6 Влияние легирующих элементов на свойства стали

«Mn» - повышает прочность, незначительно влияет на снижение пластичности, при содержании до 1,2% повышает ударную вязкость. Рационально повысить его содержание до 1,8% при «С» ≤ 0,14%. Сообщает стали чувствительность к перегреву, склонность к образованию холодных трещин. При сварке испаряется и в некоторой степени окисляется.

При сварке сталей с содержанием «Mn» = 1,2-2% и «С» ≥ 0,3% основные затруднения возникают в связи с закалкой околошовных зон.

При сварке сталей с содержанием «Mn» = 10-14% и «С» = 1-1,4% сталь имеет аустенитную и аустенитно-карбидную структуру. Сваривать такую сталь следует после предварительной термической обработки.

«Si» - повышает предел прочности, при малом содержании «С» пластичность снижается незначительно. При содержании «Si» > 0,6% увеличивается хладноломкость. С дальнейшим увеличением «Si» свариваемость ухудшается. Легко окисляется при 1% даёт тугоплавкий и вязкий шлак. Увеличивает усадку стали, способствует образованию трещин в швах.

«Cr» - усиливает закаливаемость при увеличении содержания «С». В небольшом количестве способствуют повышению ударной вязкости при комнатной и повышенной температурах. При малом содержании «С» и в присутствии «Mn» и «Si» - «Cr» в количестве до 1% не ухудшает свариваемость. Значительно повышает прочностные характеристики, коррозионную стойкость, жаростойкость и жаропрочность сталей. При небольшом количестве даёт однофазные ферритные стали. Понижает теплопроводность. Для сварки деталей из ферритомартенситных и мартенситных хромистых сталей необходимо применять предварительный подогрев до 600-700 К, после сварки до охлаждения деталей подвергать их термической обработке в печах при 920-970 К.

«Ni» - (незначительно) повышает прочность, а также коррозионную стойкость. Сохраняет (незначительно снижает) пластичность сталей. Не значительно увеличивает закаливаемость, прокаливаемость и свариваемость. Значительная стоимость и дефицитность «Ni» ограничивает его применение для легирования стали.

«Мо» - до 0,6% повышает прочность и пластичность. Его вводят в состав всех жаропрочных и жаростойких сталей в качестве упрочнителя феррита. Он способствует повышению сопротивления ползучести стали при повышенных рабочих температурах. Повышает сопротивление отпускной хрупкости. Измельчает зерно и уменьшает теплопроводность.

«V» - повышает прочность и жаропрочность. Измельчает зерно. Частично окисляется. При содержании ≥ 2% (инструментальные стали) окислы делают шлак густым. Содержание в жаростойких сталях от 0,25% до 0,4%.

«W» - повышает прочность при повышении температуры а также режущую способность сталей. Способствует образованию мелкозернистой структуры и снижает склонность к отпускной хрупкости. При больших размерах ванны даёт пористую наплавку.

«Ti» - способствует образованию мелкозернистой структуры и подавляет вредное влияние «С» в отношении приобретения в/л сталью склонности к межкристаллитной коррозии.

«Cu» - более 0,8% (без «Ni») способствует образованию межкристаллитных трещин.