Высоколегированные сплавы стали
Легирующие элементы образуют с железом химические связи, что существенно влияет на свойства материала и улучшает его качество. Химические добавки вводятся в сплав с учетом его назначения и необходимых характеристик, например:
- жаростойкость увеличивают Al, Si, Co;
- красностойкость – Mo;
- плотность – Ti, V;
- кислотоупорность – Si;
- прочность, износостойкость – Cr, V, Ti, Ni, Mn;
- твердость – Cr, V;
- упругость – Cr;
- стойкость к температурным расширениям – W;
- антикоррозионные качества – Ni, Mo, Ti, Cr;
- устойчивость перед ударными нагрузками – Mn, Co;
- прочность молекулярной решетки – W.
Сферы применения
Сложно переоценить, что значит высоколегированная сталь для нефтяной и химической промышленности, энергетики, машино- и авиастроения. Из таких сплавов производятся конструкции, используемые в агрессивных средах и при температурных перепадах. В газовой промышленности применяются коррозиестойкие легированные стали с содержанием углерода, уменьшенным до 0,12%. Элементы из окалиностойких сплавов используются в печах и в роли нагревательных элементов.
Классификация
Такие сплавы классифицируются:
- По структуре – бывают аустенитные, аустенитно-ферритные и ферритные, аустенитно-мартенситные и мартенситные. Наиболее популярные аустенитные составы. Содержание легирующих веществ у них достигает 55%. В качестве основных компонентов используются хром (18%) и никель (до 8%). Остальные примеси вводятся в зависимости от необходимых свойств материала.
- По преобладающей составляющей – сплавы на никелевой основе (50% Ni или более) и на железоникелевой (свыше 65% Fe и Ni в соотношении 1,5:1).
- По свойствам – коррозиестойкие, жаростойкие, жаропрочные.
- По доминирующему компоненту, которым легировали сплав, – хромистые, хромомарганцевые, хромоникелевые.
- По тепловым характеристикам:
- элинвар (Х8Н36) – имеет стабильный модуль упругости и рабочий температурный диапазон от -50 до +100 °С, используется для изготовления часовых пружин и деталей измерительных приборов;
- инвар (И36) – не склонен к температурным расширениям, применяется для изготовления эталонных деталей и калибровочных элементов;
- платинит (ЭН42) – по тепловому расширению идентичен стеклу, используется для производства электродов ламп накаливания.
- По магнитным свойствам – магнитные (магнитомягкие и магнитотвердые) и немагнитные.
Марки высоколегированных сталей
| Марка | Содержание химических компонентов, % | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Mn | Si | S | P | B | Al | |
| СН1А | <0,015 | <0,35 | <0,03 | <0,03 | |||
| 1006АК | <0,08 | 0,25–0,4 | <0,1 | <0,05 | <0,03 | ˃0,02 | |
| 1008АК | <0,1 | 0,3–0,5 | <0,1 | <0,05 | <0,03 | ˃0,02 | |
| 1010АК | 0,08–0,13 | 0,3–0,6 | <0,1 | <0,05 | <0,03 | ˃0,02 | |
| 1012АК | 0,1–0,15 | 0,3–0,6 | <0,1 | <0,05 | <0,03 | ˃0,02 | |
| 1015АК | 0,13–0,18 | 0,3–0,6 | <0,1 | <0,05 | <0,03 | ˃0,02 | |
| 1018АК | 0,15–0,2 | 0,7–0,9 | <0,1 | <0,05 | <0,03 | ˃0,02 | |
| 1018SK | 0,15–0,2 | 0,7–0,9 | 0,1–0,35 | <0,05 | <0,03 | ||
| 1022AK | 0,18–0,23 | 0,7–1 | <0,1 | <0,05 | <0,03 | ˃0,02 | |
| 1022SK | 0,18–0,23 | 0,7–1 | 0,1–0,35 | <0,05 | <0,03 | ||
| S25C | 0,22–0,28 | 0,22–0,28 | 0,15–0,35 | <0,035 | <0,03 | ||
| 10B21 | 0,18–0,23 | 0,7–1 | <0,1 | <0,05 | <0,03 | ˃0,0005 | |
| 10B33 | 0,32–0,36 | 0,7–1 | 0,15–0,35 | <0,035 | <0,03 | ˃0,0005 | |
| 1541 | 0,36–0,44 | 1,35–1,65 | <0,05 | <0,03 | |||
Характеристики
Свойства высоколегированных сталей зависят от марки, формулы сплава, легирующих веществ и их процентного содержания. При помощи термообработки и легирования определенными компонентами материалам придаются необходимые характеристики:
- прочность;
- твердость;
- сопротивление ползучести при нагреве;
- упругость;
- пластичность;
- устойчивость к деформации, истиранию, коррозии, износу;
- жаростойкость;
- жаропрочность;
- другие требуемые качества.
Например, по технологии штампосварки из таких сплавов производят изделия, выдерживающие сверхнизкие температуры до -253 °С. При обработке кремнием получают ферросилиды, устойчивые к кислотным средам.
Компания «Металлист» выполняет комплекс услуг по обработке высоколегированной стали:
- лазерная резка металла;
- плазменная резка металла;
- гибка металла;
- слесарные работы по металлу;
- порошковая покраска изделий из металла.
Похожие статьи
В производственной промышленности часто используют углеродистые инструментальные стали.
Классическая сталь состоит из углерода и железа. К сожалению, свойство данного металла не всегда подходит к предъявляемым требованиям в промышленных отраслях.
Под сталью понимают сплав железа, углерода и других элементов. Как правило, процент углерода не превышает показатель в 2,14%.