Свойства легированная сталь: Легированная сталь. Применение легированной стали

alexxlab | 04.12.1970 | 0 | Разное

Содержание

Почему нержавеющая сталь не ржавеет. «Морская» нержавейка

По статистике примерно пятая часть всего годового производства стали в мире уходит на замену стальных деталей, поврежденных ржавчиной. Это составляет значительные экономические потери, большей части которых можно было бы избежать, добавляя в сталь специфические элементы, значительно улучшающие ее свойства: хром (Cr), вольфрам (W), никель (Ni), ванадий (V), молибден (Mo) , кремний (Si), марганец (Mn) и др. Данный вид стали называется — Легированной. Изменение химического состава приводит к изменению структуры стали и ее свойств. Легированная сталь приобретает свойства, которых нет у обычной углеродистой стали, и исключает ее недостатки. Изделия из нержавеющей стали экологичны, соответствуют всем требованиям и нормам гигиены, поэтому также нашли широкое применение при производстве кухонной посуды. По химическому составу различают низко-, средне- и высоколегированную сталь.

Остановимся подробнее на завоевывающую все большую популярность высоколегированной нержавеющей стали, противостоящей коррозии как в агрессивных средах, так и в атмосфере. Основная составляющая нержавеющей стали также железо. Антикоррозионные свойства ей придают легирующие элементы, в первую очередь хром и никель. От количества и пропорционального содержания этих элементов зависит марка стали и ее технические свойства, которые влияют на коррозионную устойчивость и внешний вид.

Аустенитные (Austenitic) — не магнитная сталь с основными составляющими 15-20% хрома и 5-15% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии. Она хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Именно аустенитная группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.
Мартенситные (Martensitic)
– в связи с большим содержанием углерода, значительно более твердые, чем аустетнитные и ферритные стали. Могут быть магнитными. Находят применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Больше подвержены коррозии.
Ферритные (Ferritic) стали содержат меньшее количество углерода, поэтому значительно более мягкие, чем мартенситные. Они также обладают магнитными свойствами. Эти стали применяют для изготовления изделий, работающих в окислительных средах (например, в растворах азотной кислоты), для бытовых приборов, в пищевой, легкой промышленности и для теплообменного оборудования в энергомашиностроении. Ферритные хромистые стали имеют высокую коррозионную стойкость в азотной кислоте, водных растворах аммиака, в аммиачной селитре, смеси азотной, фосфорной и фтористоводородной кислот, а также в других агрессивных средах. К этому виду относятся все стали 400 серии.

Самая широкая и востребованная группа из этих категорий стали- аустенитные, составляющие примерно 90% общего потребления нержавеющей стали. К этому виду относятся нержавеющие стали 300-ой серии: aisi 304, aisi 316, aisi 316T, aisi 321.

Из-за универсальности своих физических характеристик наиболее популярна из многочисленных марок нержавеющей стали — AISI 304 (08Х18Н10). В ней содержится 18% Хрома (Cr) и 8% Никеля (Ni). Благодаря высокому содержанию никеля на поверхности стали образуется оксидная пленка, защищающая металл от коррозии и воздействия агрессивных химических веществ. Практически на любых поверхностях при резких перепадах температуры образуются микротрещины, при попадании жидкости в эти трещины, основной металл коррозирует и со временем разрушается. В случае с нержавеющей сталью, даже при механическом повреждении верхний слой при доступе кислорода самовосстанавливается и изделие полностью сохраняет свои антикоррозийные свойства. Этим обусловлено ее широкое применение во многих отраслях промышленности и быту.

Однако, существуют отрасли, требующие в применении специфические материалы и приспособления: химическая, нефтегазовая, пищевая промышленности, а также судоходство и судостроение. Все большее распространение получает улучшенная версия стали AISI 304 (08Х18Н10)- AISI 316 (10Х17Н13М2) с добавлением молибдена (Мо). К примеру, практически все оборудование для целлюлозных заводов и для предприятий по изготовлению бумаги изготавливаются из нержавеющих сталей. Минимально допустимой маркой является AISI 316.

Технические характеристики материала

состав	материал
состав	AISI 316 L 1.4404	AISI 304 L 1.4301
Углерод (С %)	макс. 0,03	макс. 0,07
Хром (Cr %)	16,5 – 18,5	17,0 – 19,0
Никель (Ni %)	11,0 – 14,0	8,5 – 10,5
Молибден (Mo %)	2,0 – 2,5	—
Марганец (Mn %)	макс. 2,0	макс. 2,0
Кремний (Si %)	макс. 1,0	макс. 1,0
Сера (S %)	макс. 0,03	макс. 0,03

Молибден делает сталь более защищенной от щелевой и питтинговой коррозии в хлористой, морской воде и в сильноагрессивных средах: серной, фосфорной, борной, муравьиной, уксусной, щавелевой, молочной и других кислотах. Недаром этот вид стали называют «морской нержавейкой».

Таблицы воздействия некоторых кислот и их растворов на нержавеющую сталь:

марка AISI 316
Температура	20°						80°
Концентрация, % к массе	10	20	40	60	80	100	10	20	40	60	80	100
Серная Кислота	0	1	2	2	1	0	2	2	2	2	2	2
Азотная Кислота	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	1	2
Фосфорная Кислота	0	0	0	0	1	2	0	0	0	0	1	2
Муравьиная Кислота	0	0	0	1	1	2	0	0	1	1	1	0

маркаAISI 304
Температура	20°						80°
Концентрация, % к массе	10	20	40	60	80	100	10	20	40	60	80	100
Серная Кислота	2	2	2	2	1	0	2	2	2	2	2	2
Азотная Кислота	0	0	0	0	2	0	0	0	0	0	1	2
Фосфорная Кислота	0	0	0	0	0	2	0	0	0	0	1	2
Муравьиная Кислота	0	0	0	0	0	0	0	1	2	2	1	0

Расшифровка:
0 = высокая степень защиты — Скорость коррозии менее чем 100 mm/год
1 = частичная защита — Скорость коррозии от 100m до 1000 mm/год
2 = non resistant — Скорость коррозии более чем 1000 mm/год

Как видно из таблицы, изделия из стали AISI 316 противостоят воздействию коррозии в большинстве кислот и их растворов, чем и обусловлено их применение в агрессивных средах.

Сталь — легирующие элементы

Влияние легирующих элементов.Присутствие в стали легирующих элементов улучшает ее свойства.

Легированная сталь имеет высокую прочность и вязкость.

Некоторые легирующие элементы, например никель, кремний, кобальт, медь, не образуют с углеродом химических соединений —

карбидов — и в основном распределяются в феррите.

Другие же элементы — вольфрам, хром, ванадий, марганец, молибден, титан и др. — образуют с углеродом карбиды.

Наличие карбидов в легированной стали способствует повышению ее твердости и прочности, а в инструментальной стали — и режущих свойств.

Легирующие элементы не только улучшают механические свойства стали (главным образом в термически обработанном состоянии), но в значительной степени изменяют ее физические и химические свойства. Влияние отдельных легирующих элементов на свойства стали сводится в основном к следующему:

Марганец повышает прочность и твердость стали, увеличивает прокаливаемость, уменьшает коробление при закалке, повышает режущие свойства стали, но вместе, с тем способствует росту зерна при нагреве, чем снижает стойкость стали к ударным нагрузкам.
Хром затрудняет рост зерна при нагреве, повышает механические свойства стали при статической и ударной нагрузке, повышает прокаливаемость и жаростойкость, режущие свойства и стойкость на истирание. При значительных количествах хрома сталь становится нержавеющей и жаростойкой.
Кремний значительно повышает упругие свойства стали, но несколько снижает ударную вязкость.
Никель повышает упругие свойства стали, не снижая вязкости, противодействует росту зерна, улучшает прокаливаемость и механические свойства стали. При значительных количествах никеля сталь становится немагнитной, коррозионностойкой и жаропрочной.

Молибден противодействует росту зерна, повышает твердость и режущие свойства стали вследствие образования карбидов, уменьшает склонность стали к хрупкости при отпуске, повышает жаростойкость стали.

Кобальт повышает прочность стали при ударных нагрузках, улучшает жаропрочность и магнитные свойства стали.
Вольфрам, так же как и молибден, повышает твердость и режущие свойства стали, уменьшает рост зерен при нагреве, повышает жаростойкость.
Ванадий способствует раскислению стали, противодействует росту зерна, повышает твердость и режущие свойства стали.
Титан является раскислителем стали, способствуя также удалению из нее азота, благодаря чему сталь получается более плотной, однородной и жаропрочной.

Наиболее эффективно повышение свойств стали под влиянием легирующих элементов наблюдается в термически обработанном состоянии. Поэтому в огромном большинстве случаев детали из легированных сталей применяют после закалки и отпуска.

Максимальное значение механических свойств достигается одновременным присутствием в стали двух или более легирующих элементов.

Таким образом, в машиностроении наряду с хромистыми, марганцовистыми, кремнистыми и другими сталями широко применяются и более сложные — хромоникелевые, хромокремнемарганцовистые, хромовольфрамовые и другие стали.

Почти все легирующие элементы понижают значение критических точек при охлаждении и уменьшают критическую скорость закалки стали.

Практически это значит, что легированные стали, содержащие эти элементы, следует охлаждать при закалке не в воде, как это необходимо для углеродистых сталей, а в масле.

Таким образом, легированная сталь удовлетворяет самым разнообразным требованиям машиностроительной промышленности и во многих случаях заменяет более дорогие цветные металлы и сплавы.

Применение легированной стали непрерывно расширяется в связи с усовершенствованием конструкций машин и приборов.

Глава 6.4. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства сталей

Легирующие элементы специально вводят в сталь с целью изменения ее структуры и свойств в отличие от примесей, попадающих в сталь при выплавке из руд, шихты. Стали, содержащие легирующие элементы, называются легированными.

