Легированные стали

Легированной называют сталь, в которой наряду с обычными примесями и технологическими добавками содержатся специально вводимые легирующие элементы: марганец (более 0,8%), кремний (более 0,5%) хром, ванадий, кобальт, вольфрам, молибден, титан и другие. Часто легирующие элементы определяют название легированной стали, например, хромистая, никелевая, ванадиевая, хромоникелевая, хромомарганцевая и т.п. Легирующие элементы значительно повышает механические (прочность, вязкость и др.), технологические (обрабатываемость, прокаливаемость и др.), физические (электросопротивление, магнитную проницаемость и др.) и специальные эксплуатационные свойства (коррозионную стойкость, износостойкость, жаростойкость и др.) стали. Детали машин и изделия, сделанные из легированной стали, более прочные и обладают большей долговечностью и др. По назначению легированные стали делятся на три группы: конструкционные стали, инструментальные стали (для режущего, измерительного, штампового инструмента) и стали с особыми физическими и химическими свойствами (для деталей специального назначения).

В основу обозначения марок легированных сталей положена буквенно-цифровая система. Принято следующее буквенное обозначение легирующих элементов.

Обозначение легирующих элементов в сталях

Название	Химический символ	Маркиров. обозн.	Название	Химический символ	Маркиров. обозн.
Марганец	Mn	Г	Кобальт	Co	К
Кремний	Si	С	Алюминий	Al	Ю
Хром	Cr	Х	Медь	Cu	Д
Никель	Ni	Н	Бор	B	Р
Вольфрам	W	В	Ниобий	Nb	Б
Ванадий	V	Ф	Цирконий	Zr	Ц
Титан	Ti	Т	Фосфор	P	П
Молибден	Mo	М	Азот	N	А (внутри марки)

Для конструкционных сталей цифры с левой стороны букв обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента, например, 45ХВ, 12ХН, 5ХНТ. Если содержание легирующего элемента в стали около 1%, то после буквы цифры не ставятся, например, ХГ. Если впереди марки нет цифры, то это значит, что углерода около 1%, например, Х12. Если содержание легирующего элемента в стали больше 1%, то после буквы указывается его среднее значение в целых процентах, например, Х18Н10Т.

В качестве основных легирующих элементов в конструкционных сталях используются хром Cr, никель Ni, кремний С. Такие легирующие элементы, как молибден Mo, вольфрам W, ванадий V и титан Т обычно используются в сталях в сочетании с хромом Cr и никелем Ni с целью дополнительного повышения их физико-механических свойств. Их количество в конструкционных сталях, как правило, не превышает 1%. Общее количество легирующих элементов в конструкционных сталях обычно не превышает 7 – 8%.

Поставляются конструкционные легированные стали по ГОСТ 4543-71. По содержанию углерода они делятся на две группы: малоуглеродистые цементируемые стали, содержащие до 0,2% углерода и подвергающиеся в последующем дополнительному насыщению углеродом при химико-термической обработке, и среднеуглеродистые улучшаемые стали, содержащие 0,25 – 0,5% углерода и подвергающиеся в последующем термическому упрочнению путем закалки и высокого отпуска (улучшению). Легированные стали выплавляются с малым содержанием вредных примесей (сера и фосфор менее 0,035%) и являются качественными. Вместе с тем производятся также высококачественные стали. В этом случае, как и в углеродистой стали, в конце марки ставится буква «А», обозначающая высококачественную сталь, т.е. сталь, в которой содержится значительно меньше серы и фосфора (не более 0,025%), например, 30ХГСА. Для пояснения расшифруем некоторые марки. Например, сталь 12Х2Н4А – хромоникелевая высококачественная сталь с содержанием 0,12% С, 2% Cr, 4% Ni. Сталь марки ХВ5 – хромовольфрамовая сталь с содержанием углерода 1%, хрома 1%, вольфрама 5%.

В инструментальных сталях вначале, как правило, ставиться одна цифра, показывающая содержание углерода в десятых долях процента, например, 7ХФ, 3Х2В8Ф. Если углерода не более 1%, то вначале цифра не ставиться, например, ХГ, ХВГ. Исключение из этого правила составляют две марки: 11ХФ и 13Х.

Стали с особыми свойствами (жаростойкие, жаропрочные, коррозионно-стойкие нержавеющие) маркируются точно также как конструкционные легированные стали, например, 08Х13, 12Х17, 12Х18Н10Т, 40Х10С2М.

Следует отметить, что суммарная доля легирующих элементов в сталях с особыми свойствами в большинстве случаев значительно превышает 10%

Указанная система маркировки охватывает большинство легированных сталей. Исключение составляют некоторые группы сталей, которые дополнительно обозначаются буквой: Р – быстрорежущие, Е – магнитные, Ш – шарикоподшипниковые, Э – электросталь.