Легированные стали.

Легированная сталь- сплав железа с углеродом и легирующими элементами, специально вводимыми в сталь с целью изменения структуры и свойств в желаемом направлении.

§ 1. Маркировка легированных сталей.

Цифра в начале марки означает процентное содержание углерода (в десятых или сотых долях процента). Буквы в маркировке указывают на содержание:

А– азот (если буква А стоит в середине марки)

Б– ниобий

В– вольфрам

Д– медь

К– кобальт

М– молибден

Н– никель

Р– бор

С– кремний

Ф– ванадий

Х– хром

Ц– цирконий

Ю– алюминий

Цифра после буквы указывает на процент содержания (округленный до целого числа) данного элемента. Если цифра не ставится, то это значит, что данного элемента в этой стали менее .

Рассмотрим легированную сталь:

Рассмотрим легированную сталь:

Это автоматная сталь (с повышенным содержанием серы и сульфидов, и улучшенной обрабатываемость резанием)

Инструментальные стали:

Быстрорежущие стали:

Электротехнические стали для постоянных магнитов:

Трансформаторные стали:

Классификация легированных сталей.

1. По назначению:

– конструкционные:

– строительные

– машиностроительные

– инструментальные:

– быстрорежущие

– штамповые

– стали для мерительного инструмента

– стали с особыми свойствами:

– коррозионно-стойкие (в электролитах) (сосуды для хранения кислот)

– теплоустойчивые (до)

– жаропрочные ()

– хладостойкие

– износостойкие

– с особыми:

– магнитными свойствами

– тепловыми свойствами:

– с заданным коэффициентом теплового расширения

2. По степени легированности (содержанию легирующих элементов):

– низколегированные

– среднелегированные

– высоколегированные

3. По числу компонентов:

– трехкомпонентные

– четырехкомпонентные

– пятикомпонентные

– многокомпонентные

Структурные классы легированных сталей

(по микроструктуре после нормализации).

1. Стали перлитного класса (низколегированные)

2. Стали мартенситного класса (среднелегированные)

3. Стали аустенитного класса (высоколегированные)

Все легирующие элементы, кроме кобальта, увеличивают устойчивость переохлажденного аустенита, сдвигая С-образные кривые вправо, а точки начала и конца мартенситного превращения сдвигают вниз.

В высоколегированных сталях точки илежат в области отрицательных температур.

Таким образом, после нормализации в низколегированных сталях образуется перлит (перлитный класс); в среднелегированных- мартенсит(мартенситный класс); в высоколегированных остается непревращенным переохлажденный аустенит(стали аустенитного класса).

Взаимодействие легирующих элементов с углеродом. Легированные стали карбидного класса.

Все легирующие элементы делятся на 2 группы:

– карбидообразующие (стоят левее в периодической системе Менделеева и имеют большее сродство к, чем к).

– некарбидообразующие (стоят правее )

карбидообразующие некарбидообразующие

Чем левее от стоит легирующий элемент, тем сильнее взаимодействует с.

В легированных сталях карбиды бывают двух типов:

1. Карбиды цементитного типа: . Например.

2. Специальные карбиды: ,,,.

Твердость карбидов легирующих элементов в 2-3 раза выше твердости цементита:

:

:

:

Карбиды легирующих элементов обладают высокой термической устойчивостью и не подвержены коагуляции (укрупнению) при высоких температурах. Чем дисперснее (чем мельче частицы) карбид, тем выше его вклад в упрочнение.

Самый дисперсный карбид- .

легированная инструментальная сталь карбидного класса. В ее состав входят: хром, вольфрам, ванадий. Обладает высокой теплостойкостью и износостойкостью. Сохраняет высокую твердость до .