Характеристика легированных сталей и их маркировка

В предыдущих главах были рассмотрены строение углеродистой стали, ее свойства и термическая обработка. Однако углеродистая сталь не всегда удовлетворяет тем требованиям, которые предъявляет к материалам современная техника. Применение углеродистой стали ограничивается по следующим причинам:

1) неглубокая прокаливаемость углеродистых сталей позволяет получить необходимую однородную структуру лишь в сравнительно мелких и тонкостенных изделиях;

2) в углеродистых сталях трудно одновременно сочетать такие качества, как высокая прочность, вязкость и пластичность;

3) углеродистые стали малоустойчивы против отпуска;

4) углеродистая сталь не обладает в ряде случаев необходимыми физическими и химическими свойствами.

Поэтому наряду с углеродистой сталью в промышленности широко применяются более дорогие стали сложного химического состава, которые называются легированными. Эти стали содержат, кроме обычных примесей (марганца, кремния, серы и фосфора), еще специально введенные элементы, обеспечивающие получение тех или иных свойств стали. Элементы, которые специально добавляются в сталь в процессе ее выплавки, называют легирующими элементами. В качестве легирующих элементов чаще всего применяют никель, хром, вольфрам, молибден, титан, ванадии, алюминий, медь и кобальт.

Кремний и марганец, если они специально введены в сталь, также являются легирующими элементами. В этом случае содержание в стали кремния превышает 0,5%, а марганца - 0,8%. большинство легированных сталей содержит два или три легирующих элемента. Это объясняется тем, что совместное действие нескольких легирующих элементов значительно сильнее, чем одного, даже при значительном его содержании в стали. Название легированной стали определяется основными легирующими элементами, входящими в ее состав, например: никелевая, хромоникелевая, хромомарганцовистая и т. п.

При выборе легированных сталей важную роль играют экономические соображения. Следует иметь в виду, что такие легирующие элементы, как марганец, кремний и хром, недефицитны и поэтому незначительно удорожают сталь; никель уже заметно повышает стоимость стали; особенно же сильно удорожают сталь такие элементы, как кобальт, вольфрам, молибден, даже при незначительном их содержании в стали. Легированные стали применяются во всех отраслях машиностроения. В зависимости от области использования легированные стали делятся на три группы:

1) конструкционные - для изготовления деталей машин и конструкций;

2) инструментальные - для изготовления инструментов;

3) с особыми физическими и химическими свойствами - нержавеющие, немагнитные, жароупорные и т. д.