Tehnik-ast.ru

Электро Техник
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Маркировка высоколегированной стали, расшифровка и особенности легирования

Маркировка высоколегированной стали, расшифровка и особенности легирования

Добавлением в сплавы различных химических элементов (легированием) можно улучшать их отдельные характеристики. Например, окалино- или коррозийностойкость, ковкость, жаропрочность и ряд других. К сталям высоколегированным относятся те, в составе которых содержание хотя бы одной из присадок превышает 5%.

Всю необходимую информацию о продукции можно получить из ее обозначения, если знать, как правильно расшифровывается маркировка высоколегированной стали. Об этом и расскажет предлагаемая статья.

Подробные данные по долевому составу хим/элементов, классификации по группам всех марок высоколегированных сталей отражены в ГОСТ № 5632 от 1972 года. В нем же даны и рекомендации по их применению.

Порядок расшифровки

Позиции в обозначении, слева направо.

  • 1-я – содержание C (углерода), выраженное сотыми долями процента.
  • 2-я – химический элемент, обеспечивающий легирование.

АлюминийAl, ЮМедьCu, МВанадийV, Ф
ХромХАзотN, АВольфрамW, В
НиобийNb, ББорВ, РКремнийSi, С
ЦирконийZr, ЦКобальтCo, КТанталТа
СеленSe, ЕЖелезоFe, ЖТитанTi, Т
НикельNi, НМолибденМо, ММарганецMn, Г

3-я – процентное содержание в стали легирующей добавки. Если оно равно или менее 1, то цифра не проставляется.

markirovka_stalej_legir

Примеры маркировки сталей высоколегированных

8Х18Н10Т – углерода (0, 08), хрома (18), никеля (10), титана (1).

38Х12МЮА – углерода (0,38); хрома (12); молибдена и алюминия – по 1%. Последняя буква (А) свидетельствует о высоком качестве стали.

Carbon-Steel-Wire

Какие свойства придают стали элементы легирования

Многие из добавок по своему воздействию на материал схожи. Например, повышают его прочность, устойчивость к коррозии. Поэтому отметим лишь те характеристики стали, на которые конкретная присадка оказывает максимальное влияние. То есть, существенно их улучшает.

  • Титан – жаропрочность; также способствует уплотнению структуры за счет выведения излишков азота.
  • Кобальт – механическая прочность.
  • Ванадий, вольфрам, молибден – препятствуют росту зерен, способствуют неизменности структуры высоколегированной стали. Повышается ее режущая способность. Кроме того, Мо положительно влияет на жаростойкость материала.
  • Никель – повышает упругость и устойчивость к ржавлению.
  • Хром – придает множество свойств. Кроме перечисленных выше, обеспечивает неподверженность стали истиранию и качественное ее прокаливание.
  • Марганец – твердость. Однако при повышении температуры зерно увеличивается в размерах. Это негативно сказывается на ударной прочности.
  • Кремний – придает стали упругость.

Одна из особенностей обработки высоколегированных сталей – в технологии их закалки. Она производится не в воде, а в масле.

Легированная сталь

Легированная сталь

В современном мире имеется большое количество разновидностей стали. Это один из самых востребованных материалов, который используется практически во всех отраслях промышленности.

Характеристика легированных сталей

Характеристика легированных сталей

Легированная сталь представляет собой сталь, которая кроме обычных примесей оснащена еще и дополнительными добавочными веществами, которые необходимы для того, чтобы она соответствовала тем или иным химическим и физическим требованиям.

Обычная сталь состоит из железа, углерода и примесей, без которых невозможно себе представить данный материал. В легированную сталь добавляются дополнительные вещества, которые получили название легирующих. Они используются для того, чтобы сталь стала обладать такими свойствами, которые необходимы в тех или иных ситуациях.

Читайте так же:
Из этилена получить ацетилен

В большинстве случаев в качестве легирующих элементов к железу, примесям и углероду добавляются: никель, ниобий, хром, марганец, кремний, ванадий, вольфрам, азот, медь, кобальт. Также не редко в таком материале отмечаются такие вещества, как молибден и алюминий. Для придания прочности материалу в большинстве случаев добавляется титан.

Такой вид стали имеет три основные категории. Отношение легированной стали к той или иной группе обусловлено тем, сколько в ней содержится стали и примесей, а также легированных добавок.

Виды легированной стали

Есть три основных вида стали с легирующими элементами:

  • Низколегированная сталь.

Она характеризуется тем, что в ней содержится около двух с половиной процентов легирующих дополнительных элементов.

  • Среднелегированная сталь.

Данный материал имеет в своем составе от 2.5 до 10 процентов легирующих дополнительных веществ.

  • Высоколегированная сталь.

Легированная сталь

К данному виду относятся стальные материалы, количество легирующих добавок в которых превышает десяти процентов. Количество этих компонентов в такой стали может достигать пятидесяти процентов.

Назначение легированной стали

Легированную сталь широко применяют в современной промышленности. Она обладает высоким уровнем прочности, что позволяет изготовлять из нее оборудование для резки и рубки металлического проката самых разных видов.

По своему назначению стали легированного типа могут быть представлены большим количеством групп.

Основными из них являются:

  • конструкционная легированная сталь,
  • инструментальная легированная сталь,
  • легированная сталь с особыми химическими и физическими свойствами.

Характеристики легированных сталей могут быть разнообразными. Они их приобретают благодаря соотношению основных элементов. Стали такого типа являются в любом случае более прочными и устойчивыми к образованию коррозии.

Свойства легированной стали

Свойства легированной стали

Свойства легированных сталей являются разнообразными. Они главным образом определяются теми добавками, которые применяются в качестве легирующих при производстве отдельных видов стальных материалов.

В зависимости от добавленных легирующих компонентов сталь приобретает следующие качества:

  • Прочность. Данное свойство приобретает после добавления в ее состав хрома, марганца, титана, вольфрама.
  • Устойчивость к образованию коррозии. Это качество появляется под воздействием хрома, молибден.
  • Твердость. Сталь становится боле твердой благодаря хрому, марганцу и другим элементам.

Внимание: Стоит отметить, что для того, чтобы легированная сталь была более прочной и устойчивой к внешнему влиянию окружающей среды необходимое содержание хрома не должно быть менее двенадцати процентов.

Сталь легированного типа при правильном процентном соотношении всех входящий в нее элементов не должна менять свои качестве при температуре нагревания до шестисот градусов Цельсия.

Производство легированной стали.

Марки легированной стали

Марки легированной стали

Марки легированной стали являются различными. Они представлены в большом многообразии. В зависимости от назначения стали определяется ее маркировка.

Сегодня имеется большое количество требований к маркировке легированной стали. Для данного процесса используются цифровые и буквенные обозначения. Сначала при маркировке используются цифры. Они являются показателями того, сколько содержится в том или ином виде легированной стали сотых долей углерода. После цифр стоят буквы, которые являются обозначением того, какие легирующие добавки были использованы при производстве того или иного легированного типа стали.

Читайте так же:
Кованые кровати односпальные фото

После букв могут стоять цифры, обозначающие количество легирующего вещества в составе стального материала. Если после обозначения какого-либо легирующего элемента не стоит цифровое обозначение, то его в составе имеется минимальное количество, не достигающее даже одного процента.

Таблица 1. Сопоставление марок стали типа Cm и Fе по международным стандартам ИСО 630-80 и ИСО 1052-82.
Марки стали
СтFeСтFe
СтОFe310-0Ст4кпFe430-A
Ст1кпСт4псFe430-B
Ст1псСт4спFe430-C
Ст1спFe430-D
Ст2кпСт5псFe510-B, Fe490
Ст2псСт5ГпсFe510-B, Fe490
Ст2спСг5спFe510-C, Fe490
СтЗкпFe360-A
СтЗпсFe360-BСт6псFe590
СтЗГпсFe360-BСтбспFe590
СтЗспFe360-CFe690
СтЗГспFe360-C
Fe360-D
Таблица 2. Условные обозначения легирующих элементов в металлах и сплавах
ЭлементСимволОбозначение элементов в марках металлов и сплавовЭлементСимволОбозначение элементов в марках металлов и сплавов
черныецветныечерныецветные
АзотNАНеодимNdНм
АлюминийА1ЮАНикельNiН
БарийВаБрНиобийNbБНп
БериллииBeЛОловоSnО
БорВрОсмийOsОс
ВанадииVфВамПалладийPdПд
висмутBiВиВиПлатинаPtПл
ВольфрамWВПразеодимPrПр
ГадолинийGdГнРенийReРе
ГаллийGaГиГиРодийRhRg
ГафнииHfГфРтутьHgР
ГерманийGeГРутенийRuPv
ГольмийНоГОМСамарийSmСам
ДиспрозийDvДИМСвинецPbС
ЕвропийEuЕвСеленSeКСТ
ЖелезоFeЖСереброAgСр
ЗолотоAuЗлСкандийScС км
ИндийInИнСурьмаSbCv
ИридийIrИТаллийTlТл
ИттербийYbИТНТанталТаТТ
ИттрийYИМТеллурТеТ
КадмийCdКдКдТербийTbТом
КобальтCoККТитанTiТТПД
КремнийSiСКр(К)Т’лийTmТУМ
ЛантанLaЛаУглеродСУ
ЛитийLiЛэФосфорPпФ
ЛютецийLuЛюнХромCrхХ(Хр)
МагнийMgШМгЦерийCeСе
МарганецMnГМц(Мр)ЦинкZnЦ
МедьCuДМЦирконийZrЦЦЭВ
МолибденMoМЭрбийErЭрм
Статьи по теме

Алкидная эмульсия

Алкидная эмульсия

Требования защиты окружающей среды вызвали интерес к алкидным эмульсиям. Стабильные эмульсии можно получить из большинства алкидов при условии, что вязкость смол не слишком большая и прилагаемых сдвиговых сил достаточно для эмульгирования.

Характеристики нержавейки

Характеристики нержавейки

В современном мире нержавеющая сталь является незаменимым материалом при производстве разных разновидностей изделий. Она применяется в пищевой, медицинской, металлургической и военной промышленности.

Марки нержавеющей стали

Марки нержавеющей стали

В начале прошлого столетия специалистам в области металлургической промышленности удалось заметить, что взаимодействие хрома и кислорода является лучше, чем с железом.

Общее правило расшифровки марок легированных сталей:

1.Если марка легированной стали начинается с двузначной цифры, то сталь конструкционная и углерода в ней содержится в сотых долях процента (60ХСГ – 0,60% С).

2.Если марка легированной стали начинается с однозначной цифры, то сталь инструментальная и углерода в ней – в десятых долях процента (9ХГС – 0,9% С).

3.Если марка легированной стали начинается с буквы, то сталь инструментальная и углерода в ней содержится до 1 % (Х8ГА – до 1% С).

4.Если в марке легированной стали после легирующего элемента стоит цифра, то она обозначает его процентное содержание (Х8ГА – хрома 8 %).

5.Если в марке легированной стали после легирующего элемента отсутствует цифра, то сталь содержит в среднем 1,0 % этого легирующего элемента, за исключением редких металлов, а также бора. Если после букв, обозначающих редкие металлы и бор нет цифры, то в сталях содержится до 1% этих элементов.

6.Если в конце марки легированной стали стоит буква А, то сталь высококачественная, а если отсутствует – то качественная (Х8ГА – сталь высококачественная, 60ХСГ – качественная).

7.Если в марке легированной стали какого-то одного легирующего элемента 10 и более процентов, то сталь специальная (ШХ15 – хрома 15% — сталь специальная).

8.Если марка легированной стали начинается с буквы Р, то сталь быстрорежущая (от латинского rapid – «скорость»). Цифра после буквы Р обозначает процентное содержание вольфрама. В любом другом месте марки буква Р обозначает бор (например: Р6М5 – быстрорежущая сталь, 20ХГР – содержание бора до 1,0 %).

Последовательность расшифровки марки стали:

1.Определить сталь по химическому составу (углеродистая или легированная).

2.Определить сталь по назначению (конструкционная, инструментальная или сталь с особыми свойствами).

3.Определить сталь по качеству (обыкновенного качества, качественная, высококачественная или особовысококачественная).

4.Расшифровать шифр марки стали (что обозначают буквы и цифры).

Примеры расшифровки:

4Х2В5ФМ-1.Легированная;2.Инструментальная;3.Качественная;4.4 – С = 0,4 %; Х2 – Cr = 2 %; В5 – W = 5%; Ф – V до 1,0 % ; М – Мо до 1,0 %; остальное – Fe.

50ХФА-1.Легированная;2.Конструкционная;3.Высококачественная;4.50 – С=0,50 %; Х – Cr в среднем 1,0 %; Ф – V до 1,0 %; А – высококачественная; остальное – Fe.

