Легированные конструкционные стали и сплавы

Легированными называются стали, в которые кроме железа и углерода вводят легирующие добавки в определенных концентрациях для придания стали специальных физико-механических свойств.

Основными легирующими элементами являются марганец, кремний, хром, никель, вольфрам, молибден, кобальт, титан, ванадий, цирконий, ниобий и др.

По общему содержанию легирующих элементов легированные стали подразделяются на низколегированные (до 2,5% легирующих элементов); среднелегированные (2,5-10%); высоколегированные (более 10%).

Хром и кремний повышают твердость, прочность, жаростойкость, коррозионную стойкость. При содержании хрома более … сталь становится …

Никель и марганец повышают прочность, пластичность, электрическое сопротивление.

Вольфрам и молибден уменьшают величину зерна в сталях, повышают твердость и прочность, улучшают режущие свойства и коррозионные свойства.

Маркировка легированных сталей: буквы и цифры, которые указывают на химический состав стали.

Первые две цифры указывают содержание углерода в сотых долях процента. Затем буква (легирующий элемент), цифра указывает на среднее …

При содержании элемента менее или равного единице, цифра не ставится.

Легирующие элементы обозначаются следующими буквами: К(кобальт), В (вольфрам), Ю(Алюминий), Х (хром), д(медь), Н(никель), М(молибден), П(фосфор), Ц (цирфоний), Ч(редкоземельные элементы).

12ХН3А (0,12% С, 1% Cr, 3% Ni (высокое качество)).

Легированные стали классифицируют на 3 группы:

1. Конструкционные

а) цементуемые (подвергаемые насыщению углеродом)

б) улучшаемые (подвергаемые закалке и отпуску)

2. Инструментальные

3. Стали и сплавы с особыми свойствами.

а) нержавеющие

б) жаропрочные

в) жаростойкие и т. д.

Цементуемые легированные сплавы.

К этому типу сталей относятся низко- и среднелегированные стали с содержанием С от 0,1 до 0,3%.

(20Х, 15Х, 15ХФ, 30ХГТ)

После цементации последующей закалки с низким отпуском достигаются высокие поверхностная твердость и прочность при вязкой сердцевине.

Изготавливают стали, подвергнутые износу и ударным нагрузкам (кулачки, шестерни, поршневые кольца).

Улучшаемые легированные стали.

Эти стали содержат от 0,3 до 0,5 % С и общую сумму легирующих элементов до 5 %.

Эти стали подвергают улучшению путем термообработки, закалке с температурой … и высокому отпуску.

Обладают высокой прочностью, пластичностью, хорошо работают в условиях циклических и ударных нагрузок до температур 450˚С.

Изготавливают ответственные детали машин.

Марки этих сталей: 40Х, 40ХН, 38Х, Н3, МА

Нержавеющие.

Обладают высокой стойкостью против коррозии (влажная атмосфера, морская вода, растворы солей и щелочей).

Для повышения антикоррозийных свойств в сталь добавляют хром 12-30%, никель 3-10%.