Влияние легирующих элементов на рост зерна аустенита. Все легирующие элементы уменьшают склонность аустенитного зерна к росту. Исключение составляют марганец и бор, которые способствуют росту зерна.

Остальные элементы, измельчающие зерно, оказывают различное влияние:

– никель, кобальт, кремний, медь (элементы, не образующие карбидов) относительно слабо влияют на рост зерна;

– хром, молибден, вольфрам, ванадий, титан сильно измельчают зерно (элементы перечислены в порядке роста силы их действия).

Это различие является прямым следствием различной устойчивости карбидов (и нитридов) этих элементов. Избыточные карбиды, не растворенные в аустените, препятствуют росту аустенитного зерна. Поэтому сталь при наличии хотя бы небольшого количества нерастворимых карбидов сохраняет мелкозернистое строение до весьма высоких температур нагрева.

Влияние легирующих элементов на превращения при отпуске. Легирующие элементы замедляют процесс распада мартенсита. Некоторые элементы, такие как никель или марганец, влияют не значительно, тогда как большинство (хром, молибден, кремний и др.) – весьма заметно.

Это связано с тем, что процессы при отпуске имеют диффузионный характер, и большинство легирующих элементов замедляет карбидное превращение, в особенности на стадии коагуляции.

На начальной стадии распада мартенсита в легированных сталях образуется -карбид, имеющий тот же состав (по легирующим элементам), что и мартенсит.

На этой стадии отпуска влияние легирующих элементов на разупрочнение мартенсита невелико.

При более высокой температуре происходит срыв когерентности и превращение - карбида в цементит или специальный карбид. На этой стадии отпуска наступает разупрочнение. Большинство легирующих элементов смещает эти процессы вверх по температурной шкале.

Для получения одинаковых результатов сталь, легированную такими элементами, как хром, молибден, кремний и др., нужно нагревать при отпуске до более высокой температуры или увеличивать продолжительность отпуска по сравнению с углеродистой сталью.

1.2. Маркировка легированных сталей

Для обозначения марок сталей разработана система, принятая в ГОСТах. Обозначения состоят из числа цифр и букв, указывающих на примерный состав стали.

Каждый легирующий элемент обозначается буквой: Н – никель; X – хром; К – кобальт; М – молибден; Г – марганец; Д – медь; Р – бор; Б – ниобий; Ц – цирконий; С – кремний; П – фосфор; Ч – редкоземельные металлы; В – вольфрам; Т – титан; А – азот; Ф – ванадий; Ю – алюминий.

Первые цифры в обозначении марок сталей показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента (у высокоуглеродистых инструментальных сталях в десятых долях процента).

Цифры, идущие после буквы, указывают на примерное содержание данного легирующего элемента (при содержании элемента менее 1% цифра отсутствует; при содержании 1% цифра 1 и 2% – цифра 2 и т. д.).

Следовательно,

– сталь состава 0,10–0,15% С и 1,3–1,7% Мn обозначается 12Г2;

– сталь состава 0,28–0,35%С; 0,8–1,1% Сr; 0,9–1,2% Мn; 0,8–1,2% Si обозначается 30ХГС и т. д.

Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (S < 0,03%; Р < 0,03%), а также что соблюдены все условия металлургического производства высококачественной стали, в конце обозначения марки ставят букву А¹.

Однако в ряде случаев для сокращения числа знаков в обозначении несколько отступают от точного соблюдения системы ГОСТов (особенно это относится к сложнолегированным сталям).

Например, в инструментальных сталях, имеющих углерода больше 1%, цифры, обозначающие его содержание, полностью опускают.

Так, инструментальная сталь с 1,45 – 1,70% C; 11,0 – 12,% Сr и 0,5–0,8% Мо обозначает Х12М.

Для сплавов с содержанием железа менее 50% и большого количества различных легирующих элементов все они перечисляются буквами, а цифрой указывается только содержание никеля.

Нестандартные стали обозначают самым различным образом.

Так, опытные марки, выплавленные на заводе «Электросталь», обозначаются буквой И (исследовательские), буквой П (пробные) или К и порядковым номером, например ЭИ179, ЭИ276, ЭП398 и т. д.

Несмотря на то, что для всех сталей невозможно применить в полном объеме систему маркировки ГОСТа, она все же более удобна, наглядна и значительно превосходит в этом отношении принятую в других странах (США, Англии, ФРГ и др.) систему маркировки стали.