§ 77. Специальные сорта стали

Для изготовления фасонных отливок применяют три сорта специальных сталей: низколегированные (с количеством легирующих добавок до 5%), среднелегированные (от 5 до 10% легирующих добавок) и высоколегирован­ные (свыше 10% легирующих добавок).

Наиболее дешевыми легированными сталями являются марганцовистые и кремнистые стали, более дорогими —никелевые, хромистые и медистые, к дорогостоящим и дефицитным относятся вольфрамовые, ванадиевые, титановые и молибденовые стали.

Специальные сорта стали применяют, когда к отливке предъявляются повышенные требования: теплоустойчивость, жаропрочность, жароупорность, кислото и щелочестойкость, износоустойчивость и специальные магнитные или немагнитные свойства.

Марганцовистые стали низколегированные, с содержанием до 2% марганца имеют предел прочности при растяжении 57—70 кг/мм² и предел текучести 35—45 кг/мм². Высоколегированная марганцовистая аустенитная сталь имеет химический состав 1,25% С; 0,8% Si; 12,5% Мn; до 0,1% Р и до 0,04% S. Эту сталь после предварительной закалки при­меняют для отливок, работающих на истирание с ударной нагрузкой, на­пример щеки камнедробилок, ковши землечерпалки, детали литейной раз­ливочной машины, тракторные гусеницы, рельсовые крестовины, стрелоч­ные переводы и др. Эта сталь плохо обрабатывается на металлорежущих станках.

Кремнистые стали низколегированные, с содержанием 0,1 — 0,2% С; 1% Si имеют предел прочности при растяжении 50 кг/мм² и пре­дел текучести 30 кг/мм². Эти стали хорошо сопротивляются износу и обла­дают свойством пружинить.

Высоколегированные кремнистые стали с содержанием 0,3—0,7% С; 14—18% Si; 0,3—0,5% Мn; 0,05—0,15% Р и 0,02—0,05% S имеют большую твердость (Н_B — 500 кг/мм²), высокую химическую стойкость ко всем реагентам, кроме хлора и соляной кислоты, но плохо обрабатываются на ме­таллорежущих станках.

Никелевые стали низколегированные, с содержанием 1,3— 2,2% Ni применяют для изготовления деталей, подвергаемых цементации; предел прочности этих сталей при растяжении 59—72 кг/мм², предел теку­чести 34—44 кг/мм².

Среднелегированные никелевые стали с 0,1—0,15% С; 3,5—4,5% Ni обладают высокой магнитной индукцией. Высоколегированные никелевые стали с 30% Ni обладают высокой химической стойкостью.

Хромистые стали низколегированные, с 0,35—0,45% С; 0,6— 0,8% Мn; 0,7—0,9% Сг имеют предел прочности при растяжении 65— 70 кг/мм², предел текучести 48—53 кг/мм². Среднелегированные хромистые стали (3—5% Сr) обладают химической стойкостью и высокой прочностью при повышенной температуре. Высоколегированные хромистые стали (13—35% Сr) хорошо работают в условиях высоких температур (850— 1100°).

Хромоникелевые стали с 2,0 и 20% Сr широко применяют для деталей, работающих на износ. Высоколегированные стали (18% Ni и 8% Сr) применяют как кислотоупорные и жароупорные стали. Стали с содержанием 25% Ni, 12—20% Сг относятся к классу нержавеющих сталей.

Медистые легированные стали (1,35—1,7% С; 0,9— 1,3% Si; 0,6—1,0% Мn; 0,1% Р; 0,08% S; 2,5—3% Си и 0,15—0,2% Сr) имеют предел прочности при растяжении 65 кг/мм², предел текучести 50 кг/мм² и твердость Н_B = 210 - 240 кг/мм². Медистые стали обладают высокой износоустойчивостью.

Литейные свойства стали уступают свойствам чугуна: высокая темпера­тура плавления (около 1500°), меньшая жидкотекучесть, значительная усадка вызывают большую склонность стали к образованию усадочных раковин и трещин в период затвердевания отливки.