В зависимости от содержания легирующих элементов (указанного в скобках) различают низколегированные (до 2…3 %), среднелегированные (3… 10%) и высоколегированные стали (более 10%).

Изменение структуры и свойств сталей возможно лишь в том случае, если элементы, вводимые в сталь, взаимодействуют с железом и (или) углеродом, тогда эти элементы и являются легирующими.

Основными легирующими элементами сталей являются металлы, которые с железом образуют твердые растворы замещения. Железо является полиморфным металлом и имеет две модификации: a-железо (ОЦК решетка) и γ-железо (ГЦК решетка). В a-железе хорошо растворяются элементы, имеющие ОЦК решетку. Соответственно в γ-железе — элементы с ГЦК решеткой.

К первой группе относятся хром, молибден, вольфрам, ванадий, титан и кремний. Сплавы железа с ними описываются диаграммой состояния с расширенной областью сплавов с ОЦК решеткой — a-твердых растворов. При этом область γ-твердых растворов резко уменьшается (рис. 6.1, а). Сплавы, не претерпевающие (α о γ)-превращения, т.е. лежащие правее точки а на оси концентраций, называются ферритными. Эти легирующие элементы повышают температуру А3 (точка G на диаграмме состояния системы Fe — Fe3C) и понижают А4 — температуру существования высокотемпературной модификации Feα (точка N в соответствии с диаграммой состояния системы Fe — Fc3C: см. подразд. 4.1).

Ко второй группе относятся марганец, никель и кобальт. Эти элементы образуют с железом сплавы, имеющие диаграмму состояния с расширенной областью сплавов с ГЦК решеткой — γ-твердых растворов — и уменьшенной областью существования a-твердых растворов (рис. 6.1, б). Сплавы, не претерпевающие (γ↔α) – превращения, т.е. лежащие правее точки α на оси концентраций, называются аустенитными. Эти легирующие элементы оказывают противоположное влияние на температуры А3 (понижают) и А4 (повышают).

По взаимодействию с углеродом легирующие элементы делятся на карбидообразующие элементы, которые образуют собственные карбиды; графитообразующие (графитизаторы) — способствующие распаду карбидов с выделением свободного углерода; нейтральные.

Карбидообразующими являются марганец, хром, молибден, вольфрам, ванадий и титан. В Периодической системе они располагаются слева от железа, и чем левее, тем больше (сильнее) выражена их карбидообразующая способность. Таким образом, самым сильным карбидообразующим является титан, а наиболее слабым (исключая железо) — марганец. Железо является еще более слабым карбидообразующим компонентом, чем марганец.

Рис. 6.1. Влияние легирующих элементов на вид диаграммы состояния сплава железо — легирующий элемент и температуру полиморфных превращений железа: а — легирующие элементы с ОЦК решеткой; б — легирующие элементы с ГЦК решеткой

При легировании сталей марганец (независимо от его количества), хром (до 2 %), а также вольфрам и молибден в малых количествах (десятые доли процента) растворяются в цементите, частично замещая атомы железа в его кристаллической решетке. Образуется легированный цементит, мало отличающийся по свойствам от обычного. Его формула в общем виде записывается как М3С, где М — атомы металлов. Таким образом, цементит может иметь состав (Fe, Сг)3С или (Fe, Мn)3С и т.д.

При повышенных концентрациях легирующие элементы в стали образуют собственные карбиды. Так, при содержании 2… 10% хрома в сталях образуется карбид Сг7С3, а при увеличении свыше 10 % — Сг23С6. Причем эти карбиды могут растворять в себе железо (значительное количество) и другие легирующие элементы. Тогда они обозначаются как М7С3 и М23С6. Вольфрам и молибден образуют сложные карбиды Fe3W3C и Fe3Mo3C (М6С). Все эти карбиды сравнительно легко растворяются в аустените при нагреве.

Сильные карбидообразующие элементы образуют карбиды типа МС (TiC, VC, WC, МоС). Вольфрам и молибден могут образовывать также карбиды типа М2С (W2C и Мо2С). Все эти карбиды практически не растворяются в аустените.

Энергия связи атомов углерода и сильных карбидообразующих элементов значительно выше, чем атомов углерода и железа. Это определяет большую твердость этих карбидов: твердость цементита — 800… 1000 HV, карбида титана (TiC) — 3200 HV. Кроме того, повышается устойчивость карбидов сильных карбидообразующих элементов при нагреве, они растворяются в аустените при более высоких температурах. Так, цементит начинает растворяться в аустените при 727 °С, карбиды хрома при 850… 900 °С, а карбиды ванадия (VC) и титана (TiC) практически не растворяются в аустените, так как температуры их растворения (около 1300 °С) выше температуры плавления сталей.

Графитизаторами являются никель и кремний. Так, кремний сильно ускоряет реакцию графитизации, т.е. происходит распад цементита с образованием свободного углерода. В качестве графитизатора его широко используют при выплавке чугунов (см. гл. 7).

К нейтральным элементам относится кобальт, который широко применяется в твердых сплавах в качестве металла-связки (см. подразд. 9.2.2).

В отожженном состоянии легированные стали имеют прочность и твердость большие, чем у углеродистых, но их ударная вязкость ниже (рис. 6.2). Это вызвано тем, что легирующие элементы, растворяясь в феррите, упрочняют его, особенно марганец и кремний.

Рис. 6.2. Влияние легирующих элементов на свойства феррита: а — изменение твердости; б — изменение ударной вязкости

Существенное влияние легирующие элементы оказывают на положение линий диаграммы состояния системы Fe — Fe3C. При нагреве они растворяются в аустените, искажают его кристаллическую решетку, уменьшая тем самым растворимость в нем углерода. В результате линия SE сдвигается влево, т.е. в сторону меньшего содержания углерода (рис. 6.3). Это приводит к тому, что структура перлита — эвтектоида и ледебурита — эвтектики у легированных сталей достигается при более низком содержании углерода, чем в углеродистых сталях. Так, сталь с 5 % хрома является заэвтектоидной при 0,6 % С, а при 1,5 % углерода уже содержит в структуре ледебурит, т. е. является чугуном, в то время как заэвтектоидные углеродистые стали содержат более 0,8 % углерода — точка S диаграммы состояния (см. рис. 4.2). В соответствии с диаграммой состояния системы Fe — Fe3C ледебурит появляется в структуре, если углерода более 2,14% — точка Е. Таким образом, наряду с делением на доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные, что характерно для углеродистых сталей (см. подразд. 4.2 и рис. 4.2), у легированных сталей появляется еще одна группа — ледебуритные стали со структурой, аналогичной доэвтектическим чугунам.

Рис. 6.3. Влияние легирующих элементов на положение точек S и Е диаграммы состояния системы Fe — Fe3C

Основные преимущества легированных сталей перед углеродистыми проявляются при термической обработке. Прежде всего это связано с изменением вида диаграммы изотермического превращения аустенита. Марганец и никель повышают устойчивость переохлажденного аустенита, при этом на С-образной диаграмме линия начала распада аустенита смещается вправо (рис. 6.4, а). Карбидообразующие элементы не только смещают эту линию вправо, но и меняют вид диаграммы принципиально: диаграмма раздваивается, на ней появляется два минимума устойчивости переохлажденного аустенита (рис. 6.4, б). При этом важен именно сдвиг во времени начала распада переохлажденного аустенита, который начинается позже и приводит к снижению критической скорости охлаждения, т.е. увеличению прокаливаемости.

Проиллюстрируем это с помощью рис. 6.5. Скорость охлаждения сердцевины детали из углеродистой стали меньше критической (vсер vкр) и структуру мартенсита по всему сечению (рис, 6.5, б). Твердость сталей 40 и 40Х в сечении 10 и 40 мм приведена на рис. 6.6.

Рис. 6.4. Диаграммы изотермического превращения аустенита в углеродистой стали и сталях, легированных Ni, Si, Мn (а) и сильными карбидообразующими элементами (б)

Рис. 6.5. Прокаливаемость углеродистой (а) и легированной (б) сталей: Ауст — устойчивый аустенит; Анеуст — неустойчивый (переохлажденный) аустенит; А — аустенит; М — мартенсит; П — перлит; С — сорбит; Т — троостит; vкр — критическая скорость охлаждения; — скорость охлаждения сердцевины детали; vсер — скорость охлаждения поверхности детали; Мн — температура начала мартенситного превращения; Мк — температура конца мартенситного превращения

Таким образом, из легированных сталей следует изготавливать детали большого сечения, которые необходимо упрочнять по всему сечению. Кроме того, важным преимуществом легированных сталей является возможность более медленного охлаждения при закалке (в масле или расплавленных солях, а не в воде, как детали из углеродистых сталей). Это уменьшает закалочные напряжения и, следовательно, деформацию деталей, предупреждает образование трещин. Поэтому детали сложной формы, склонные к деформациям при закалке, также следует изготавливать из легированных сталей.

Влияние легирующих элементов на вид С-образной диаграммы проявляется также в том, что большинство легирующих элементов снижает температуру мартенситных точек М и Мк (рис. 6.7, а). Это приводит к появлению в структуре закаленных сталей остаточного аустенита (рис. 6.7, б). Особенно сильно увеличивается его количество в высокоуглеродистых сталях. В этих случаях в технологии термической обработки деталей для устранения остаточного аустенита необходимо предусмотреть обработку холодом. Исключением являются алюминий и кобальт — они повышают температуры Мн и Мк, а также кремний, не оказывающий влияния на эти температуры.

Рис. 6.6. Твердость по сечению сталей 40 и 40Х

Легирующие элементы повышают устойчивость мартенсита при нагреве, т.е. задерживают выделение из него атомов углерода и уменьшают скорость коагуляции карбидов (рис. 6.8). Поэтому для получения одинаковой твердости и прочности детали из легированных сталей следует отпускать при более высокой температуре.

Рис. 6.7. Влияние легирующих элементов на температуру начала мартенситного превращения М„ (а) и количество остаточного аустенита (б) в стали с 1% С

Наряду с положительными свойствами легированные стали обладают рядом недостатков, которые практически не наблюдаются в углеродистых сталях.

Рис. 6.8. Влияние температуры отпуска на твердость стали: 1 — углеродистой; 2 — легированной

Отпускная хрупкость — резкое снижение ударной вязкости после отпуска. Различают два вида отпускной хрупкости (рис. 6.9). Необратимая отпускная хрупкость (I рода) проявляется у всех сталей при отпуске в интервале температур 250…350 °С. Она не зависит от скорости охлаждения при отпуске и присуща и углеродистым, и легированным сталям. Обратимая отпускная хрупкость (II рода) наблюдается только у легированных (чаще всего хромистых) сталей при высоком отпуске, но лишь в том случае, когда охлаждение после отпуска медленное — на воздухе. Подавить отпускную хрупкость II рода можно быстрым охлаждением (например, не на воздухе, а в масле). Однако при этом возникает опасность коробления, тем более что отпуск легированных сталей выполняется при более высоких температурах, чем углеродистых. Кроме того, быстрое охлаждение невозможно для крупногабаритных деталей. Для предупреждения отпускной хрупкости II рода эффективно легирование молибденом и вольфрамом в небольших количествах (0,5 %). Стали, легированные таким образом (например, 40ХНМА), не склонны к отпускной хрупкости.

Рис. 6.9. Влияние температуры отпуска на ударную вязкость легированной стали: I — зона необратимой отпускной хрупкости; II — зона обратимой отпускной хрупкости

Флокенами называются мелкие внутренние трещины, появляющиеся в кованых или катаных сталях. Они наиболее часто встречаются в сталях, содержащих хром (хромистых, хромоникелевых, хромомарганцовистых и т. д.). Как всякие трещины, флокены сильно понижают механические свойства стали. Флокены тем более опасны, чем большую прочность должна иметь сталь (при отсутствии дефектов), так как из таких сталей изготавливают наиболее нагруженные детали.

Причиной образования флокенов является присутствие в стали повышенного количества водорода (выше 0,0008%). Флокены появляются при быстром охлаждении стали в интервале 250…20 °С после окончания пластической деформации. В этом случае водород создает большие давления, которые и приводят к образованию трещин. Если сталь в указанном температурном интервале охлаждать медленно, то водород успевает выделиться из стали и флокены не возникают. Флокены редко образуются в литой стали, так как пористость, характерная для литой структуры, облегчает удаление водорода из стали.

Флокены устраняются ковкой или прокаткой на меньший размер. При этом происходит залечивание, «заварка» трещин. Флокены практически не встречаются в сечениях с толщиной (диаметром) меньше 25 мм.

Шиферный (слоистый) излом наблюдается после горячей деформации. При прокате усадочные раковины и пузыри вытягиваются в виде слоев загрязненного металла. При разрушении излом получается слоистым, с острыми зазубринами и выступами. Термической обработкой шиферный излом не исправляется. Исправить структуру можно только перековкой стали.

Карбидная ликвация (неоднородность) наблюдается в средне- и высокоуглеродистых легированных сталях в виде строчек и местных скоплений карбидов. Этот порок очень опасен, особенно в инструментальной стали, так как скопления карбидов вызывают понижение стойкости инструмента вследствие резкого изменения механических свойств по сечению. Чем больше карбидная неоднородность, тем ниже эксплуатационные свойства стали.

Устранить карбидную ликвацию термической обработкой невозможно. Карбидная неоднородность тем меньше, чем больше степень пластической деформации при обработке (ковке, прокате) стали.

Нарушения режимов термической обработки легированных сталей вызывают дефекты, рассмотренные ранее, которые характерны и для углеродистых сталей (обезуглероживание, перегрев, пережог, закалочные трещины и т.д.).

Сталь нелегированная: гост, характеристики, классификация, свойства

Сплав нелегированной стали-химические термины, используемые для названия двух типов стали. Сталь представляет собой металлический сплав. Он состоит из железа и некоторых других элементов, таких как углерод. Нелегированные стали, не имеют элементов, добавляемых в сталь при ее переплавке. Сталь широко используется во всем мире из-за нескольких причин, таких как низкая стоимость, простота изготовления, прочность и т. д. Существуют различные сорта стали доступны в соответствии с их свойствами.

Легированная сталь

-это вид стали и имеет большое количество другие элементы, кроме железа и углерода. Основное различие между легированные и нелегированные стали, что в легированной стали, остальные элементы добавляются железа при выплавке принимая во внимание, что в нелегированной стали, без элементов добавляются при плавке.

Существует два основных типа сплавов в качестве замещения сплавах и сплавах внедрения. Когда расплавленный металл используется в производстве сплавов, размеры атомов будут определять, какой тип будет сформирована. Если атомы металлов, которые собираются, чтобы быть смешанным иметь относительно одинаковые размеры, образовавшихся замещающих Тип сплава, но если один тип атомов металла меньше, чем другой тип, промежуточный сплав образуется.

Нелегированная сталь

-это вид стали, который имеет другие элементы добавляются во время плавки. Плавка процесс извлечения металла из руды. Этот процесс включает в себя нагрев и плавление руды. При плавки удаляет примеси, присутствующие в железной руде. Процесс плавки проводится несколько раз для того, чтобы удалить нагар. Если слишком много присутствует углерода, это не нелегированные стали. Содержание углерода должно быть примерно до 1 %.

В производстве легированной стали, некоторые элементы, такие как хром, кобальт добавляются железа, но в производстве нелегированной стали, без добавления других элементов. Поскольку нет других элементов, кроме железа и небольшого количества углерода, нелегированной стали есть меньше прочность и меньшую гибкость. Таким образом, эта сталь должна пройти процесс называется темперированнее. Закаливание – это процесс нагревания железа при высокой температуре для того, чтобы сделать ее чувствительной к образованию трещин, которые происходят во время сварки.

Нелегированная сталь используется в области строительства, где требуются от металлов высокой прочности. Нелегированной стали прутки используются для укрепления бетонов, для того чтобы сделать ворота, заборы и т. д.

Заключение сплав-это смесь или смеси из двух или более металлических компонентов. Это могут быть однородными или разнородными. Легированная сталь-это вид стали, который включает в себя железо, углерод и некоторые другие элементы, по своему химическому составу. Основное различие между легированной и нелегированной стали заключается в том, что легированная сталь состоит из железа и других элементов во время плавки, а нелегированной стали без дополнительных элементов.

На данной страничке приведены технические, механические и остальные свойства, а также характеристики стали марки .

Классификация материала и применение марки

Марка:
Классификация материала:

Другие марки из этой категории:

Конструкционная легированная сталь, характеристика, описание виды и параметры

Конструкционные легированные стали – общие сведения

Большая группа конструкционных легированных сталей, производимых сегодня металлургической отраслью, находит самое широкое применение. Но особенно она незаменима в производстве сложных конструкций и ответственных элементов, несущих большие нагрузки и применяемых в особых условиях. Используемая раньше обычная конструкционная сталь не имела тех качественных характеристик и параметров, которые имеет этот вид сплавов. Улучшение, а иногда и появление совершенно новых его свойств было получено за счет добавления различных химических элементов. Это позволило повысить механическую прочность, термо- и коррозийную устойчивость, получить другие необходимые свойства материала. Вносимые компоненты получили название легирующих, а сама сталь – легированной. Основными добавками чаще всего являются хром (Cr), марганец (Mn), никель (Ni), кремний (Si), вольфрам (W), молибден (Mo), титан (Ti) и прочие. От их наличия металл приобретал прочность, термостойкость, повышенную устойчивость к агрессивной среде, антикоррозийные свойства, гибкость или другие необходимые качества.

Все прокатные изделия, выпускаемые металлургией, стандартизированы; в зависимости от формы выпуска делятся на следующие большие группы:

Сортовая сталь
Листовая сталь
Специальные виды проката
Трубы

Марки легированных конструкционных сталей:

Классификация легированных сталей

Область применения продукции имеет широкий диапазон и с учетом технических характеристик бывает четырех видов – конструкционная, строительная, инструментальная и специальная.

Конструкционные стали являются очень прочными. Как правило, проходят термическую обработку. За счет введения небольшого количества марганца обладают цементирующим и стойким к высоким нагрузкам эффектом. Используются для изготовления важных конструктивных элементов и узлов.

Строительные – сплавы обычного класса, хорошо выдерживающие динамические и статическое напряжение. Это низколегированные, легко поддающиеся сварке виды, применяемые в строительных конструкциях. Как правило, эта группа металлов не проходит стадию термической закалки.

Инструментальные – являются представителями высоколегированных сталей. Вид изготавливаемого инструмента определяет тип используемого металлургического сырья – для режущего оборудования применяют прочные и термостойкие, для измерительного – с высокой степенью износа материалы.

Специальные – являются подвидом конструкционных сплавов, но обладают более высокой жаропрочностью и повышенной устойчивостью к агрессивной среде.

Количество легирующих добавок в конструкционной стали

Количество легирующих добавок определяют стали как:

Высоколегированные – содержание добавок выше 10%
Среднелегированные – от 2,5 до 10%
Низколегированные – не выше 2,5%

Конструкционная сталь в зависимости от того, какого легирующего компонента внесено больше, разбивается на следующие основные подгруппы:

Хромистая
Хромоникелевая
Хромомарганцевоникелевая

Однако, это очень узкая классификация, так как при внесении других добавок в названии сплава указывается и их присутствие.

