11. Легирование сталей

Легированием называют процесс присадки в сталь легирующих элементов, чтобы получить так называемую легированную сталь, т.е. такую сталь, в составе которой находятся специальные примеси, введенные в нее в определенных количествах для того, чтобы сообщить стали какие-либо особые физико-химические или механические свойства.

Сточки зрения влияния на свойства стали легирующие элементы делят на две большие группы:

а) 1-я – легирующие элементы, расширяющие γ-область твердых растворов. В эту группу входят как элементы обладающие неограниченной растворимостью в железе (никель, марганец, кобальт), так и элементы, образующие сплавы, в которых гомогенная область непрерывного ряда твердых растворов ограничивается гетерогенной вследствие появления новых фаз (углерода, азота, меди);

б) 2-я – легирующие элементы, суживающие γ-область. Сюда входят как элементы, образующие с железом сплавы с полностью замкнутой γ-областью (бериллий, алюминий, кремний, фосфор, титан, ванадий, хром, молибден, вольфрам), так и элементы, образующие сплавы с суженной γ-областью (ниобий, тантал, цирконий, церий).

В зависимости от степени сродства к кислороду легирующие элементы также делят на две большие группы:

а) 1-я – легирующие элементы, сродство к кислороду у которых меньше, чем у железа (никель, кобальт, молибден, медь);

б) 2-я – легирующие элементы, сродство к кислороду у которых больше, чем у железа (кремний, марганец, алюминий, хром, ванадий, титан).

Кроме легирующих этих двух основных групп применяют легирующие, введение которых в металл связано с возможной опасностью для здоровья, так как пары этих металлов или их соединений вредны (сера, свинец, селен, теллур).

Во всех случаях для удешевления стали стремятся использовать максимальное количество дешевых отходов (шлак, руду), содержащих нужный элемент.

11. Классификация сталей

- По химическому составу: углеродистые и легированные Углеродистые:

• низкоуглеродистые – до 0,35 % С

• среднеуглеродистые – 0,35-0,70% С

• высокоуглеродистые – 0,70-2,14% С

Легированные:

• низколегированные – до 1% легирующих элементов

• среднелегированные – до 12% легирующих элементов

• высоколегированные – до 40% легирующих элементов

- По назначению:

• конструкционные (для деталей машин, приборы);

• инструментальные (для режущего инструмента, жаростойкие, жаропрочные)

- По степени раскисления:

• спокойные СП – раскисленные Mn. Si. Al;

• полуспокойные ПС – промежуточные между СП и КП;

• кипящие КП – раскисленные Mn.

- По качеству:

• обыкновенного качества S<0,05; P< 0,06;

• качественные S<0,04; P< 0,035;

• высококачественные S,Р < 0,025;

• особовысококачественные.

11. Маркировка сталей

Маркировка стали производится несмываемой краской независимо от группы стали и степени раскисления. По соглашению сторон маркировка краской не производится.

Буквенные и цифровые обозначения стали

Марки углеродистой стали обыкновенного качества обозначаются буквами Ст и номером (СтО, Ст1, СтