Легированная сталь

Легированная сталь — сталь, которая кроме обычных примесей содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти элементы называются легирующими.

Легирующие добавки повышают прочность, коррозийную стойкость стали, снижают опасность хрупкого разрушения. В качестве легирующих добавок применяют хром, никель, медь, азот (в химически связанном состоянии), ванадий и др.

Легированные стали делятся на низколегированные (содерж Lэ < 5 %[уточнить]), среднелегированные(содерж 5 < Lэ < 10 %) и высоколегированные (Lэ > 10 %).

Конструкционные стали

КОНСТРУКЦИО́ННАЯ СТАЛЬ, общее название сталей (предназначенных для изготовления строительных конструкций и деталей машин или механизмов.

Выпускают углеродистые конструкционные стали трех групп: сталь обыкновенного качества, качественную сталь (общего назначения) и сталь специального назначения (котельную, мостовую, судостроительную и т. д.).

Сталь углеродистая обыкновенного качества — сплав железа с углеродом, характеризуется наличием нерегламентированных примесей, неметаллических включений, газов. В ее составе также присутствуют в небольшом количестве кремний, марганец, фосфор и сера, примеси, каждая из которых оказывает определенное влияние на механические свойства сталей. В сталях обыкновенного качества, применяемых в строительстве, содержание углерода составляет 0,06—0,62 %. Стали с низким содержанием углерода характеризуются высокой пластичностью и ударной вязкостью. Повышенное содержание углерода придает стали хрупкость и твердость.

Конструкционные качественные углеродистые стали получают при более строгом соблюдении технологии выплавки, и содержания в них вредных примесей (серы и фосфора) не должно превышать 0,03% для каждой из примесей. Стали этой группы применяют в машиностроении и приборостроении для изготовления методом штамповки деталей кузовов автомобилей, корпусов, кожухов, сварных конструкций, резервуаров, и т.д. Применение специальных методов обработки (закалки (см. ЗАКАЛКА), нормализации (см. НОРМАЛИЗАЦИЯ)) позволяет использовать углеродистые качественные стали для изготовления деталей, испытывающих циклические нагрузки. Стали с повышенным содержанием марганца применяют в качестве рессорно-пружинных изделий, а после горячей прокатки или термической обработки используют для изготовления сварных и клепаных конструкций строительных форм, конструкций мостов. Марганцовистую сталь применяют для изготовления магистральных нефтепроводов.

Основные недостатки углеродистых сталей — высокая критическая скорость закалки, небольшая прокаливаемость, невысокая стойкость к отпуску. Низколегированные стали после прокатки значительно превосходят по техническим характеристикам углеродистые стали, они обладают малой склонностью к термическому старению, хорошо свариваются.

Машиностроительные цементируемые легированные стали содержат 0,1—0,3% углерода и 0,2—4,4% легирующих элементов. В конструкционные легированные стали для улучшения свойств вводят Cr, Ni, W, Mo, V, B и другие примеси, а также Mn и Si в количествах, превышающих их обычное содержание в углеродистых сталях.

Большинство конструкционных легированных сталей является среднеуглеродистыми (0,25—0,45% углерода). Используют их после улучшения свойств путем закалки и отпуска, поэтому называют улучшенными. Наиболее распространенные среднеуглеродистые улучшенные стали — хромистые, марганцевые, кремнистые, хромоникелевые, хромокремнистые, хромомарганцевые, хромомарганцевокремистые. Эти стали используют в производстве нагруженных и сильно нагруженных деталей машин.

Конструкционные легированные стали по сравнению с углеродистыми обладают более высокими вязкостно-прочностными свойствами. В этих сталях (кроме марганцевых) наблюдается мелкозернистая структура, они глубже прокаливаются, закаливаются в масле или на воздухе, поэтому закалочные напряжения в них меньше. При отпуске таких сталей требуется более высокая температура и более длительное время выдержки, поэтому в них полнее снимаются закалочные напряжения и вязкость оказывается выше.

Стали специального назначения предназначены для мостостроения, к ним относятся рельсовая, осевая, бандажная и колесная стали.