30ХГС-Ш–1.Легированная;2.Конструкционная.3.Особовысококачественная;4.30 – С = 0,3 %; в среднем 1,0 % хрома, марганца и кремния каждого; остальное – Fe.

Р6М5-1.Легированная;2.Инструментальная;3.Качественная;4.С до 1 %; Р – быстрорежущая; W = 6%; М – Мо = 5 %; остальное – Fe.

Сталь 45-1.Углеродистая;2.Конструкционная;3.Качественная;4.45 — С = 0,45 %; остальное – Fe.

60Г-1.Углеродистая;2.Конструкционная;3.Качественная;4.С = 0,60 %; Г – содержание Мn в среднем 1,0 %; остальное – Fe.

А40Г-1.Углеродистая;2.Конструкционная;3.Качественная;4.А – автоматная; 40 — С = 0,40 %; Г –содержание Мn в среднем 1,0 %; остальное – Fe.

ВСт3Гпс-1.Углеродистая;2.Конструкционная;3.Обыкновенного качества;4.В – группа стали (с гарантированными механическими свойствами и химическим составом); Ст – сталь; 3 – условный номер марки; Г – повышенное содержание Мn; пс – полуспокойная; остальное – Fe.

20Х13-1.Легированная;2.Специальная;3.Качественная;4.20 – С = 0,20 %; Х13 – Cr = 13 %; остальное – Fe.

Легирование стали

Легирование стали

Сталь представляет собой сплав железа (не меньше 45%) и углерода (до 2,14%). Последний повышает прочностные характеристики металлов, при этом, если сравнивать с химически однородным металлом, понижает их пластичность. В процессе производства стали концентрация углерода специально доводится до необходимых значений. Контроль за содержанием углерода позволяет получать несколько видов стали:

  • Низкоуглеродистую – содержание углерода не более 0,25%.
  • Среднеуглеродистую – не более 0,6%.
  • Высокоуглеродистую – 0,6 – 2,14%.

В металле также могут обнаруживаться и иные примеси, поэтому стали классифицируются как легированные и нелегированные. Последние представляют собой железно-углеродный сплав, в составе которого присутствуют и другие элементы в виде примесей или добавок меньше установленного предельного содержания.

Легирование стали

Легированные стали

Элементы, содержание которых превышает обычное предельное значение, указанное в стандартах, называются легирующими добавками. Изменение химического состава металла путем введения легирующих добавок называется легированием стали. Основные цели легирования:

  • повышение прокаливаемости;
  • получение специфических прочностных свойств;
  • вызов желаемых структурных изменений;
  • получение специальных химических или физических свойств;
  • улучшение и упрощение технологии термообработки;
  • повышение коррозионной стойкости и устойчивости к различным температурам.

Исходя из вышесказанного следует, что легирование стали – это металлургический процесс плавки, в ходе которого в него вводятся различные добавки. Добавление легирующих элементов производится двумя способами:

  • Объемным – компоненты проникают в глубинную структуру материала путем их добавления в шихту или расплав.
  • Поверхностный – введение легирующих компонентов только верхний слой стали, на глубину 1-2 мм. Такой способ придает материалу определенные свойства, к примеру, антифрикционные.

Легирование стали-2

Легирующие элементы

  • Хром – увеличивает прочность и твердость, повышает ударную вязкость. В инструментальные стали добавляется для повышения прокаливаемости. В случае нержавеющих сталей – определяет коррозионную стойкость.
  • Никель – повышает прочность и твердость при сохранении высокой ударной вязкости. Понижает пороговую температуру хрупкости. Это влияет на хорошую прокаливаемость сталей, особенно при участии хрома и молибдена.
  • Марганец — повышает твердость и прочность за счет пластических свойств. Марганцевая сталь характеризуются повышенным пределом упругости и более высокой стойкостью к истиранию.
  • Кремний – в металлургическом процессе играет роль раскислителя. Его добавление увеличивает прочность и твердость стали.
  • Молибден – повышает прокаливаемость сталей больше, чем хром и вольфрам. Уменьшает хрупкость металла после высокого отпуска.
  • Алюминий – сильно раскисляет, предотвращает рост аустенитных зерен.
  • Титан – понижает зернистость, что приводит к большей устойчивости к появлению расколов и трещин. Улучшает восприимчивость к металлообработке.

Легирующих добавок может быть несколько, и для получения тех или иных характеристик их введение может производиться на разных этапах плавки.

Помимо того, что в состав стали вводят различные добавки, в самом материале также присутствуют примеси, которые полностью убрать из состава невозможно:

  • Углерод – способствует повышению твердости, прочности и ударостойкости. Однако его превышение в составе металла понижает пластичность и все вышеперечисленные характеристики.
  • Марганец – раскислитель, защищающий от кислорода и серы.
  • Сера – высоким считается ее содержание выше 0,6%, что плохо сказывается на пластичности, прочности, свариваемости и коррозионной устойчивости.
  • Фосфор – ведет к повышению текучести и хрупкости, понижает вязкость и пластичность.
  • Кислород, азот, водород – делают сплав более хрупким, снижают показатели его выносливости.

Легирование стали-3

Применение

Благодаря таким характеристикам, как прочность, устойчивость к нагрузкам, твердость, уменьшение намагниченности и нужный уровень вязкости, легированную сталь используют в самых разных сферах человеческой деятельности. Из нее производят:

  • медицинские инструменты, в том числе, и режущие;
  • детали с высокой опорной и радиальной нагрузкой;
  • элементы станков для металлообработки;
  • нержавеющую посуду;
  • детали автомобилей;
  • аэрокосмические детали;
  • пресс-формы и другие элементы для горячей штамповки, сохраняющие свои свойства при температуре до + 600 градусов;
  • измерительные приборы и так далее.

Классификация легированных сталей

Принимая принцип разделения по структуре, образованной в условиях медленного охлаждения стали в диапазоне температур, близких к солидусу, или в отожженном состоянии, сталь можно классифицировать следующим образом:

  • подевтектоид с ферритно-перлитной структурой;
  • эвтектоид с перлитной структурой;
  • гиперэвтектоид, содержащий вторичные карбиды, отделенные от аустенита;
  • ледебуритная сталь, в структуре которой встречаются первичные карбиды, выделившиеся при кристаллизации;
  • ферритная или аустенитная с осаждением карбидов или интерметаллических фаз. Обычно это стали с высоким содержанием легирующих элементов и низким содержанием углерода;
  • ферритно-мартенситная или ферритно-аустенитная сталь с наиболее часто высокотемпературным ферритом δ.

Все марки легированных сталей разделяют на три подвида в зависимости от количества полезных примесей:

  • Низколегированная – процентное содержание добавок около 2,5%. Прибавление некоторых положительных качеств при практически неизменных основных характеристиках.
  • Среднелегированная – процентное содержание добавок около 10%. Наиболее часто используемое соединение.
  • Высоколегированная – процентное содержание добавок варьируется от 10 до 50%. Высоколегированная сталь является максимально прочной и дорогой.

Независимо от того, какое процентное содержание добавок в составе металла, сталь разделяется на 3 подвида:

  1. Инструментальная – жаропрочный материал, используемый при производстве станочных и ручных инструментов (сверла, фрезы, стальные резцы и так далее).
  2. Конструкционная – прочная сталь, способная выдерживать высокие динамические и статические нагрузки. Используется при изготовлении двигателей и стальных механизмов в машиностроении, применяется в сфере строительства и станкостроения.
  3. С особыми свойствами – сталь, отличающаяся химической и термической устойчивостью (нержавеющая, кислотостойкая, магнитная, износостойкая, трансформаторная и другие виды). Ряд исследователей предлагают отдельное деление для данного вида сталей:
  • Жаропрочные – способны выдерживать температуру до 1000 градусов.
  • Окалиностойкие и жароустойчивые – стали, невосприимчивы к распаду.
  • Устойчивые к коррозии – применяются при производстве изделий, работающих в условиях высокой влажности.

Марки

В СНГ используется буквенно-цифровая маркировка легированных сталей. Буквами обозначают основные легирующие добавки, цифрами, идущими следом за буквами, обозначают процент их содержания в сплаве (округляя до целого числа). Если в металле присутствует не более 1,5% той или иной добавки, цифра не ставится. Процентное содержание углерода × 100 указывается вначале наименования стали. Буква A, стоящая в середине маркировки, указывает на содержание азота. Если две буквы A стоят в конце, это указывает на особо чистую сталь. Буква Ш в конце обозначает сталь особо высокого качества.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector