Легированные стали и их классификация

Легированные стали. Классификация легированных сталей. Классификация легированных сталей по микроструктуре. Маркировка легированных сталей. | мтомд.инфо

Легированные стали и их классификация

1. По структуре после охлаждения на воздухе выделяются три основных класса сталей (cм. все записи с тегом стали и сплавы):

  • перлитный;
  • мартенситный;
  • аустенитный.

Стали перлитного класса характеризуются малым содержанием легирующих элементов; мартенситного – более значительным содержанием; аустенитного – высоким содержанием легирующих элементов.

Улучшаемые стали. Улучшаемые легированные стали. Улучшаемые конструкционные стали. Термообработка улучшаемых сталей.
Легирующие элементы. Легирующие элементы стали. Влияние легирующих элементов. Назначение легирующих элементов. Хромансиль.

Диаграммы изотермического распада аустенита

а — для сталей перлитного класса; б — для сталей мартенситного класса; в — для сталей аустенитного класса

По мере увеличения содержания легирующих элементов устойчивость аустенита в перлитной области возрастает, а температупная область мартенситного превращения снижается.

Для сталей перлитного класса кривая скорости охлаждения на воздухе пересекает область перлитного распада (рисунок, позиция а), поэтому образуются структуры перлита, сорбита или троостита.

Для сталей мартенситного класса область перлитного распада сдвинута вправо (рисунок, позиция б). Охлаждение на воздухе не приводит к превращению в перлитной области. Аустенит переохлаждается до температуры мартенситного превращения и происходит образование мартенсита.

Влияние углерода на сталь. Влияние углерода на свойства стали.

Для сталей аустенитного класса увеличение содержания углерода и легирующих элементов сдвигает вправо область перлитного распада, а также снижает мартенситную точку, переводя ее в область отрицательных температур (рисунок, позиция в). Сталь охлаждается на воздухе до комнатной температуры, сохраняя аустенитное состояние.

2. По степени легирования (по содержанию легирующих элементов):

  • низколегированные – 2,5…5 %;
  • среднелегированные – до 10 %;
  • высоколегированные – более 10%.

3. По числу легирующих элементов:

  • трехкомпонентные (железо, углерод, легирующий элемент);
  • четырехкомпонентные (железо, углерод, два легирующих элемента) и так далее.

4. По составу: никелевые, хромистые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и так далее (признак– наличие тех или иных легирующих элементов).

Классификация сталей

5. По назначению:

  • конструкционные;
  • инструментальные (режущие, мерительные, штамповые);
  • стали и сплавы с особыми свойствами (резко выраженные свойства – нержавеющие, жаропрочные и термоустойчивые, износоустойчивые, с особыми магнитными и электрическими свойствами).

Маркировка легированных сталей

Марка легированной качественной стали состоит из сочетания букв и цифр, обозначающих ее химический состав. Легирующие элементы имеют следующие обозначения: хром (Х), никель (Н), марганец (Г), кремний (С), молибден (М), вольфрам (В), титан (Т), тантал (ТТ), алюминий (Ю), ванадий (Ф), медь (Д), бор (Р), кобальт (К), ниобий (Б), цирконий (Ц), селен (Е), редкоземельные металлы (Ч).

Цифра, стоящая после буквы, указывает на содержание легирующего элемента в десятых долях процента. Если цифра не указана, то легирующего элемента содержится 0,8-1,5 %, за исключением молибдена и ванадия (содержание которых в солях обычно до 0.2-0.3%) А также бора (в стали с буквой Р его должно быть не менее 0…0.010%). В конструкционных качественных легированных сталях две первые цифры показывают содержимое углерода в сотых долях процента.

Пример: 03Х16Н15М3Б — высоколегированная качественная сталь, которая содержит 0.03% C, 0.16% Cr, 0.15% Ni, до 0.3% Mo, до 1.0% Nb.

Пружинные стали. Рессорно-пружинные стали. Пружинная сталь свойства. Релаксация напряжений.
Маркировка сталей. Маркировка углеродистых сталей. Маркировка легированных сталей. Маркировка инструментальных сталей.

Отдельные группы сталей обозначаются немного по-другому:

  • Шарикоподшипниковые стали маркируют буквами (ШХ), после которых указывают содержания хрома в десятых долях процента;
  • Быстрорежущие стали (сложнолегированые) обозначаются буквой (Р), следующая цифра обозначает содержание вольфрама в процентах;
  • Автоматные стали обозначают буквой (А) и цифрой обозначают содержание углерода в сотых долях процента.

Источник: http://www.mtomd.info/archives/1557

Классификация и маркировка легированных сталей | Минпром Групп Металлопрокат

Легированные стали и их классификация

«МИНПРОМ ГРУПП» предлагает черный металлопрокат по низким ценам в регионе. Обеспечиваем порезку, погрузку и доставку на объект с точным соблюдением сроков и на самых выгодных условиях.

Легированные стали являются одним из основных материалов для создания металлопрокатной продукции. Это стали, в которые для того, чтобы достичь характеристик высокого уровня вводят дополнительные химические элементы в небольшом количестве. Это хром, кобальт, титан, никель, молибден, вольфрам и другие элементы.

Классификация легированных сталей

Легированные стали имеют свою классификацию по нескольким признакам:

  • По составу (процентному содержанию того или иного элемента);
  • По качественным характеристикам;
  • По структуре после охлаждения стали на воздухе и в равновесном состоянии;
  • По области применения.

По структуре равновесия, легированные стали могут быть:

  • При избытке в структуре феррита, доэвтекгоидные стали;
  • С перлитной структурой стали называют эвлектоидные;
  • Если в структуре есть избыток вторичных карбидов, такие стали — заэвлектоидные;
  • При избытке первичных карбидов сталь называют ледебуритной.
Читайте также  Что тяжелее сталь или свинец?

В литом виде избыточные карбиды совместно с астенитом образуют эвтектику — ледебурит, который при ковке или прокатке развивается на обособленные карбиды и аустенит. По правилам, если содержание углерода более 2%, стали должны относится к чугунным, то есть чугуны при наличии ледебурита не куются. В легированных сталях ледебурит появляется при меньшем содержании углерода. Присутствие ледебурита не делает невозможной ковку легированной стали, но значительно затрудняют ее. Существуют еще разновидности промежуточных классов стали, но они менее часто встречаются, это ферритный, полуферритный, аустенитный, полуастенитный класс стали.

Легированные стали классифицируют по состоянию структуры после охлаждения на воздухе, обуславливается такая классификация тем, что изменяется процент содержание легирующих элементов. Классы по данной классификации появились, так как при увеличении количества содержащихся легированных элементов, устойчивость аустенита в перлитной области растет, а температурная область мартенситного превращения понижается.

Металлопрокат по низким ценам | Прайс Лист в Днепре от МинПром Групп!

Выделяют такие виды стали:

  • Перлитные с наименее количеством легированных элементов;
  • Мартенситные стали — стандартное содержание легированных элементов;
  • Аустенитные стали — высокий уровень содержание легирующих элементов.

Данную классификацию предложил французкий ученый Л. Гийе, а вот классификацию по равновесному состоянию называют в честь ученого Обергоффера.

На диаграмме виден распад аустенита для разного вида сталей: перлитного (ф), мартенситного (б), аустенитного (в) классов.

Для легированных сталей перлитных кривая скорости охлаждения на воздухе будет пересекать область распада и в итоге производятся структуры: тростит, сорбит и перлит.

Мартенситные стали имеет область перлитного распада, сдвинутую вправо. Аустенит переохлаждается без распада до температур мартенситного превращения. Образуется в итоге мартенсит.

Сталь сохранит аустенитное состояние при сдвигании области перлитного распада вправо и снижении мартенситной точки, что приводит ее область отрицательных температур.

Классификация сталей по составу:

  • Никелевые;
  • Хромистые;
  • Хромоникелевые;
  • Хромоникельмолибденовые и т.д.

Применение легированных сталей

Различают стали по области применения:

  • Конструкционная сталь — часто используется в машиностроении. В свою очередь такие стали тоже делятся на два вида — цементуемые и улучшаемые;
  • Строительные стали — по составу своему они близки к конструкционным, но не поддаются длительной термической обработки, часто используются в строительстве. В них содержится малый процент легирующих элементов, и называются они часто низколегированными сталями;
  • Инструментальная сталь — предназначена для производства инструментов разного типа.

Маркировка легированных сталей по ГОСТу

Маркировка стали содержит в себе всю информацию о ее характеристиках и предназначении. Буквой обозначают наличие определенного легирующего элемента: Н-никель, К-кобальт, Х-хром, Г-марганец, Д-медь, Р-бор, Б-ниобий, Ю-алюминий, М-молибден, Ц-цирконий, С-кремний, Т-титан, В-вольфрам, П-фосфор, ч-редкоземельные металлы, А-азот, Ф-ванадий.

Цифры, идущие первыми в обозначении, показывают содержание углерода в сотых долях процента. После букв цифра показывает количество легирующих элементов, только если в составе их больше, чем 1%, если меньше, цифра отсутствует.

Компания МИНПРОМ ГРУПП предлагает металлопрокат по низким ценам из разных видов стали. Наши консультанты профессионально проконсультируют вас по составу, технологии производства и по назначению того или иного металлопроката. У нас можно приобрести продукцию металлопроката по доступным ценам и на взаимовыгодных условиях.

Источник: https://minprom.biz/spravochnik/klassifikacija-i-markirovka-legirovannyh-stalej/

Pereosnastka.ru

Легированные стали и их классификация

Классификация и маркировка легированной стали

Категория:

Сплавы

Классификация и маркировка легированной стали

Легированной сталью называют сталь, содержащую, помимо углерода и обычных примесей, .также и другие элементы, улучшающие ее свойства. ‘

Для легирования стали применяют хром, никель, марганец, кремний, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, титан, алюминий, медь и другие элементы. Марганец считается легирующим компонентом лишь при содержании его в стали более 1%, а кремний — при содержании более 0,8%.

Вводимые в сталь легирующие элементы изменяют ее механические, физические и химические свойства. В зависимости от назначения стали в нее вводят те или иные элементы, изменяющие свойства в нужном направлении. Важно отметить, что легированная сталь большинства марок приобретает высокие физико-механические свойства только после термической обработки. По суммарному количеству содержащихся в стали легирующих элементов она делится на низколегированную (суммарное содержание легирующих элементов менее 2,5%), среднелегированную (от 2,5 до 10%) и высоколегированную (более 10%).

Существенным недостатком углеродистой стали является то, что эта сталь не обладает нужным сочетанием механических свойств.

С увеличением содержания углерода увеличиваются прочность и твердость, но одновременно резко уменьшаются пластичность и вязкость, растет хрупкость.

Закаленные на мартенсит резцы и другие режущие инструменты углеродистой инструментальной стали тверды, но не выдерживают высокой скорости резания, так как теряют режущие свойства уже при нагреве до температуры 200°. Кроме того, режущие инструменты из углеродистой стали очень хрупки и непригодны для выполнения операции с ударной нагрузкой На инструмент.

Глубина проникновения закалки (прокаливаемость) углеродистой стали также невелика в связи с ее большой критической скоростью закалки. В результате на мартенсит закаливается только поверхностный слой деталей; внутренние слои оказываются закаленными на троостит или сорбит, а у более или менее массивных деталей — вовсе незакаленными. Таким образом, углеродистая сталь часто не отвечает требованиям ответственного машиностроения и инструментального производства. В таких случаях необходимо применять легированную сталь.

Легирующие элементы, вводимые в сталь, могут вступать в различные взаимодействия с железом и углеродом.

Все легирующие элементы образуют с железом как в у-, так и в а-модификации твердые растворы различной концентрации, т. е. могут входить в аустенит и феррит, упрочняя их.

Однако на интервал существования у-железа примеси оказывают различное влияние: одни (например, никель) расширяют область существования у-железа и при достаточном их содержании делают аустенит устойчивым даже при комнатной температуре (такие стали называют аустенитными); другие (например, хром), наоборот, уменьшают интервал существования у-железа и могут совсем устранить аустенитное превращение.

Читайте также  Марка нержавеющей стали для пищевой промышленности

При достаточном содержании таких элементов (например, более 13% Сг) у-железо существовать не будет, и при всех температурах, вплоть до плавления, структура стали будет состоять только из феррита. Такие стали называют ферритными. Они закалки не принимают.

По отношению к углероду легирующие элементы разделяются на две группы:1) элементы, образующие с углеродом устойчивые химические соединения — карбиды (хром, марганец, молибден, вольфрам, ванадий, титан); карбиды могут быть простые (например, Сг4С, Мо2С) или сложные легированные (например, (FeCr)7C3; (FeW)sC и др.); твердость их обычно выше твердости карбида железа, а хрупкость ниже;

2) элементы, не образующие в присутствии железа карбидов и входящие в твердый раствор — феррит (никель, кремний, кобальт, алюминий, медь).

Легированную сталь классифицируют по одному из следующих признаков:а) по структуре в отожженном состоянии;б) по структуре в нормализованном состоянии;

в) по назначению и др.

Классификация по структуре в отожженном состоянии. В зависимости от входящих в состав стали структурных составляющих различают доэвтектоидную, заэвтектоидную и ледебуритную сталь.

На рис. 1 приведена структурная диаграмма отожженной хромовой стали в зависимости от содержания углерода и хрома. При малых содержаниях хрома сталь может быть доэвтектоидной, эвтектоидной, заэвтектоидной и ледебуритной. Ледебуритная сталь по существу является хромовым белым чугуном, но хром настолько улучшает его свойства, что он удовлетворительно куется и в производстве используется как сталь.

Карбиды хрома, как и карбиды других элементов, играют в структуре ту же роль, что и цементит, частично замещая его в перлите и аустените. Поэтому в хромовых сталях перлит образуется не при 0,8% С, а при меньшем его содержании. Следовательно, карбидообразующие легирующие элементы (в том числе и хром) сдвигаютвлевоточки5и£’ диаграммы состояния системы железо—цементит. Концёнтрация легированного эвтектоида (точка S) для стали с различным содержанием хрома характеризуется линией I, а предельная концентрация углерода в легированном аустените-—линией II (рис. 1).

Рис. 1. Диаграмм разделения хромовой стали по структуре

Рис. 2. Диаграмма закал ивае» мости на воздухе никелевой стали

Доэвтектоидная сталь состоит из легированного перлита и избыточного легированного феррита, заэвтектоидная — из легированного перлита и карбидов, а ледебуритная — из легированны ледебурита и перлита и карбидов.

На диаграмме указана также область ферритной стали, получающейся при большом количестве хрома и малом количестве углерода.

Классификация по структуре в нормализованном состоянии. На рис. 2 приведена структурная диаграмма для охлажденной на воздухе никелевой стали в зависимости от содержания в ней никеля и углерода. Диаграмма показывает, что при охлаждении на воздухе может быть получена структура аустенита, мартенсита или смеси феррита с цементитом (перлит, сорбит, троостит) в зависимости от количества никеля и углерода. В соответствие с этим сталь делят на классы: аустенитный, мартенситный и перлитный.

Это объясняется тем, что при повышенном содержании легирующих элементов (в частности, никеля) точка мартенситного превращения на диаграмме изотермического распадения аустенита понижается и может быть ниже нуля. Тогда при охлаждении на воздухе до комнатной температуры в стали сохранится аустенит без мартенсита.

При пониженном содержании никеля и углерода мартенситная точка лежит выше, и при охлаждении на воздухе до комнатной температуры сталь принимает структуру мартенсита. При небольшом содержании никеля и углерода скорость охлаждения на воздухе оказывается меньше критической скорости закалки, и сталь, охлажденная на воздухе до комнатной температуры, имеет структуру троостита, сорбита или перлита.

Заштрихованные участки диаграммы указывают состав стали, занимающий положение промежуточных классов: перлито-мартенситного и мартенсито-аустенитного.

Аналогичные диаграммы могут быть построены также для стали, легированной другими элементами, причем, кроме трех названных классов, могут образоваться, как это мы уже видели на примере хромовой стали, еще два класса: ледебуритньш (карбидный) и ферритный. Наличие карбидного класса характерно для стали, легированной карбидообразующишд элементами; такая сталь очень тверда и идет на изготовление инструментов.

Таким образом, легированная сталь в зависимости от структуры и состояния, получаемых при охлаждении на воздухе, делится на пять классов (не включая промежуточных): перлитный, мартенситный, аустенитный, карбидный и ферритный.

Классификация по назначению. В зависимости от назначения легированную сталь делят на конструкционную, инструментальную и сталь с особыми физико-химическими свойствами.

Конструкционную сталь применяют для изготовления деталей машин; она в свою очередь делится на цементируемую (подвергаемую цементации) и улучшаемую (подвергаемую улучшению — закалке и высокому отпуску).

К сталям с особыми свойствами относят: нержавеющие, жаростойкие, кислотостойкие, износоустойчивые, с особыми магнитными и электрическими свойствами и т. д.

Маркировка легированной стали. По ГОСТ для обозначения легирующих элементов приняты следующие буквы: X — хром, Н — никель, Г — марганец, С — кремний, В — вольфрам, М — молибден, Ф — ванадий, К — кобальт, Т — титан, Ю — алюминий, Д — медь.

Для обозначения легированной стали той или иной марки применяется определенное сочетание цифр и букв. Для стали конструкционной легированной принята маркировка, по которой первые две цифры указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы — наличие соответствующих легирующих элементов, а цифры, следующие за буквами, — процентное содержание этих компонентов в стали. Если после какой-либо буквы отсутствует цифра, то это значит, что содержание данного элемента в стали примерно равно 1%.

Например, марка 35Х обозначает хромовую сталь, содержащую около 0,35%С и 1%Сг; марка 45Г2 обозначает марганцевую сталь, содержащую около 0,45%Си2%Мп; марка ЗОХНЗ обозначает хромоникелевую сталь, содержащую около 0,3%С, 1%Сг и 3%Ni и т. д. Для стали инструментальной легированной порядок маркировки по легирующим компонентам тот же, что и для конструкционной, но количество углерода указывается первой цифрой в десятых, а не в сотых долях процента.

Если цифра отсутствует, то сталь содержит около или более 1 % углерода.

Для обозначения высококачественной стали в конце маркировки добавляют букву А. Высококачественная сталь содержит меньше серы и фосфора, чем обычная качественная.

Некоторые стали специального назначения имеют особую маркировку из букв, которые ставятся впереди: III — шарикоподшипниковая, Р — быстрорежущая, Ж — хромовая нержавеющая ферритного класса, Я — хромоникелевая нержавеющая аустенитного класса, Е — электротехническая сталь.

Реклама:

Конструкционная легированная сталь

Источник: http://pereosnastka.ru/articles/klassifikatsiya-i-markirovka-legirovannoi-stali

Классификация легированных сталей

Легированные стали и их классификация

Классификацию легированных сталей разные авторы осуществляют по-разному. Наиболее общеприменимые способы классификации легированных сталей предлагается, в частности, в литературных источниках [1, 2]; авторы классифицируют легированные стали: по равновесной структуре (структура в равновесном состоянии), по структуре после охлаждения на воздухе, по составу легированных сталей (количеству легирующих элементов) и по их назначению.

Классификация легированных сталей по равновесной структуре

Классификация легированных сталей по структуре в равновесном состоянии (по равновесной структуре) предложена Обергоффером и иногда называется классификация по Обергофферу. Изначально эта классификация включала в себя четыре основных класса (доэвтектоидные стали, эвтектоидные стали, заэвтектоидные стали, ледебуритные стали); впоследствии была доработана.

©ИЦМ(www.modificator.ru)

Структурные классы легированных сталей

Структурные классы легированных сталей – классификационная характеристика легированных сталей по структуре в условиях равновесия [3]. Существуют доэвтектоидные стали, содержащие в структуре эвтектоид и избыточный легированный феррит; эвтектоидные стали, имеющие перлитную структуру, и заэвтектоидные стали, содержащие эвтектоид и избыточные (вторичные) карбиды типа М3С, выделяющиеся при охлаждении из аустенита. Все эти стали объединяют в один класс – перлитные стали.

Стали, имеющие в структуре в литом состоянии эвтектику типа ледебурита, называют ледебуритными сталями. При низком содержании углерода и большом количестве легирующего элемента образуется сталь со структурой из легированного феррита с некоторым количеством карбидов – сталь ферритного класса. При высоком содержании в стали легирующего элемента, расширяющего область γ-фазы (Ni, Mn), получается структура аустенита, а сталь называют сталью аустенитного класса.

Стали, в которых частично протекает превращение αγ, называют сталями полу-ферритного и полу-аустенитного класса, и их структура состоит из аустенита и феррита.

Для наглядности дополнительно представим структурные классы легированных сталей в виде списка:

Классификация легированных сталей по структуре после охлаждения на воздухе

©ИЦМ(www.modificator.ru)

Классификация легированных сталей по структуре после охлаждения на воздухе была предложена французским учёным Гийе и поэтому иногда называется классификация по Гийе. Эта классификация учитывает структуру, получаемую на спокойном воздухе стальных образцов небольшой толщины; выделяют три основных класса сталей:

  1. перлитный класс;
  2. мартенситный класс;
  3. аустенитный класс.

Стали перлитного класса характеризуются относительно малым содержанием легирующих элементов, стали мартенситного класса — более значительным и, наконец, стали аустенитного класса — высоким содержанием легирующих элементов.

Классификация легированных сталей по структуре после охлаждения на воздухе условна и относится только к случаю охлаждения на воздухе стальных образцов относительно небольшого размера.

Классификация легированных сталей по составу

Классификационным признаком в данном случае является наличие в стали тех или иных легирующих элементов. В зависимости от состава легированные стали классифицируют на никелевые, хромистые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и т.п. [1].

Классификация легированных сталей по назначению

В зависимости от назначения легированные стали объединяются в следующие группы:

  • Конструкционная сталь
  • Инструментальная сталь
  • Стали и сплавы с особыми свойствами

Помимо вышеописанного стали также иногда классифицируют: по степени легирования (низколегированные, среднелегированные, высоколегированные); по числу легирующих элементов (трёхкомпонентные, четырёхкомпонентные) и т.д.

©ИЦМ(www.modificator.ru)