Высоколегированная сталь

Высоколегированные стали – это железоуглеродистые сплавы с содержанием легирующих добавок более 10% и до 50%, а железа – свыше 45%.

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:
  1. элинвар (Х8Н36) – имеет стабильный модуль упругости и рабочий температурный диапазон от -50 до +100 °С, используется для изготовления часовых пружин и деталей измерительных приборов;
  2. инвар (И36) – не склонен к температурным расширениям, применяется для изготовления эталонных деталей и калибровочных элементов;
  3. 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

МаркаСодержание химических компонентов, %
CMnSiSPBAl
СН1А <0,015<0,35<0,03<0,03
1006АК<0,080,25–0,4<0,1<0,05<0,03˃0,02
1008АК<0,10,3–0,5<0,1<0,05<0,03˃0,02
1010АК0,08–0,130,3–0,6<0,1<0,05<0,03˃0,02
1012АК0,1–0,150,3–0,6<0,1<0,05<0,03˃0,02
1015АК0,13–0,180,3–0,6<0,1<0,05<0,03˃0,02
1018АК0,15–0,20,7–0,9<0,1<0,05<0,03˃0,02
1018SK0,15–0,20,7–0,90,1–0,35<0,05<0,03
1022AK0,18–0,230,7–1<0,1<0,05<0,03˃0,02
1022SK0,18–0,230,7–10,1–0,35<0,05<0,03
S25C0,22–0,280,22–0,280,15–0,35<0,035<0,03
10B210,18–0,230,7–1<0,1<0,05<0,03˃0,0005
10B330,32–0,360,7–10,15–0,35<0,035<0,03˃0,0005
15410,36–0,441,35–1,65<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.

Все легированные сплавы пригодны к сварке и другим видам обработки. Главное – учитывать состав стали и ее свойства, использовать подходящий режим нагрева и четко соблюдать технологию. Чтобы получить надежное соединение, следует учитывать малую теплопроводность высоколегированных сплавов, их значительное электрическое сопротивление и склонность к линейному расширению.

Компания «Металлист» выполняет комплекс услуг по обработке высоколегированной стали: