-
Легированные стали – это сплав железа с углеродом и легирующими элементами (ЛЭ), специально вводимыми в сталь для изменения её свойств в желаемом направлении.
Цели легирования:
- повышение механических свойств стали;
- обеспечение высоких механических свойств стали при повышенных температурах;
- придание стали особых физических или химических свойств.
-
Маркировка легированных сталей:
Содержание всех легирующих элементов указывается в процентах (кроме исключения из маркировки). Если число после буквы не указано, значит, этого элемента в стали содержится менее 1,5%. Если содержание углерода в стали 1 и более %, то цифру в начале марки можно не ставить.
Инструментальные легированные стали
Маркировка начинается с однозначного числа, показывающего содержание углерода в десятых долях процента, или с буквы (содержание углерода в таких сталях ≈ 1%).
Пример: 6Х5Г2С (сталь содержит 0,6% углерода, 5% хрома, 2% марганца и кремния < 1,5%);
НТ2Х5 (сталь содержит углерода ≈ 1%, никеля < 1,5%, 2% титана и 5% хрома).
Конструкционные легированные стали
Маркировка начинается с двухзначного числа, показывающего содержание углерода в сотых долях процента.
Пример: 12Х18Н10Т (сталь содержит 0,12% углерода, 18% хрома, 10% никеля и титана < 1,5%).
Буква «А» в маркировке легированных сталей:
1) Если буква «А» стоит в конце марки, она указывает на то, что сталь высококачественная (две буквы «А» = «Ш» - особовысококачественная).
Пример: 10Г2НМФА, 10Г2НМФАА или 10Г2НМФШ (конструкционная легированная сталь, содержание углерода 0,1%, 2% марганца, никеля, молибдена и ванадия < 1,5%, сталь высококачественная (особовысококачественная)).
2) Если буква «А» стоит в середине марки, она указывает на процентное содержание азота.
Пример: 16Г2АФ (конструкционная легированная сталь, содержание углерода 0,16%, марганца 2%, азота и ванадия < 1,5%).
3) Если буква «А» стоит в начале марки, сталь автоматная.
Пример: А12 (автоматная сталь, содержание углерода 0,12%)
Стали с особыми свойствами (исключения из маркировки):
1) Шарикоподшипниковые стали (содержание углерода ≈ 1%, содержание хрома указывается в десятых долях процента).
Обозначение: Ш.
Пример: ШХ15 (шарикоподшипниковая сталь, содержание углерода ≈ 1%, хрома 1,5%).
2) Быстрорежущие стали (содержание углерода ≈ 0,7-0,8%; цифра или число после буквы «Р» показывает содержание вольфрама в целых долях).
Обозначение: Р.
Пример: Р6 (быстрорежущая сталь, содержание углерода ≈ 0,7-0,8%, вольфрама 6%);
Р5М5 (быстрорежущая сталь, содержание углерода 0,7-0,8%, вольфрама 5%, молибдена 5%);
Р6М5К5 (быстрорежущая сталь, содержание углерода 0,7-0,8%, вольфрама 6%, молибдена 5%, кобальта 5%).
3) Электротехнические магнитотвёрдые стали (содержание углерода ≈ 1%).
Обозначение: Е.
Пример: ЕХ5 (электротехническая магнитотвёрдая сталь, содержание углерода ≈ 1%, хрома 5%).
4) Электротехнические магнитомягкие стали (содержание углерода ≤ 0,03%; цифра или число после буквы «Э» показывает содержание кремния в целых долях).
Обозначение: Э.
Пример: Э4 (электротехническая магнитомягкая сталь, содержание углерода ≤ 0,03%, кремния 4%).
5) Исследовательские и пробные электростали (ЭИ-электросталь исследовательская, ЭП-электросталь пробная).
Числа обозначают номер стали.
Пример: ЭИ 802, ЭП 52.
-
Классификация легированных сталей
По степени легированности:
- низколегированные Σ ЛЭ < 2,5% (12ХМ, 15Х1М1Ф);
- среднелегированные 2,5% < Σ ЛЭ < 10% (12ХН4ВА, 20Х3МВФ);
- высоколегированные 10% < Σ ЛЭ < 50% (20Х13, 14Х17Н2, 12Х18Н10Т).
По числу компонентов:
- 3-х компонентные (1 ЛЭ) (40Х, 20Х13);
- 4-х компонентные (2ЛЭ) (30ХМ, 09Г2С);
- 5-ти компонентные (3 ЛЭ) (25Х1М1Ф, 12Х18Н10Т);
- многокомпонентные (4 и более ЛЭ) (20Х12Н2В2МФ, 18Х12ВМБФР).
По назначению:
- конструкционные – строительные (низколегированные) и машиностроительные (цементуемые и улучшаемые) (09Г2С);
- инструментальные – для измерительного инструмента, быстрорежущие, штамповые (7ХВГ);
- стали с особыми свойствами – коррозиостойкие (нержавеющие), жаропрочные, износостойкие, с особыми магнитными свойствами, с особыми электрическими свойствами, с особыми тепловыми свойствами (12Х13, 08Х18Н9Т – коррозионная стойкость; 12Х1МФ, 15Х1М1Ф – теплоустойчивые).
-
Классификация легированных сталей по микроструктуре после нормализации:
Прямая распада аустенита, с-образные кривые начала и конца превращения А → П и две прямые начала и конца превращения А → М (мартенситного превращения).
Ферритный класс (такие стали содержат очень мало углерода и большое количество ЛЭ).
Ледебуритный (карбидный) класс (такие стали содержат большое количество углерода и карбидообразных элементов (Cr, Mb и др.)).
Влияние легирующих элементов на устойчивость переохлаждённого аустенита
Установлено, что все легирующие элементы, кроме кобальта, повышают устойчивость переохлажденного аустенита и уменьшают скорость его превращения.