Legerat stål är stål som förutom järn och kol ( kolstål ), innehåller andra ämnen som är speciellt införda i dess sammansättning. Syftet med att införa tillsatser kan vara att öka de mekaniska egenskaperna (hållfasthet, duktilitet, slaghållfasthet, härdbarhet), kemisk eller termisk beständighet (rostfritt och panna, snabbstål), magnetiska egenskaper.
Som legeringstillsatser kan tillsatser som krom , nickel , kisel , mangan , molybden , volfram , niob , bor , koppar , kväve (i kemiskt bundet tillstånd), vanadin , titan etc. användas [1] .
Efter struktur : ferritisk, perlitisk, austenitisk, martensitisk, tvåfasig ferritisk-martensitisk, maraging och andra. Beroende på vilken värmebehandling som används kan stålets struktur skilja sig, men stål med olika sammansättning har optimala värmebehandlingssätt för sin användning och följaktligen en optimal struktur vad gäller egenskaper.
Stål med austenitisk struktur har alltså hög korrosions- och kemisk beständighet, martensitiska stål har hårdhet och hållfasthet, samt magnetiska egenskaper, tvåfas ferritisk-martensitiska stål har en hög grad av töjningshärdning och förmåga till mycket djupdragning [1 ] .
Beroende på graden av legering delas stål in i:
Efter kemisk sammansättning : krom-mangan-kisel (30XGS, ZOHGSA och liknande), krom-nickel (12XH3A, 20XH, 30XN), krom-nickelmolybden (30X2H2MA och liknande), silkromer (33XC, 38XC), och andra. Legeringselement påverkar stålets egenskaper på olika sätt (även i härdad form), och på grund av närvaron av andra element kan deras effekt skilja sig åt. Införandet av kisel ökar vanligtvis sträckgränsen och hårdheten avsevärt med en sänkning av duktiliteten, krom och mangan ökar härdbarheten och styrkan, nickel minskar avsevärt kallsprödhetsgränsen och ökar slaghållfastheten, molybden ökar kraftigt segheten och härdbarheten, vanadin förfinar korn, volfram ökar röd hårdhet, koppar minskar korrosion [2] .
Eftersom legeringselement är dyrare än järn, ökar deras tillägg kostnaden för stål. Dessutom, med en stor lista av införda legeringselement, uppstår en betydande variation i den kemiska sammansättningen, vilket medför en variation i mekaniska parametrar. Därför används legerade stål oftast i de fall det är svårt eller omöjligt att uppnå de egenskaper som krävs med vanligt kolstål. Till exempel, utan legering, är det omöjligt att uppnå genom härdbarhet av delar med stort tvärsnitt, och användningen av tillsatser som bromsar nedbrytningen av austenit gör det möjligt att använda genom härdning av sådana delar. Ett slående exempel på behovet av tillräcklig legering är till exempel stridsvagnsrustning (45X2NMFBA och liknande) [3] .
När det gäller kvalitet är legerade stål enligt GOST indelade i vanliga (utan en extra bokstav, till exempel 30KhGS), hög kvalitet (bokstav A, till exempel 30KhGSA, 30Kh2G2NTRA), högkvalitativ elektroslaggomsmältning (-Sh), hög kvalitet -kvalitet vakuum-båge omsmältning (-VD), och special (numerisk beteckning föregås av bokstaven E). Hög kvalitet och hög kvalitet har ett lägre innehåll av skadliga föroreningar - svavel, fosfor, syre och kväve. Sådana icke-metalliska föroreningar minskar avsevärt de mekaniska egenskaperna även vid en låg halt, så att deras avlägsnande leder till en betydande ökning av stålets duktilitet och seghet. Sammansättningen av specialstål (Ennn) bestäms av separata tekniska förhållanden (TS), sammansättningen av legeringselement i stålsorten visas inte.
Till skillnad från GOST 380-2005, som bestämmer sammansättningen och beteckningen av kolstål av vanlig kvalitet [4] , beteckningen av högkvalitativt kol (GOST 1050-2013) [5] och legerade stål (GOST 4543-2016) [6] består av siffror och bokstäver, som visar deras kemiska sammansättning, reningsgrad, ibland ett speciellt syfte.
Märkning | Element | |
---|---|---|
G | maranese _ _ | Mn |
C (av lat. " s ilitium") | kisel | Si |
X | x rom | Cr |
H | Nickel _ | Ni |
D | koppar _ _ | Cu |
MEN | ett slag | N |
F | vanadin | V |
B | nio b y | Obs |
PÅ | till volfram | W |
E | med e len | Se |
Till | till obalt | co |
L | ta l liy | Vara |
M | m olibdenum | Mo |
R | bo r | B |
T | Titan (element) | Ti |
YU | al yu mini | Al |
C | zirkonium _ | Zr |
P (från latin " p hosphorus") | fosfor | P |
H | sällsynta jordartsmetaller |
De första siffrorna anger kolhalten i hundradelar av en procent, följt av bokstäver och siffror som anger legeringselementet och dess procent. Den saknade siffran i beteckningen anger dess andel av innehållet på cirka 1 % eller mindre.
Exempel: 110G13L - stål med 1,1 % kol och 13 % mangan, gjuteri - används för grävmaskinständer , tankbanor , fängelsestänger, låsbyglar , militärhjälmar [ 7] ; 08X13 - 0,08% kol, 13% krom - delar utsatta för kraftiga stötbelastningar (hydrauliska pressventiler, hushållsartiklar) [8] .
Ytterligare beteckningar i början av varumärket:
R - hög hastighet; Ш - kullager; A - automatisk; E - elektrisk; L - erhållen genom gjutning;och så vidare.
Undantag:
Bokstaven A i mitten av stålsorten visar kvävehalten, och på slutet - att stålet är rent i svavel och fosfor (halten av fosfor och svavel i sådant stål överstiger inte 0,03%).
Två bokstäver A i slutet - "AA" - betyder att stålet är extra rent (även renare i svavel och fosfor).
Exempel: