Легированная сталь — это …

Легированная сталь — это сталь, состоящая из смеси нескольких химических элементов, кроме обычных примесей в ней присутствуют легирующие добавки, с содержанием от нескольких до десятков процентов. Легирующие элементы добавляют в сталь для обеспечения требуемых физико-механических свойств, например, чтобы поднять прокаливаемость и закаливаемость стали, получить более высокую прочность, стойкость к коррозии или изменить некоторые физические и химические особенности.

Примеси в стали: сера (S), фосфор (P), водород (H), кислород (О), азот (N). Присутствие этих элементов, как вместе так и отдельно, повышает хрупкость стали и способствуют ее разрушению. Вредные примеси удаляются в процессе производства стали, чем их меньше, тем сталь лучше.

Мерой пластичности стали является ударная вязкость. Чем выше прочность стали, тем изделие будет более устойчиво к растрескиванию. Методом исследования прочности является испытание на ударный изгиб — тест Шарпи. Значение вязкости сильно зависит от температуры. При 50 °C грязная сталь (много серы и фосфора) может иметь высокую ударную вязкость. Однако во многих местах в мире температура падает значительно ниже 0°C! Резкое уменьшение вязкости при данной температуре называется температурой перехода в хрупкое состояние. Основными загрязнениями в стали являются сера и фосфор, их содержание должно быть ниже 0,03% и менее.

Легирующие компоненты добавляются в сталь для изменения (улучшения) ее свойств.

К наиболее часто используемым легирующим элементам в сталях относятся:

Никель (в символах стали его дополнение обозначается буквой N). Как легирующий элемент, снижает температуру аустенитного превращения и увеличивает скорость закалки. На практике это облегчает процесс закалки и увеличивает её глубину. Никель растворяется в железе, укрепляет его, значительно повышая прочность на удар. Добавка никеля в количестве от 0.5% до 4% добавляют к стали для улучшения прочности, а для нержавеющей стали в количестве от 8% до 10%.

Хром (H) – легирующий элемент, который вызывает измельчение зерна, повышает прокаливаемость стали и ее прочность, значительно увеличивает стойкость к коррозии. Используется в изготовлении нержавеющих инструментов, изделий.

Марганец (G) – легирующий элемент, снижает температуру превращения аустенитной стали, а при содержании выше 15% стабилизирует и обеспечивает получение аустенитной структуры при нормальных температурах. Уже с содержанием 0.8% до 1.4% Значительно повышает прочность на растяжение, удар и истирание.

Вольфрам (W). Как легирующий элемент – увеличивает прочность, устойчивость к истиранию. При добавлении вольфрама с 8% до 20% повышает устойчивость стали на отпуск.

Молибден (M). Легирующий элемент – увеличивает прокаливаемость стали. Повышает прочность, снижает хрупкость и повышает сопротивление ползучести.

Ванадий (V). Легирующий элемент – повышает равномерность структуры стали и значительно увеличивает ее твердость.

Кобальт (K). Легирующий элемент – обеспечивает коррозийную стойкость стали, повышает твердость.

Кремний (S). Легирующий элемент, который обычно рассматривается в качестве нежелательной примеси, так как увеличивает хрупкость стали. Становится желанным элементом в пружинных сталях. Из-за того, что уменьшает энергетические потери тока в стали, его добавляют в количестве до 4%.

Титан (T). Как легирующий элемент стали значительно повышает прочность, жаропрочность и коррозионную стойкость.

Ниобий (Nb) как легирующий элемент. Сталь, легированная ниобием, обладает хорошей стойкостью к коррозии.

Алюминий (A). Легирующий элемент, обеспечивающий хорошее раскисление стали, устойчивость к коррозии, подавляет процесс старения стали, повышает ударную вязкость.

Медь (Cu). Легирующий элемент – имеет аналогичные физические свойства, как чистое железо, но гораздо более устойчивый к коррозии.