Что такое легированная сталь?
Легированная сталь — это класс стали, легированной другими элементами, такими как марганец, никель и хром, преднамеренно в дополнение к углероду, чтобы получить улучшенные механические свойства. Общее количество легирующих элементов обычно составляет от 1% до 50%. Благодаря легированию улучшается прочность, твердость, ударная вязкость, коррозионная стойкость. Как правило, легированные стали можно разделить на низколегированные стали и высоколегированные стали.
Легированные стали являются рабочими лошадками промышленности из-за экономической стоимости, широкой доступности и хороших механических свойств. Легированные стали часто используются в деталях, где важны прочность, ударная вязкость и коррозионная стойкость.
Типы легированной стали
– Высоколегированная сталь: определяется высоким процентным содержанием легирующих элементов. Легированные стали делятся на низколегированные и высоколегированные. В высоколегированных сталях будет более 10 мас.% легирующих элементов в стальных группах.
– Низколегированная сталь: имеет низкий процент легирующих элементов, обычно от 1% до 5%. Если легирующего элемента в стали меньше 5%, она называется низколегированной. Низколегированные стали отличаются добавками хрома, молибдена, в некоторых случаях и никеля. Низколегированные стали обладают улучшенными упрочняющими характеристиками по сравнению с углеродистыми сталями при эквивалентном содержании углерода, а их микроструктура более стабильна при повышенных температурах.
Общие легированные стали
Наиболее часто используемой маркой легированной стали является легированная сталь 4140 (хромомолибден), обладающая высокой прочностью, хорошей износостойкостью, отличной ударной вязкостью и пластичностью, а также устойчивостью к нагрузкам и ползучести при высоких температурах.
Каково влияние основных легирующих элементов на сталь?
Содержание легирующего элемента также будет влиять на его функцию.
– Марганец: повышает поверхностную твердость и устойчивость к деформации, ударам и ударам, в сочетании с серой и фосфором снижает хрупкость, а также помогает удалить из расплавленной стали избыток кислорода.
– Никель: повышает прочность, ударную вязкость и коррозионную стойкость.
– Хром: повышает твердость, прочность и износостойкость.
– Кобальт: повышает твердость в горячем состоянии для таких деталей, как режущий инструмент.
– Молибден: повышает прочность и устойчивость к ударам и теплу.
– Вольфрам: добавляет твердости и улучшает структуру зерна и термостойкость.
– Ванадий: повышает прочность, ударную вязкость, устойчивость к ударам и коррозии.
– Кремний: повышает прочность и улучшает магнитные свойства.
Легированная сталь против углеродистой стали
1. Состав.
Легированная сталь содержит высокий процент других элементов, помимо железа и углерода, в то время как углеродистая сталь содержит большое количество углерода и небольшое количество других элементов. В углеродистых сплавах содержится до 2,1% углерода по массе, дополнительные элементы не имеют минимального содержания и обычно считаются примесями, в легированных сталях важны дополнительные легирующие элементы, они могут регулировать свойства металла.
2. Прочность.
Углеродистая сталь получает имеет высокую прочность, чем легированная сталь.
3. Коррозионная стойкость.
Легированная сталь обладает более высокой коррозионной стойкостью.
4. Температура плавления.
Легированные стали обычно имеют высокие температуры плавления, а углеродистые стали имеют низкие температуры плавления.
5. Свариваемость.
Легированная сталь лучше поддается сварке.
6. Пластичность.
Пластичность легированной стали выше.
7. Стоимость.
Углеродистая сталь относительно недорогая, особенно с низким содержанием углерода. Легированная сталь может быть очень дорогой.
