Легированные конструкционные стали
Металлоизделия
Трубы
Опоры трубопроводов
Крепеж
Металлоконструкции
Кронштейны
Металлические корпуса
Детали трубопровода
ППУ ВУС ЦПП
Что такое легированная конструкционная сталь?
Все стали по их химическому составу принято подразделять на две большие группы: углеродистые и легированные. Первые содержат только железо и углерод (плюс некоторые примеси), а во вторые вносят различные химические вещества для изменения свойств металла.
| Стали по химическому составу: | |
| Углеродистые | Легированные |
| Железо + углерод + стандартные примеси | Железо + углерод + стандартные примеси + легирующие вещества |
То есть сталь легированная – это все тот же сплав железа с углеродом, как и в случае углеродистых сталей, но в состав которого добавили дополнительные (также – легирующие) вещества. Эти вещества улучшают или придают стали новые физические (упругость, расширение и т. п.), химические (жаростойкость, устойчивость к коррозии, др.) или механические свойства (прочность, твердость, пластичность, вязкость, пр.). Легирование (обогащение) металла, его состава различными добавками (например, хромом, никелем, марганцем и др.) улучшает качества сплава, повышает его технологические характеристики.
Слово “конструкционные” в названии стали описывает ее назначение, а именно – производство строительных сварных конструкций, деталей механизмов в различных сферах, таких как строительство или машиностроение.
| Стали по назначению: | ||
| Конструкционные | Инструментальные | Специальные |
| изготовление конструкций | изготовление инструмента | стали со специальными свойствами |
Таким образом, легированные конструкционные стали – это обогащенные дополнительными химическими элементами сплавы, обладающие повышенной прокаливаемостью, что позволяет их использовать для изготовления деталей машин, которые подвергаются термической обработке, чтобы выдерживать тяжелые нагрузки во время эксплуатации.
Сферы применения легированных конструкционных сталей
Легированную конструкционную сталь используют, в основном, в машиностроении и строительстве, а также в некоторых других видах промышленности для изготовления важных деталей механизмов или элементов конструкций, которые во время эксплуатации будут подвергаться тяжелым нагрузкам, постоянным и переменным нагрузкам.
Конструкционная легированная сталь широко используется в производстве промышленного оборудования, в таких областях, как автомобилестроение, тяжелое машиностроение, строительство мостов, нефтепроводов, др.
Примеры применения сталей некоторых марок
| Марка стали | Состав стали | Применение |
| 20Х | хромистая легированная сталь | производство втулок, шлицевых валиков, шпинделей и другого горячекатаного проката |
| 40Х | тоже хромистая, но с более высоким содержанием углерода | производство крепежных элементов, зубчатых колес, червячных валов, цепей, др. |
| 60С2ХА | кремний, хром | изготовление пружин и рессор, которые подвергаются высоким нагрузкам |
Из разных марок конструкционных легированных сталей делают кулачковые муфты, зубчатые колеса средних скоростей, турбинные детали, оправки, валы и многие другие элементы, детали, узлы, конструкции и механизмы, которые должны работать на больших скоростях, в условиях повышенных температур, давления и нагрузок, в том числе в условиях переменных нагрузок, и т. д.
Химический состав легированных конструкционных сталей
Добавки в сплав определенной марки вводят по одному элементу или группой. Чаще всего добавляют никель, хром, марганец, для улучшения прочностных характеристик сплава добавляют титан. Легирующими веществами также выступают такие химические элементы, как алюминий, ниобий, медь, молибден, кремний, кобальт, ванадий, вольфрам и пр.
Главная цель, которой добиваются добавлением легирующих веществ, – это повысить прокаливаемость сплава. Легирующие компоненты способствуют уплотнению структуры металла, что значительно повышает качество сплава. Процесс легирования металла позволяет:
- повысить уровень прокаливаемости итогового сплава;
- повысить его прочность и эластичность;
- улучшить такие характеристики, как твердость и ударная вязкость;
- добавить дополнительные свойства, например, жаропрочность, устойчивость к нагрузкам, воздействию агрессивной среды, коррозии и др.
Разные компоненты (химические вещества) улучшают разные показатели легированной конструкционной стали конкретной марки. Так, добавление никеля повышает ударную вязкость металла, введение никеля вместе с хромом способствует улучшению глубокого прокаливания. При этом такое сочетание легирующих компонентов изменяет свойства конгломерата равномерно, по всей его площади сечения.
| Легирующий элемент | Повышает | Понижает |
| Хром | прочность, твердость, ударную вязкость | |
| Никель | прочность, пластичность, коррозионную стойкость, прокаливаемость | пороговую температуру хрупкости |
| Углерод | прочность, твердость, ударостойкость | пластчность |
| Марганец | прочность, твердость, упругость, износоустойчивость | |
| Молибден | упругость, прокаливаемость, красностойкость | хрупкость |
| Титан | устойчивость к появлению трещин, восприимчивость к обработке | |
| Вольфрам | твердость, красностойкость | хрупкость при отпуске |
| Кобальт | жаропрочность, сопротивление удару |
Количество углерода влияет на такие характеристики определенной марки конструкционной стали, как хладноломкость и стойкость к нагрузкам. Первое зависит также от количества фосфора и серы в металле. Чем выше их доля, тем ниже прочность и выше порог хладноломкости.
Конструкционная легированная сталь. Марки
Маркировка помогает с первого взгляда на нее определить наиболее важные свойства конструкционных легированных сталей. В России она регламентируется ГОСТом 4543-71. По этому документу установлено, что маркировка должна состоять из букв и цифр, каждая из которых означает химический элемент и его содержание в сплаве. Первые две цифры – это содержание углерода (указывается в десятых долях процента). Затем идут обозначения легирующих веществ и их количество в процентах. Если после буквы, обозначающей определенный элемент, цифры нет, значит его количество не превышает 1,5%.
| Буква | Элемент | Буква | Элемент | Буква | Элемент |
| А | Азот | С | Кремний | Е | Селен |
| Ю | Алюминий | Г | Марганец | Т | Титан |
| Р | Бор | Д | Медь | У | Углерод |
| Ф | Ванадий | М | Молибден | П | Фосфор |
| В | Вольфрам | Н | Никель | Х | Хром |
| К | Кобальт | Б | Ниобий | Ц | Цирконий |
Марки стали компании АтомСтилТрейд: 10ХСНД, 30ХГСА, 18ХГТ, 65Г, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20Х3МВФ, 38ХМ, 40Х, 15Х5М, 38Х2МЮА, 30ХМА. К популярным маркам конструкционной легированной стали также относятся: 20Х, 12Х2Н4А, Р6М5Ф2К8, ХВГ, 60С2ХА, 38ХА, 40ХС, 35ХМ.
Классификация легированной конструкционной стали
По химическому составу, а точнее по содержанию в металле таких компонентов, как сера (S, способствует красноломкости) и фосфор (P, придает хрупкости), конструкционные сплавы бывают:
| Обыкновенного качества | в них данных вредных примесей содержится не более 0,05% |
| Качественные | содержание S и P не превышает 0,035% |
| Высококачественные | до 0,025% (такую сталь обозначают, добавляя букву “А” в конце маркировки) |
| Особовысококачественные | S и P не более 0,015% (обозначаются буквой “Ш”) |
По доле углерода конструкционные легированные стали принято делить на следующие категории:
| Низкоуглеродистые | сплав в своем составе имеет не более 0,25% углерода |
| Среднеуглеродистые | содержание углерода должно составлять 0,25–0,65% |
| Высокоуглеродистые | количество углерода в сплаве превышает 0,65% |
В зависимости от того, какое количество процентов дополнительных компонентов содержится в сплаве, легированные конструкционные стали подразделяют на три группы:
| Низколегированные металлы | они содержат примесей от 2,5% до 5% |
| Среднелегированные сплавы | дополнительных веществ добавлено не более 10% |
| Высоколегированные | внесено более 10 % легирующих элементов |
По структуре конструкционные легированные стали делятся на:
- Перлитные стали:
- доэвтектоидные;
- эвтектоидные;
- заэвтектоидные.
- Ледебуритные.
Прокат из конструкционной легированной стали может быть:
- кованым;
- горячекатаным;
- калиброванным;
- с особой отделкой поверхности.
Также в таких областях применения, как, например, машиностроение, выделяют свои классы легированных конструкционных сталей, учитывающие различные признаки:
- так, по химическому составу металла такие стали делят на углеродистые и легированные;
- по методу производства стали: деформируемые или литейные;
- по уровню легированности: низколегированные (до 5% дополнительных химических веществ), среднелегированные (5–10%), высоколегированные (свыше 10%);
- и др.
По тому, какое легирующее вещество является основным, выделяют легированные конструкционные стали хромистые, марганцовистые, хромомарганцовые, хромокремнистые, хромоникелевые и т. д.
Обработка конструкционной легированной стали
Лазерная резка металла, а также другие виды резки подходят для большинства конструкционных легированных сталей. Но непригодны для их обработки кислородные способы резки.
Подходит сварка (большинство конструкционных легированных сталей имеют хорошую свариваемость), но нужно учитывать марку и состав легированной стали, так как различные легирующие вещества могут иметь свои специфические особенности, например, приводить к появлению горячих трещин при сварке, к появлению красноломкости, образованию пористости и др.
Стальные изделия подвергают термической обработке с учетом их назначения и нагрузок, которые они должны будут выдерживать.
Плюсы и минусы легированной конструкционной стали
| Преимущества | Недостатки |
|
|
Заказ легированной конструкционной стали
Если вам нужна конструкционная легированная сталь, оставьте заявку на нашем сайте или закажите обратный звонок. Мы перезвоним, ответим на все вопросы, проконсультируем по наличию тех или иных марок конструкционной легированной стали, произведем расчет стоимости вашего заказа. У нас есть большой выбор различных нержавеющих сталей, круги, квадраты, листы и др. необходимых вам размеров, формы и количества.