Влияние легирующих элементов на свойства сталей

Добавки применяются для придания сплавам необходимых свойств и качеств. Но некоторые химические элементы (содержатся в сплаве в качестве примесей) могут формировать не только полезные, но и негативные характеристики. Избыток серы, фосфора придают металлу хрупкость, ломкость. Кислород уменьшает прочность металла, его стойкость к механическому воздействию, чем вызвана необходимость проведения процесса раскисления в ходе технологического процесса производства.

Хром – один из самых часто употребляемых. В обязательном порядке вводится при получении нержавеющей стали. Придает металлу твердость, жаропрочность, повышает стойкость к статическим нагрузкам, воздействию влаги.

Титан – придает стали высокую плотность за счет уменьшения зернистости, отчего достигается высокая прочность. Металл хорошо поддается обработке, увеличиваются антикоррозийные свойства, кислотоустойчивость.

Никель – как и хром, повышает прочность и антикоррозийные свойства, жаростойкость, способствует приобретению пластичности, стойкости к механическим ударам.

Марганец – придает прочность, увеличивает износоустойчивость. Участвует в процессе удаления из сплава кислорода, нейтрализует влияние на металл серы.

Вольфрам – при нагревании препятствует укрупнению зернистых образований, при закалке понижает хрупкость, увеличивает прочность.

Молибден – придает прочность и упругость металлу при нагрузках на растяжение, при воздействии высоких температур препятствует окислению материала, понижает его хрупкость.

Ванадий – увеличивает твердость, плотность стали за счет снижения зерновой фракции, повышает текучесть, устойчивость к нагрузкам на разрыв.

Кремний – придает свойства упругости при достаточной прочности. При повышенных температурах обеспечивает магнитную проницаемость и устойчивость к окислению. Однако сверх нормы содержания повышает хрупкость сплава.

Алюминий – с его добавлением повышается окалиностойкость.

Кобальт – увеличивает прочность при механических ударах, повышает жаропрочные и магнитные свойства.

Значительно на качество стали влияют примеси, от которых полностью избавиться при процессе производства технологически сложно. К примесям относятся сера, углерод, марганец, кремний, водород, кислород, азот, фосфор.

Углерод – важная составляющая сплава. При содержании до 1,2% придает материалу положительные качества, дает прочность и упругость. Если выше – ухудшает его характеристики – делает металл хрупким, чувствительным к механическому воздействию.

Сера – сверхнормативное (более 0,6%) количество значительно ухудшает характеристики металла. Он становится хрупким, коррозийнонеустойчивым, теряется прочность, пластичность. Возможна вероятность разрыва шва после сварки.

Азот, фосфор, кислород – при превышении допустимых концентраций существенно понижаются прочность, вязкость, пластичность. Сплав становится очень хрупким и неустойчивым к механическому воздействию.

Водород – высокий процент содержания приводит к хрупкости стали.

Деление конструкционной легированной стали на группы

В зависимости от последующего применения, металл делится на используемый как сырье для заготовок или как готовое изделие. В первом случае будет подлежать дальнейшей переработке (например, для получения полосы), во втором – применяться без изменений (как вариант – покрытие поверхностей в строительных работах).

От количественного соотношения компонентов сплава и его структуры после закалки сталь обозначают как:

Доэвтектоидная – входит перлит и значительная массовая доля феррита
Эвтектоидная – состоит только из перлита
Заэвтектоидная – микроструктуру образуют перлит и в избытке цементит или другие вторичные карбиды
Ледебуритная – кристаллическая решетка характеризуется высоким содержанием первичных карбидных компонентов.

Химический состав легированных сталей

В зависимости от химического составасталь определяется как:

Качественная
Высококачественная – обозначается буквой А
Особо высококачественная – ставится буква Ш. Данный вид получают путем электрошлаковой переплавки металла.

Виды обработки конструкционной легированной стали

Вид обработки служит еще одним критерием сортировки данной металлургической продукции:

Кованый или горячекатаный прокат
Со специальной отделкой поверхности
Калиброванный

По уровню термической обработкистальную продукциюразличают:

Без термической обработки
Подвергнута термической обработке, на что указывает обозначение ТО
Нагартованная – полученная методом проката. Обозначается буквой Н.

По показателю качества поверхности прокат делится на:

1 группа
2 группа
3 группа.

Маркировка конструкционной легированной стали

Маркировка стали в металлургической отрасли в России отличается от мировых стандартов. Она оговаривается ГОСТом и дает возможность сразу увидеть состав изучаемого сплава, а значит, и область его применения.

Аббревиатура маркировки начинается двухзначным числом, которое показывает количество углерода в десятых долях процента. Затем ставится литера, обозначающая название легирующей добавки. После нее проставляется цифра, указывающая в процентах наличие этой добавки в сплаве. Если удельный вес легирующего элемента меньше или равен 1,5%, количественные показатели не проставляются.

Существуют некоторые марки стали, имеющие особые свойства, которые по требованию ГОСТа 4543 – 71 обозначаются иначе. Самой первой проставляется буква, определяющая вид стали, например, Ш (шарикоподшипниковая), Р (быстрорежущая – рапид), Е (магнитная) Э (электротехническая), Я (нержавеющая хромоникелевая) и т.д. Затем идут обозначения по обычной схеме.

Часто в маркировке вводятся литеры в конце аббревиатуры. Это говорит о том, что данная группа продукции не является обычной сталью, имеет специфические признаки и качества. Так, например, высококачественная и особо высококачественная имеют в конце маркировки буквы А и Ш соответственно. Литейные сплавы обозначаются литерой Л. Сплавы с коррозийной устойчивостью маркируют литерой К.

Сталь, полученная методом проката – нагартованная, имеет в конце обозначение Н, подвергнувшаяся термической обработке – ТО.

Существует большое разнообразие обозначений сплавов по причине огромного разнообразия марок и сортов продукции этого ряда. Например, созданные на заводе «Электросталь» пробные и опытные образцы получили обозначение ЭП и ЭИ. Чтобы разобраться в таком количестве разновидностей стали и приобрести продукцию по необходимому назначению и качеству, можно воспользоваться нормативной документацией, справочниками, где прописываются технические характеристики продукции. В сортаменте, зная основные принципы маркировки, всегда можно подобрать необходимый вид проката.

Расшифровка легирующих элементов в аббревиатуре

Иногда распознать легирующие элементы в маркировках бывает затруднительно. Для этого нужно ознакомиться с принятыми обозначениями добавок. Существуют следующие обозначения: хром – Х, марганец – Г, ниобий – Б, медь – Д, азот – А, Молибден – М, титан – Т, фосфор – П, вольфрам – В, никель – Н, кремний – С, ванадий – Ф, алюминий – Ю, бор – Р, кобальт – К и др.

Область применения конструкционных сталей с легирующими добавками

Как отмечалось выше, все виды конструкционной стали подразделяются на три большие группы в зависимости от их назначения – конструкционные, инструментальные и стали специальные с особенными свойствами.

Машиностроительные и строительные стали

Конструкционные стали, в свою очередь, делятся на машиностроительные и строительные.

Машиностроительные виды составляют большую группу и являются одними из самых высококачественных. Обязательная термическая обработка придает им лучшие механические характеристики – высокая прочность, текучесть, вязкость, очень малую хрупкость. Очень устойчивы к постоянным нагрузкам, имеют длительный срок эксплуатации.

В свою очередь, они подразделяются на еще на несколько подгрупп.

Жаропрочные стали

Жаропрочные стали – основные отличительные особенности – высокие длительная прочность и ползучесть. Сталь, выдерживая нагрузки, не деформируется и не разрушается. Используются при производстве оборудования и конструкций, работающих долгое время под воздействием высоких температур – турбин, роторов для электростанций, оборудования для котельных, печей с высокими температурами, всевозможных клапанов двигателей, при сооружении особо ответственных конструкций на открытом воздухе, где нельзя допускать коррозию металла. Такие уникальные свойства получают за счет добавки в сплав хрома.

Улучшаемые стали

Улучшаемые – стали, содержащие не выше 5% легирующих компонентов. Процесс улучшения заключается в закалке и последующем высоком отпуске, после чего повышается прочность, вязкость сплава, стойкость к ударным нагрузкам. Из такого материала изготавливают элементы, повергающиеся ритмическим механическим нагрузкам. Недостаток – трудно поддается резке при обработке деталей.

Цементируемые стали

Цементируемые – стали, у которых поверхностный слой под воздействием высокой температуры обогащается атомами углерода. При этом получая прочную, антикоррозийную поверхность, внутренний слой сплава остается вязким, пластичным. Используют такую сталь для производства валов, зубчатых передач, мелких незначительных запчастей. Если добавляют никель, марганец, титан, получают более прочную сталь и из нее изготавливают уже более сложные конструкции и детали, хорошо переносящие резко меняющее, длительное механическое напряжение.

Строительные легированные стали

Строительные легированные стали – используются в строительной отрасли для изготовления несущих конструкций, литых изделий, профилей и арматуры. Основное требование к ним – длительно выдерживать статистические нагрузки. В основном это легко свариваемые низколегированные виды. Все виды стали делятся в зависимости от области применения на 4 группы:

Для производства конструкций, работающих в особо сложных условиях динамической нагрузки (в мостостроении, как основа эстакад, строительных кранов и т.д.)
Для элементов, находящихся длительно под статическим напряжением (балки перекрытий, ригели и др.)
Для создания сварных конструкций, работающих на сжатие (опоры, колонны, стойки)
Для вспомогательных строительных элементов (лестничные марши, балконные решетки, ограждения и пр.).

Металлургия выпускает также специальные марки строительной стали:

Судостроительная хладостойкая с нормальной, повышенной и высокой прочностью (для работы в низкотемпературных средах). Практически не обладает хрупкостью
Низкоопущенная – применяется в строительной авиации. Хорошо переносит значительное напряжение, высокопрочна
Упрочненная – получена методом проката при температуре до 850 °C
Для работы во влажной среде и с горячей водой – можно использовать при температурах до 600°C
Повышенной и высокой прочности – используется упрочнение карбонитритом для создания мелкозернистой структуры.

Инструментальные стали

Инструментальные сталиимеют достаточную прочность, твердость и износостойкость, используется для изготовления высокоточного оборудования, измерительных приборов и различных инструментов. Эта сталь должна легко обрабатываться, шлифоваться, обладать устойчивостью к перегреву, прокаливанию, образованию трещин. Обладая небольшой вязкостью и значительной хрупкостью, сталь не переносит резких ударных воздействий, материал может разрушиться.

В данной подгруппе выделяется быстрорежущая сталь, имеющая высокий коэффициент твердости, красностойкости (до 600°C), высокое сопротивление к разрушению. Она позволяет изготавливать инструменты, осуществляющие резку на высоких скоростных оборотах без причинения вреда режущему оборудованию. Такие уникальные свойства создает ряд специально подобранных легирующих компонентов, введенных в сплав.

Стали с особыми свойствами

Стали с особыми свойствамиполучают путем подбора определенного химсостава сплава, особого способа производства или обработки. Они имеют специализированное применение. В настоящее время единой классификации этой группы не существует.

Расшифровка обозначения сталей ЭИ, ЭП, ЗИ, ДИ и другие

ЭП — электростальская (завод) поисковая;
ЭИ — электростальская исследовательская;
ЧС — челябинская сталь;
ЗИ — златоустовская исследовательская;
ВНС — ВИЭМовская нержавеющая сталь;
ДИ — днепроспецстальская (завод) исследовательская.

В данной таблице приведена расшифровка обозначений стали ЭП, ЭИ, ЧС, ЗИ, ВНС, ДИ. Вы без труда сможете найти маркировку завода изготовителя и соответствующую ей маркировку стали по химическому составу. Выше приведены расшифровки стелей, вы их можете посмотреть в начале этой страницы.

Классификация легированной стали

Легированной называется сталь Р6М5, Р6М5Ф3, 5ХНМ, 4Х5МФС, Р18, Р7М2Ф6, Р12МФ5, Х12МФ, 3Х3М3Ф и многих других марок, в процессе производства которой в расплавленную сталь вводятся в строго определенном количестве специальные элементы, называемые легирующими, и способные обеспечить те или иные необходимые свойства, предъявляемые стали. Легирующие элементы предназначены для повышения коррозионной стойкости и прочности стали, а также для снижения возможности хрупкого разрушения.

Процесс легирования

Процесс легирования стали может быть проведен на различных этапах производственного процесса и сводится к введению соответствующих легирующих элементов в расплавленную шихту или железо. В процессе легирования стали, легирующие элементы, вводимые в сталь, образуют химические соединения с основой стали, имеющие особый характер. Эти элементы (нитридные, интерметаллидные и карбидные) обладают повышенной прочностью и твердостью, а также жаропрочностью и химической стойкостью и т.п.
Именно необходимое количество и соответствующее равномерное распределение этих элементов по всему объему и обеспечивает в процессе легирования стали всех марок (Р6М5, Р6М5Ф3, Р18, Р7М2Ф6, 4Х5МФС, Р12МФ5, Х12МФ, 3Х3М3Ф и других) требуемые для нее свойства.
Следует отметить, что в процессе легирования стали чистые металлические элементы не используются. С этой целью используются сплавы железа (ферросплавы) и вспомогательные сплавы (лигатуры), что является экономически выгодным и позволяет избежать целого ряда технологических сложностей в процессе легирования.

Классификация легированных сталей

Следует отметить, что легированная сталь всех марок (Р6М5, Р6М5Ф3, Р18, 4Х5МФС, Р12МФ5, Х12МФ, 3Х3М3Ф и других) классифицируется по целому ряду критериев, основными из которых служат:

количество содержащихся легирующих элементов;
назначение стали;
способ дальнейшей обработки;
качество изготовления;
качество и отделка поверхности и другие.

Таким образом, по количеству легирующих элементов легированная сталь подразделяется на:

высоколегированную, с массой легирующих добавок более 10 % от общей массы;
среднелегированную, с массой легирующих добавок от 2 до 10 % от общей массы;
низколегированную, с массой легирующих добавок от 2,5 % от общей массы.

По назначению легированная сталь подразделяется по группам:

группа 1 (8ХФ, Х12МФ,7ХГ2ВМФ, ХВГ и многие другие) – для изготовления инструмента для обработки материалов (металлов) в холодном состоянии;
группа II (3Х3М3Ф, 4Х4ВМФС, Х3В3МФС и многие другие) – для изготовления инструмента для обработки материалов (металлов) давлением при температурах выше 300°С;
быстрорежущая сталь (Р6М5, Р18, Р12МФ5 и другие) – для изготовления режущего инструмента (фрезы, сверла развертки, зенкеры, метчики и др.)

Каждый вид легированной стали предназначен для использования в определенных сферах деятельности человека, в зависимости от потребностей дальнейшей обработки материала.

Нашли опечатку в тексте? Выделите её и нажмите ctrl+enter

Высоколегированные стали. В наличии и под заказ

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

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

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

Свойства и область применения высоколегированных сталей

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

По своим свойствам высоколегированная сталь разделяется на 3 группы:

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

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

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

Предлагаем поставки высоколегированной стали

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

Типы сплавов и свойства легированной стали | Блог Г.Л. Хьюетта

Каков состав и свойства стальных сплавов?

Сталь

– это сплав железа и углерода. Ее часто называют углеродистой сталью, чтобы отличить ее от стальных сплавов, которые также содержат другие элементы, такие как хром, никель или вольфрам. Отношение железа к углероду и другим элементам различается в зависимости от качества сплава и того, как он будет использоваться.

Как правило, с увеличением количества углерода прочность, твердость и износостойкость стали повышаются, но снижается ее свариваемость, обрабатываемость и пластичность.Стали с очень высоким содержанием углерода твердые, но хрупкие, поэтому они редко используются в коммерческих целях.

Доступно множество различных стальных сплавов, но давайте взглянем на некоторые из стальных сплавов, которые G.L. Huyett использует для производства крепежных деталей и компонентов машин, таких как шпоночные валы.

1018 Сталь – это разновидность низкоуглеродистой стали, также известной как низкоуглеродистая сталь. Он содержит максимум 0,2% углерода и меньшее количество других элементов. Он предлагает отличный компромисс между прочностью, пластичностью и обрабатываемостью и широко используется во многих областях.Как низкоуглеродистую сталь, ее можно упрочнять путем науглероживания.
1144 Сталь – это среднеуглеродистая сталь с содержанием углерода от 0,4 до 0,8 процента плюс меньшее количество марганца. Его относительно легко обрабатывать, и его можно подвергать термообработке для повышения твердости.
Нержавеющая сталь 304 и 316 – это аустенитная нержавеющая сталь, содержащая хром и никель. Нержавеющая сталь 316 также содержит молибден, который улучшает ее устойчивость к некоторым видам коррозии.Эти нержавеющие стали широко используются в винтах и других типах коррозионно-стойких крепежных изделий.

Мы рассмотрели лишь небольшую часть из огромного количества стальных сплавов, которые доступны. Вы можете узнать больше о стальных сплавах, их классификации и металлургических свойствах в нашем справочнике по материалам и характеристикам стальных сплавов.

Наиболее распространенные легирующие элементы в стали

По определению, сталь представляет собой комбинацию железа и углерода. Сталь легирована различными элементами для улучшения физических свойств и придания специальных свойств, таких как устойчивость к коррозии или нагреванию.Конкретные эффекты добавления таких элементов описаны ниже:

Углерод (C)

Самый важный компонент стали. Повышает прочность на разрыв, твердость и устойчивость к истиранию и истиранию. Это снижает пластичность, ударную вязкость и обрабатываемость.

Хром (CR)

Повышает предел прочности на разрыв, твердость, закаливаемость, ударную вязкость, сопротивление износу и истиранию, устойчивость к коррозии и образованию накипи при повышенных температурах.

Кобальт (CO)

Повышает прочность и твердость, допускает более высокие температуры закалки и увеличивает красную твердость быстрорежущей стали.Он также усиливает индивидуальные эффекты других основных элементов в более сложных сталях.

Columbium (CB)

Используется в качестве стабилизирующих элементов в нержавеющих сталях. Каждый из них имеет высокое сродство к углероду и образует карбиды, которые равномерно распределены по стали. Таким образом предотвращается локальное выделение карбидов на границах зерен.

Медь (CU)

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. Медь способствует устойчивости к атмосферной коррозии, если ее содержание превышает 0,20%. Погодоустойчивые стали продаются с содержанием меди более 0,20%.

Марганец (MN)

Раскислитель и дегазатор, вступающий в реакцию с серой для улучшения ковкости. Повышает прочность на разрыв, твердость, закаливаемость и износостойкость. Уменьшает склонность к масштабированию и искажению. Это увеличивает скорость проникновения углерода при науглероживании.

Молибден (MO)

Повышает прочность, твердость, прокаливаемость и ударную вязкость, а также сопротивление ползучести и прочность при повышенных температурах. Улучшает обрабатываемость и устойчивость к коррозии, усиливает действие других легирующих элементов. В сталях для горячей обработки и быстрорежущих сталях он увеличивает твердость в красном цвете.

Никель (NI)

Повышает прочность и твердость без ущерба для пластичности и вязкости. Он также увеличивает стойкость к коррозии и образованию накипи при повышенных температурах при введении в подходящих количествах в высокохромистые (нержавеющие) стали.

Фосфор (P)

Повышает прочность и твердость и улучшает обрабатываемость. Однако он придает стали заметную хрупкость или хладостойкость.

Кремний (SI)

Раскислитель и дегазатор. Повышает предел прочности и текучести, твердость, ковкость и магнитную проницаемость.

Сера (S)

Улучшает обрабатываемость быстрорежущих сталей, но без достаточного количества марганца вызывает хрупкость при красном нагреве. Это снижает свариваемость, ударную вязкость и пластичность.

Тантал (TA)

Титан (TI)

Вольфрам (Вт)

Повышает прочность, износостойкость, твердость и ударную вязкость. Вольфрамовые стали отличаются превосходной горячей обработкой и большей эффективностью резания при повышенных температурах.

Ванадий (В)

Повышает прочность, твердость, износостойкость и устойчивость к ударам. Он замедляет рост зерна, обеспечивая более высокие температуры закалки. Он также улучшает свойства твердости по красному цвету высокоскоростных металлических режущих инструментов.

Данные являются типичными и не должны рассматриваться как фактические значения для какой-либо категории.

Приложения и техническая информация требуют от инженеров и разработчиков инструментов независимого суждения.

Поковки из легированной стали | Производитель кованой легированной стали

Кованая легированная сталь – это сталь, к общему содержанию которой добавлено небольшое количество одного или нескольких легирующих элементов, кроме углерода. Эти добавленные элементы могут включать марганец, кремний, никель, титан, медь, хром, алюминий и другие.Эти добавленные элементы придают поковкам особые свойства, которых нет в поковках из обычной углеродистой стали. Кроме того, легированные стали становятся все более популярными из-за их доступности, более низкой экономической стоимости, отличных механических свойств и простоты обработки.

Если у вас есть какие-либо вопросы о ковке из легированной стали, свяжитесь с нами или запросите предложение для подробного анализа цен.

Области применения и отрасли производства кованой легированной стали

Коленчатые валы
Детали машин
Крепеж
Зубчатая передача

Варианты и характеристики поковок из легированной стали

В зависимости от потребностей вашего проекта существует широкий спектр доступных вариантов, когда речь идет о марках легированной стали.Как производитель поковок из легированной стали, наши легированные стали могут подвергаться термообработке для улучшения обрабатываемости, прочности и пластичности. Добавляя определенные элементы к своей стали, вы получите широкий спектр различных результатов, в том числе следующие:

Никель и медь – Повышает коррозионную стойкость и увеличивает прочность.
Хром, ванадий, молибден и вольфрам – Эти элементы повышают прочность за счет образования карбидов второй фазы.
Марганец, кремний, никель и медь – Добавление этих элементов увеличивает прочность за счет образования твердых растворов в феррите, который идеально подходит для экстремального теплового воздействия.
Молибден – Когда молибден добавляется сам по себе, он помогает стали сопротивляться охрупчиванию.
Кобальт, хром и никель – Эти добавленные элементы улучшают сохранение прочности и пластичности при более высоких температурах эксплуатации.
Кремний и никель – Сохранение пластичности и ударной вязкости улучшается при низких рабочих температурах за счет добавления этих элементов.

Отрасль, в которой используется кованая легированная сталь, и ее предполагаемое применение будут определять необходимый тип ковки из легированной стали.

Легированная сталь марки

4130
4140
4150
4340
4340AQ
A105
Нитрол 135MOD

Дополнительные марки стали и спецификации высылаются по запросу.

Кованая легированная сталь без штамповки

В процессе ковки легированной стали в открытой матрице к стальным заготовкам или слиткам прикладывается тепловая и механическая энергия, которая затем изменяет форму сплава в твердом состоянии.Кованые изделия из легированной стали прочнее и надежнее, чем отливки, поскольку ковка включает изменение потока зерна, имитирующего форму детали. Термический цикл и процесс деформации приводят к измельчению зерна и рекристаллизации, что в конечном итоге приводит к упрочнению полученного стального продукта.

Кроме того, как производитель поковок из легированной стали с открытой штамповкой, наши спецификации включают: AISI, ASTM, AMS, API, SAE, ASME, AWS, JIS и GB. Наши поковки доступны во многих нестандартных формах и условиях термообработки для достижения критических физических свойств, таких как растяжение, текучесть, удлинение и уменьшение площади для желаемого конечного использования, как указано покупателем.

Кованая легированная сталь Преимущества

Поковки из легированной стали обладают рядом преимуществ. В Great Lakes Forge мы понимаем ценность создания поковок из легированной стали улучшенного качества для нужд вашего проекта. Некоторые из основных преимуществ кованой легированной стали включают следующее:

Кованые сплавы исключают возникновение усадки, пористости, пустот, которые обычно встречаются в отливках.
Зернистая структура кованых сплавов обеспечивает высокую износостойкость.
Кованая легированная сталь прочнее и прочнее литой стали
Кованые легированные стали Высокая прочность усилена добавлением элементов, которые были введены в углеродистую сталь.
Ударная вязкость кованой легированной стали выше, чем у литой.

Ваше надежное производство ковки из легированной стали

В Great Lakes Forge у нас есть опыт, ресурсы и возможности, чтобы превзойти все ваши потребности в ковке из легированной стали с открытым штампом.

Запросите сегодня ценовое предложение на необходимые вам поковки из нержавеющей стали или свяжитесь с Great Lakes Forge для получения дополнительной информации.

Низколегированная сталь | Малверн Паналитикал

Низколегированные стали широко используются для производства труб, автомобильных и аэрокосмических кузовов, железнодорожных путей, а также строительных плит для морских и наземных сооружений. В этих областях используется высокопрочная низколегированная сталь из-за ее коррозионных свойств.Низколегированные стали обычно содержат менее 10% легирующих элементов (вместе взятых C, Mn, Cr, Ni, Mo, V и Si). Точный и быстрый элементный анализ является критически важным требованием при производстве стали. Это требуется не только для соблюдения стандартов качества, но также позволяет производителям стали экономить на затратах в условиях все более жесткой конкуренции.

Чтобы удовлетворить потребности сталелитейной промышленности в скорости и гибкости анализа, Malvern Panalytical предлагает пакет из низколегированной стали (LAS) для последовательных и одновременных XRF-спектрометров Zetium и Axios FAST.Это решение основано на более чем 90 сертифицированных стандартных материалах (CRM), охватывающих широкий диапазон элементов, до 21 элемента, и 4 контрольных образцах для коррекции дрейфа и пробоподготовки.

Модуль LAS для XRF-спектрометров Malvern Panalytical WD

Калибровка низколегированной стали (LAS) была разработана с использованием более 90 сертифицированных эталонных материалов, полученных от нескольких поставщиков. В процессе калибровки эта основная калибровка передается с помощью шести CRM.Модуль идеально подходит для анализа:

• высокопрочных низколегированных сплавов

• высокотемпературных сталей (хромомолибденовая сталь),

• низкотемпературных сталей (никелевых сталей)

• погодостойких сталей и высокой текучести

• высокопрочные стали

Модуль LAS состоит из:

• 4 контрольных образца для контроля сноса и коррекции пробоподготовки

• Документы по отслеживанию

• Чемодан для безопасного хранения

Элементы и диапазоны их концентраций, охватываемые применением низколегированной стали (LAS) на последовательных и синхронных спектрометрах Zetium или Axios FAST (мас.%):

0 Примечание: значение ниже, чем сертифицированное значение LLD: значение концентрации LLD

термин

Модуль LAS разработан для использования в сочетании с инструментами XRF Malvern Panalytical WD, такими как Zetium и Axios FAST.Действуют определенные требования к оборудованию. Модуль может поставляться как предварительно откалиброванное решение в новых системах, но также может быть развернут на существующих приборах с программным обеспечением SuperQ.

6 проб для переноса будут предоставлены Malvern Panalytical для калибровки. Эти образцы передачи не включены в модуль.

Сплавы из углеродистой стали | Коберн-Майерс

Характеристики и применение обычных сплавов углеродистой стали

Низкоуглеродистые стали обычно содержат менее 0.25% углерода и не может быть усилен термической обработкой (упрочнение может быть достигнуто только холодной обработкой). Низкоуглеродистый материал относительно мягкий и прочный, но при этом обладает исключительной пластичностью и прочностью. Кроме того, он поддается обработке, сварке и относительно недорого в производстве.

Среднеуглеродистые стали имеют концентрацию углерода от 0,25% до 0,60%. Эти стали можно подвергать термообработке путем аустенизации, закалки, а затем отпуска для улучшения их механических свойств.С точки зрения соотношения прочности и стоимости термообработанные среднеуглеродистые стали обеспечивают огромную несущую способность.

Смесь на основе железа считается легированной сталью , если содержание марганца более 1,65%, кремния более 0,5%, меди более 0,6% или других минимальных количеств легирующих элементов, таких как хром, никель, молибден, присутствуют ванадий или вольфрам. За счет замены этих элементов в рецептуре для стали можно придать огромное количество различных свойств, чтобы повысить твердость, прочность или химическую стойкость.

Щелкните каждую вкладку для просмотра соответствующей информации.

Низкоуглеродистая сталь – основные конструктивные особенности и области применения

Элемент	Диапазон концентраций (мас. %)	Элемент	Диапазон концентраций (мас.%)
C		Cu	0,0013 – 0,66
Al		As	4 0,000269	4 0,000269	Zr	0,0015 – 0,2
P	0,002 – 0,072	Nb 44 9023 – 0,3
S	0,0009 – 0,089	Mo	0,002 – 1
	Ti –	0,001 – 0,24
V	0,0006 – 0,52	SB	0,0005 – 0,072

0015 – 5,15	Ta	0,001 – 0,23
Mn	0,0057 – 2	W –	0,0012 – 0,3	Pb
Ni	0,002 – 4,45

Сплав	UNS Обозначение	Основные конструктивные особенности	Приложения
1010	G10100	1010 – простая углеродистая сталь номиналом 0.Содержание углерода 10%. Это относительно низкопрочная сталь, но для повышения прочности ее можно подвергать закалке и отпуску.	Используется для таких применений, как крепежные детали и болты с холодной головкой.
1018	G10180	1018 – одна из самых доступных марок в мире. Несмотря на невысокие механические свойства, сплав легко формуется, обрабатывается, сваривается и обрабатывается. Из-за более высокого содержания марганца его можно закаливать до RC 42 в тонких срезах.	Часто используется в деталях винтовых машин большого объема, таких как валы, шпиндели, пальцы, штоки, звездочки в сборе и невероятно широкий спектр компонентов.
1020	G10200	1020 – широко используемая углеродистая сталь. Он имеет номинальное содержание углерода 0,20% с приблизительно 0,50% марганца. Он обладает хорошим сочетанием прочности и пластичности, может подвергаться закалке и науглероживанию.	Используется для простых конструкций, таких как крепежные детали и болты холодной штамповки. Часто используется в закаленном состоянии.
1022	G10220	1022 имеет несколько более высокое содержание углерода и марганца в простой углеродистой стали, чем 1020. Она используется из-за своей несколько большей прочности, но при этом имеет хорошую пластичность.	Используется в конструкциях средней прочности, таких как крепежные детали и болты холодной штамповки.Часто используется в закаленном состоянии.

Среднеуглеродистые стали – основные конструктивные особенности и области применения

Сплав	Обозначение UNS	Основные конструктивные особенности	Приложения
1030	G10300	1030 представляет собой марганцевую сталь с более высоким содержанием углерода (0,30%) из семейства простых сплавов углеродистой стали.Он обеспечивает большую прочность, чем более низкие сорта, при сохранении разумной пластичности.	Обычно используется в закаленном и отпущенном состоянии для повышения прочности. Применения включают детали машин, где требуются прочность и твердость.
1040	G10400	1040 имеет более высокое (0,40%) содержание углерода для большей прочности, чем сплавы с более низким содержанием углерода. Его можно закалить путем термообработки, закалки и отпуска для достижения прочности на разрыв от 150 до 250 тысяч фунтов на квадратный дюйм.	Используется для коленчатых валов, муфт и деталей с холодной головкой.
1045	G10450	1045 – это среднеуглеродистая сталь, используемая, когда требуется большая прочность и твердость, чем в прокатанном состоянии.	Используется в зубчатых передачах, валах, осях, болтах, шпильках и деталях машин.
1060	G10600	1060 – это один из элементов с более высоким содержанием углерода (0.60%) стали. Его труднее изготовить, чем углерод с более низким содержанием углерода.	Используется для ручных инструментов, таких как отвертки, плоскогубцы и тому подобное.

Легированная сталь – основные конструктивные особенности и области применения

Сплав	Обозначение UNS	Основные конструктивные особенности	Приложения
4130	G41300	4130 – низколегированная сталь, содержащая молибден и хром в качестве упрочняющих добавок.Номинальное содержание углерода составляет 0,30%, и при этом относительно низком содержании углерода сплав является превосходным с точки зрения свариваемости плавлением. Сплав может быть упрочнен термической обработкой.	Используется в конструкциях, таких как опоры авиационных двигателей и сварные трубы.
4140	G41400	4140 – одна из сталей, легированных хромом, молибденом и марганцем, которые отличаются ударной вязкостью, хорошей прочностью на скручивание и хорошей усталостной прочностью.	Используется в огромном количестве приложений.
4330	G43300	4330 – это термообрабатываемый стальной сплав, содержащий хром, никель и молибден. Содержание углерода находится в диапазоне 0,30%, и в термически обработанном состоянии сплав имеет хорошую ударную вязкость и усталостную прочность, а также общую прочность.	Используется в приложениях, где требуется хорошее сочетание прочности и ударопрочности, например в зубчатых колесах, осях шасси самолетов и валах для передачи мощности.
4340	G43400	4340 – это термообрабатываемая низколегированная сталь, содержащая никель, хром и молибден. Он известен своей вязкостью и способностью развивать высокую прочность в условиях термообработки, сохраняя при этом хорошую усталостную прочность.	Обычно используется для шасси самолетов, шестерен и валов трансмиссии и других конструктивных элементов.

Низкоуглеродистая сталь – химические свойства

Сплав	UNS Обозначение	C (макс.)	Mn (макс.)	P (макс.)	S (макс.)	Si	Кр	Ni	Пн	Прочие Элементы
1010	G10100	0.08-0,13%	0,30-0,60%	0,04%	0,05%	–	–	–	–	–
1018	G10180	0,14-0,20%	0,60-0,90%	0,04%	0,05%	–	–	–	–	–
1020	G10200	0,17-0,23%	0.30-0,60%	0,04%	0,05%	–	–	–	–	–
1022	G10220	0,17-0,23%	0,70–1,00%	0,04%	0,05%	–	–	–	–	–

Среднеуглеродистая сталь Химические свойства

Сплав	UNS Обозначение	C (макс.)	Mn (макс.)	P (макс.)	S (макс.)	Si	Кр	Ni	Пн	Прочие Элементы
1010	G10100	0.08-0,13%	0,30-0,60%	0,04%	0,05%	–	–	–	–	–
1018	G10180	0,14-0,20%	0,60-0,90%	0,04%	0,05%	–	–	–	–	–
1020	G10200	0,17-0,23%	0.30-0,60%	0,04%	0,05%	–	–	–	–	–
1022	G10220	0,17-0,23%	0,70–1,00%	0,04%	0,05%	–	–	–	–	–

Легированная сталь Химические свойства

Сплав	UNS Обозначение	C (макс.)	Mn (макс.)	P (макс.)	S (макс.)	Si	Кр	Ni	Cu	Прочие Элементы
405	S40500	0.08%	1%	0,04%	0,03%	1%	11,5-14,5%	–	–	1-3% Алюминий
430	S43000	0,12%	1%	0,04%	0,03%	1%	16-18%	–	–	–

Низкоуглеродистая сталь – механические свойства

Низкоуглеродистые стали относительно мягкие и непрочные, но обладают исключительной пластичностью и вязкостью.Кроме того, они поддаются механической обработке, сварке и относительно недороги в производстве.

Сплав	UNS Обозначение	Типичные механические свойства
Сплав	UNS Обозначение	Растяжение (тысяч фунтов / кв. Дюйм)	Доходность (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)	Удлинение (% в 2 ″)	Уменьшение площади (%)	по Бринеллю Твердость
1010	G10100	53	44	20	40	105
1018	G10180	64	54	15	40	126
1020	G10200	64	54	24	54	126
1022	G10220	69	58	15	40	137

Среднеуглеродистые стали – механические свойства

Среднеуглеродистые стали могут подвергаться термообработке путем аустенизации, закалки, а затем отпуска для улучшения их механических свойств.С точки зрения соотношения прочности и стоимости термообработанные среднеуглеродистые стали обеспечивают огромную несущую способность.

Сплав	UNS Обозначение	Типичные механические свойства
Сплав	UNS Обозначение	Растяжение (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)	Доходность (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)	Удлинение (% в 2 ″)	Уменьшение площади (%)	по Бринеллю Твердость
1030	G10300	76	64	12	35	149
1040	G10400	90	80	12	35	170
1045	G10450	91	77	12	35	179
1060	G10600	118	70	17	34	241

Легированные стали – механические свойства

Огромное разнообразие различных свойств может быть создано для легированной стали путем замены химических элементов в рецепте для повышения твердости, прочности или химической стойкости.

Сплав	UNS Обозначение	Типичные механические свойства
Сплав	UNS Обозначение	Растяжение (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)	Доходность (тыс. Фунтов на кв. Дюйм)	Удлинение (% в 2 ″)	Уменьшение площади (%)	по Бринеллю Твердость
4130	G41300	80	56	28	57	149
4140	G41400	150	90	20	45	285
4330	G43300	125	100	15	30	250-325
4340	G43400	110	66	23	49	197

Углеродистая сталь

и нержавеющая сталь

Все стали содержат углерод (от.Фактически, 02% и 2,1%!), Так почему же одна разновидность стали называется углеродистой сталью? Как оказалось, термин углеродистая сталь на самом деле используется для описания двух различных типов стали: углеродистой стали и низколегированной стали. С другой стороны, нержавеющая сталь – это специализированная группа стальных сплавов, разработанных для защиты от коррозии. В этой статье мы сравниваем углеродистую сталь и нержавеющую сталь.

Запросите бесплатную металлическую деталь, напечатанную на 3D-принтере

Что на самом деле означает углеродистая сталь?

«Углеродистая сталь» имеет два значения – техническое определение и более общую классификацию.Техническое определение очень четкое: согласно Американскому институту чугуна и стали (AISI), сталь должна соответствовать следующим стандартам, чтобы соответствовать техническому определению углеродистой стали:

Не указано и не требуется минимальное содержание хрома, кобальта, колумбий [ниобий], молибден, никель, титан, вольфрам, ванадий или цирконий или любой другой элемент, добавляемый для получения желаемого эффекта легирования
Когда указанный минимум для меди не превышает 0.40 процентов
Когда максимальное содержание, указанное для любого из следующих элементов, не превышает указанных процентов: марганец 1,65, кремний 0,60, медь 0,60.

Техническое определение, хотя и сложное, сводится к одному простому ограничению – настоящая углеродистая сталь должна почти не содержать легирующих элементов, что делает их в основном состоящими из двух материалов: железа и углерода. Количество углерода может варьироваться, и есть несколько приемлемых легирующих материалов, но эти стали простые.

В дополнение к точному определению термин углеродистая сталь также используется для обозначения широкой группы легированных сталей, которые не являются нержавеющими сталями. В отличие от углеродистых сталей, низколегированные стали могут содержать в небольших количествах широкий спектр легирующих элементов, что позволяет адаптировать их для более широкого круга применений. Эти стали, хотя и не удовлетворяют техническим требованиям к углеродистой стали, означают большее разделение между сталью: нержавеющая сталь по сравнению со всем остальным.

Углеродистая сталь (по определению)

Проще говоря, углеродистая сталь по определению чрезвычайно проста.Это железо с небольшим содержанием углерода и ограниченным количеством легирующих элементов. Кроме того, любая сталь, для которой требуются легирующие элементы (например, 4140 и 4340), является углеродистой сталью , а не . В рамках определения углеродистой стали материалы могут быть определены как низкоуглеродистая сталь или высокоуглеродистая сталь. Низкоуглеродистые стали чрезвычайно распространены, в то время как высокоуглеродистые стали используются только в высокопрочных, некоррозионных средах. Сталь 1020, низкоуглеродистая сталь, является одной из самых популярных сталей, производимых сегодня.

‍Прочтите наше руководство по проектированию Metal X.

A36, разновидность углеродистой стали, часто используется для конструкционных балок, подобных этим двутавровым балкам. Источник: https://www.worldsteelgrades.com/astm-a36-steel/

Углеродистая сталь имеет различные механические свойства в зависимости от содержания углерода. Низкоуглеродистые стали слабее и мягче, но их легко обрабатывать и сваривать; в то время как высокоуглеродистая сталь прочнее, но значительно труднее в обработке. Все углеродистые стали подвержены ржавчине, что делает их непригодными для широкого спектра конечных применений.В целом углеродистая сталь превосходна, если вы ищете недорогой металл, но, как правило, не подходит для высококачественных или высокоточных производственных операций.

Низколегированные стали (иногда называемые углеродистыми сталями)

Низколегированные стали содержат один или несколько легирующих элементов (например, хром, кобальт, ниобий, молибден, никель, титан, вольфрам, ванадий или цирконий) для улучшения качества материала свойства традиционных углеродистых сталей. Часто они прочнее, жестче и немного более устойчивы к коррозии, чем традиционные углеродистые стали.

Легированные стали определяются по основным легирующим материалам (помимо углерода). 4140, одна из наиболее распространенных легированных сталей, представляет собой хромомолибденовую легированную сталь. Это означает, что основными легирующими элементами являются хром (повышающий коррозионную стойкость) и молибден (повышающий ударную вязкость). В результате 4140 используется в условиях сильного износа и повышенных температур.

4140 Сталь может использоваться для валов, болтов, шестерен и многих других обрабатываемых деталей.Источник: https://www.astmsteel.com/steel-knowledge/15-application-4140-steel/

Легированные стали сегодня являются одной из наиболее широко используемых сталей в промышленности. Они поддаются механической обработке, доступны по цене, легко доступны и обладают хорошими механическими свойствами. Если деталь не обязательно должна быть коррозионно-стойкой, низколегированная сталь дает лучший результат.

Свойства, которые делают легированную сталь выгодной для производства традиционными методами, делают ее менее ценной для 3D-печати.Поскольку металлическая 3D-печать легко обрабатывается и дешево приобретается, более высокие затраты на детали делают ее экономически невыгодной для печати. Несколько компаний, занимающихся печатью на металле, предлагают низколегированные стали, такие как 4140, но, как правило, они встречаются редко.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь объединяет одно ключевое свойство материала: отличная коррозионная стойкость, обусловленная высоким содержанием хрома (> 10,5% по массе) и низким содержанием углерода (<1,2% по массе). Помимо коррозионной стойкости, механические свойства этих сталей могут сильно различаться.

Аустенитная нержавеющая сталь является наиболее распространенным типом нержавеющей стали. Они устойчивы к коррозии, легко обрабатываются и свариваются, но не подвергаются термообработке. 303 и 304 являются наиболее распространенными типами аустенитных нержавеющих сталей, а 316L – вариантом, который обеспечивает максимальную коррозионную стойкость. Эти стали используются в самых разных операциях – поскольку они устойчивы к атмосферным воздействиям, они работают практически везде. Из-за более высокой стоимости металлическая 3D-печать может быть жизнеспособным методом изготовления этих деталей.

Нержавеющие стали, такие как 316L, часто используются для изготовления рабочих колес и других деталей, погружаемых в жидкость. Источник: https://gpmsurplus.com/product/tri-clover-c327-02a-316l-6-75-stronic-steel-semi-open-impeller/

Мартенситные нержавеющие стали обладают лучшими механическими свойствами по сравнению с аустенитными. стали ценой пластичности. В целом им не хватает универсальности аустенитных сталей, однако их высокопрочная твердость в сочетании с коррозионной стойкостью, намного превосходящей низколегированные стали, делает их пригодными для любых высокопрочных деталей, находящихся в окислительной среде.Кроме того, мартенситные стали можно подвергать термообработке для дальнейшего повышения твердости, прочности и жесткости.

17-4 PH – особенно полезный тип мартенситной нержавеющей стали, которая может подвергаться термообработке для соответствия различным свойствам материала. Из-за его высокой твердости и чрезвычайно низкой обрабатываемости 3D-печать зачастую дешевле, чем кропотливая обработка на станке. Если вы хотите узнать больше о 3D-печати металлических деталей, ознакомьтесь с Markforged Metal X.

Запросите расценки на Metal X

Углеродистая сталь против нержавеющей стали: окончательный вердикт

немного сложнее, чем первоначально предполагалось, поскольку углеродистая сталь может относиться к двум различным типам стали: традиционной углеродистой стали и низколегированной стали.

По сравнению с низкоуглеродистой сталью, нержавеющая сталь предлагает значительное повышение прочности, твердости и, что наиболее важно, коррозионной стойкости. По прочности высокоуглеродистая сталь не уступает, а иногда и превосходит нержавеющую сталь, но в основном это нишевый материал в мире производства. В отличие от любой углеродистой стали, нержавеющая сталь может выжить и процветать без окисления в агрессивных или влажных средах. При этом углеродистая сталь намного дешевле нержавеющей стали и лучше подходит для крупных конструктивных элементов, таких как трубы, балки и листовой прокат.

Низколегированная сталь во многих отношениях превосходит углеродистую, но все же не обладает коррозионной стойкостью. Он может эффективно соответствовать свойствам материала нержавеющей стали – в результате сплавы, такие как 4140 и 4340, часто обрабатываются и используются во многих областях, в которых небольшое окисление не повредит. Нержавеющая сталь – это материал более высокого качества, который лучше использовать в промышленных операциях, где качество деталей не может быть снижено.

Руководство по выбору углеродистых и легированных сталей

Углеродистые стали – это стали, в которых основной легирующей добавкой является углерод.Легированные стали легируют не только углеродом, но и другими металлами или материалами для улучшения свойств.

Углеродистые стали классифицируются на основе содержания углерода в стали. Четыре основных класса углеродистой стали: мягкая и низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь, высокоуглеродистая сталь и сверхвысокуглеродистая сталь.

Мягкие и низкоуглеродистые стали содержат 0,16–0,29% углерода. Они являются наиболее распространенной формой стали, поскольку имеют относительно низкую стоимость и обладают свойствами материала, приемлемыми для многих областей применения.Они не хрупкие и не пластичные, но податливые. Поверхностную твердость можно повысить за счет науглероживания.

Среднеуглеродистые стали содержат примерно 0,30–0,59% углерода. Они уравновешивают пластичность и прочность и обладают хорошей износостойкостью. Они используются в ковке, а также для изготовления крупных промышленных и автомобильных компонентов.

Высокоуглеродистая сталь содержит примерно 0,6–0,99% углерода. Они очень прочные и используются для пружин и высокопрочных проволок.

Сверхвысокие углеродистые стали содержат примерно 1-2% углерода. Эти стали можно закалять до высокой твердости и использовать для изготовления специализированных изделий, таких как ножи, оси или пробойники. Стали с содержанием углерода выше 1,2% обычно получают методом порошковой металлургии. Стали с содержанием углерода более 2% считаются чугунными.

Легированные стали содержат разное количество различных металлов и материалов, что определяет их свойства. Некоторые из наиболее часто добавляемых материалов включают хром, молибден, никель и кремний.

Хром добавляется в меньших количествах (0,5–2%) для повышения прокаливаемости и в больших количествах (4–18%) для повышения коррозионной стойкости.

Молибден добавляют в количестве 0,25-0,40% для повышения ударной вязкости стали.

Никель добавляется в меньших количествах (2-5%) для повышения ударной вязкости и в больших количествах (12-20%) для повышения коррозионной стойкости.

Кремний добавляют в сталь в меньших количествах (0.2-0,7%) для увеличения прочности и в больших количествах (> 2%) для улучшения его магнитных свойств.

Технические характеристики

Выбор металлических сплавов требует анализа требуемых размеров и технических характеристик. Размеры, которые следует учитывать, включают внешний диаметр (OD), внутренний диаметр (ID), общую длину и общую толщину.

Другие важные технические характеристики (в зависимости от области применения) включают:

Форма изделия
Прочность на разрыв
Предел текучести
Температура плавления
Электропроводность
Коррозионная стойкость
Пластичность
Ковкость

Эти свойства различаются в зависимости от метода формования и состава сплава.

Приложения

Углеродистая сталь – это недрагоценный металл, который сегодня широко используется в производстве во всем мире почти во всех отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, авиационную, автомобильную, химическую и оборонную. Различные свойства легированных сталей могут применяться во многих областях, в том числе в конструкции зубчатых колес, труб, опор и других компонентов инфраструктуры.