T11, 12 A335, класс P11, 12 A182, класс F11 GL86 / 88B2 GMX 811B2
2,25% Cr-1,0% Мо A387 Марка 22 CI.1,2 A336 Марка F22 A213 Класс T22 A335 Класс P22 A182 Класс F22 GL86 / 88B3 GMX 911B3
5.0% Cr-0,5% Mo A387 Класс 5 CI.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.