Легована сталь: застосування, класифікація і маркування

Вже більше 3 000 років людство обробляє залізо виготовляючи різні знаряддя, машини, домашнє начиння. Незважаючи на відносно високі механічні властивості цього металу його руйнування в результаті корозії не сприяє довготривалому використанню залізних виробів на відкритому повітрі.

Ще одним істотним обмеженням у використанні даного металу є його невисокі естетичні якості. Щоб істотно поліпшити дані властивості при виробництві сталі використовуються добавки надають стійкість до окислення, появи на її поверхні блиску і істотного збільшення міцності металу.

Що таке легована сталь

Це вуглецева сталь для поліпшення технологічних властивостей якої введені спеціальні легуючі елементи. Відсоток добавок в складі невеликий, але навіть при незначній концентрації, фізичні властивості металу поліпшуються в кілька разів.

Залежно від виду використовуваних добавок при виробництві сталі метал набуває такі властивості:

  • несхильність корозії;
  • пружність;
  • тугоплавкость;
  • міцність.

Для додання перерахованих якостей до складу додають такі метали:

  • хром;
  • нікель;
  • молібден;
  • вольфрам;
  • мідь.

Найчастіше в вуглецеву сталь досить додати 1 — 3% легуючих елементів для додання їй необхідних властивостей і якостей.

Відео:

Види легованих сталей

Від процентного вмісту добавок стали поділяються на:

  1. Низьколеговані — зміст добавок менш 2,5%
  2. Середньолеговані — 2,5 — 10%.
  3. Високолеговані — більше 10%.

Також леговані сталі підрозділяються на наступні види:

  • конструкційні;
  • інструментальні;
  • з особливими фізичними властивостями.

Конструкційні та інструментальні вироби використовуються в тих областях застосування металів, де необхідна підвищена міцність. Леговані стали з особливими фізичними властивостями можуть бути стійкими до корозії, високій температурі і до хімічно агресивних середовищ.

Маркування легованих сталей

Через великого розмаїття сплавів з поліпшують добавками з’явилася необхідність в їх маркуванні. Леговані стали класифікація і маркування яких буде приведена нижче дуже легко ідентифікувати по буквеному позначенню, а також за вказівкою відсоткового складу тих чи інших речовин в металі.

розшифровка

Маркування включає в себе літери, які позначають призначення металу.

  1. Ж, Х, Е — позначення нержавіючих, хромистих і магнітних сплавів.
  2. Я — хромонікелева нержавіюча сталь.
  3. Ш — шарикоподшипниковая.
  4. Р — ріжучий.
  5. А, Ш — якісна і високоякісна легована сталь.

Також в сплавах можуть міститися такі елементи:

  • Азот — А
  • Алюміній — Ю
  • Берилій — М
  • Бор — П
  • Вольфрам — В
  • Ванадій — Ф
  • Кобальт — До
  • Кремній — С
  • Марганець — Г
  • Мідь — Д
  • Молібден — М
  • Магній — Ш
  • Ніобій — Б
  • Нікель — Н
  • Селен — Е
  • Титан — Т
  • Фосфор — П
  • Хром — Х
  • Цирконій — Ц
  • Рідкоземельні метали — Ч

Якщо леговані стали маркування яких після букв не має цифр не містять ніобію, молібдену, ванадію, алюмінію, азоту, бору, титану, цирконію і рідкоземельних металів, то це буде говорити про те, що в матеріалі зміст легуючого елемента менше 1,5%. Для перерахованих вище металів є виключення з цього правила, через вплив на механічні властивості сплаву навіть десятих часток відсотка.

Якщо перед літерним позначенням стоїть цифра, то це показник вмісту кремнію, а розташування цифр після літери вказує відсоткове співвідношення позначених хімічних елементів.

Відео:

Застосування легованих сплавів

Завдяки високим експлуатаційним характеристикам легована сталь застосування знаходить в машинобудуванні, виготовленні інструментів, труб і будівельних матеріалів.

Деталі машин зазвичай виготовляють з перлитових металів. До цієї категорії матеріалів відносяться низьколеговані і середньолеговані стали, які після відпалу мають структуру що дозволяє легко обробляти метал за допомогою ріжучого інструменту.

Низьколегованісталі завдяки підвищеним міцності дозволяють істотно економити кошти при будівництві великогабаритних споруд і машин. Наприклад, в суднобудівництві завдяки використанню матеріалу вдається зменшити товщину застосовуваного металу.

Леговані стали з добавками хрому широко використовуються для виробництва виробів, які стійкі до впливу молочної і оцтової кислоти, а також наступних деталей працюють під значним тиском:

  1. Поршневі пальці, карданні хрестовини та інші вироби призначені для експлуатації в умовах підвищеного зносу.
  2. Кулачкові муфти, плунжери та шліцьові валики.
  3. Шестерні коробок передач і черв’ячні вали, а також інші вироби для роботи на малих і середніх швидкостях.

Високолегована сталь широко використовується для виробництва деталей стійких до корозійного руйнування. Такі вироби також стійкі до високих температур і здатні працювати в умовах до +1100 градусів.

Деякі види сплавів завдяки особливим тепловим якостям мають спеціальне застосування, наприклад:

  1. ЕН42 — матеріал має коефіцієнт розширення таким же як і у скла, тому застосовується в якості електродів в лампах розжарювання.
  2. Х8Н36 — має постійну пружністю, яка не змінюється в температурних межах від мінус 50 до +100 градусів. Завдяки незмінної пружності такий матеріал широко використовується для
    виробництва пружин для годинникових механізмів і стрілочних вимірювальних приладів.
  3. І36 — сплав володіє нульовим коефіцієнтом температурного розширення, тому ідеально підходить для виготовлення різних еталонів і калібрувальних виробів.

Сварка легованих сталей: особливості

Леговані сплави мають гарну пластичністю, тому з них можна виготовити складні конструкції методом зварювання. Унаслідок різного змісту добавок кожен тип легованих виробів має свої особливості.

Сварка низьколегованих сталей

Особливість зварних з’єднань низьколегованих сталей полягає у високій опірності холодним тріщинах і крихкому руйнуванню. Але, такі властивості з’єднувального шва можна досягти тільки при правильному зварюванні.

Якщо процес попереднього нагрівання буде порушений або зварений шов піддасться занадто швидкому охолодженню метал може отримати в місцях з’єднання мікроскопічні пошкодження, які значно зменшать міцність всієї конструкції.

Низьколегованісталі марки 10Г2СД, а також 14ХГС і 15ХСНД зварюються з використанням апарату постійного струму зі зворотним полярністю. Електроди для зварювання повинні мати фтористо-кальциевое покриття. Величина зварювального струму повинна точно відповідати типу електрода, товщині металу і типу сплаву. Недотримання цієї вимоги також відіб’ється на якості зварного шва і, як наслідок, на міцності виготовляється конструкції.

Сварка низьколегованої сталі повинна здійснюватися без перерви, щоб весь шов був виконаний без при температурі металу не менше 200 градусів. Середня швидкість зварювання становить 20 м / ч, при напрузі 40 В і силі струму 80 А.

Відео:

Сварка середньолегованих сталей

При виготовленні конструкцій з середньолегованих сталей необхідно використовувати зварювальні матеріали, в яких вміст легуючих елементів повинно бути менше, ніж в зварюваної матеріалі.

Тільки при використанні таких матеріалів можна домогтися отримання шва з високою стійкістю до деформації. Якщо при виготовленні виробів з середньолегованих сталей товщина листа не перевищує 5 мм, то високої якості з’єднання можна досягти при використанні аргонодугового зварювання.

Якщо для з’єднання деталей використовується газове зварювання, то в якості джерела горіння слід застосовувати ацетилен в суміші з киснем.

Сварка високолегованих сталей

Якщо для виробництва металевих деталей застосовується високолегована сталь, то в цьому випадку слід застосовувати зварювальне обладнання з мінімальним тепловим захопленням матеріалу. Це необхідно для зниження ймовірності викривлення металу під час зварювання, через великий вміст у складі металу різних домішок.

Електричне зварювання високолегованих сплавів здійснюється з використанням електродів з фторістокальціевим покриттям. У цьому випадку вдається домогтися високих показників механічної і хімічної міцності зварного шва.

Застосування газового зварювання при виготовленні конструкцій з високолегованих сталей небажано. У виняткових випадках можливе використання газового зварювання для з’єднання жароміцного високолегованого сталевого листа товщиною не більше 2 мм.

Відео:

висновок

Застосування легованих сплавів при виготовленні металевих деталей і конструкцій дозволяє надати ним необхідні фізичні якості. При роботі з такими металами позначення легуючих елементів в сталі допомагає підібрати заготовку з потрібними параметрами, з якої потім буде виготовлена ​​конструкція.

При використанні таких сплавів необхідно не тільки знати їх склад, а й способи з’єднання за допомогою зварювання. Тому якщо слідувати рекомендаціям викладеним в даній статті, то можна отримати високоякісне вироби із заданими параметрами.

Ссылка на основную публикацию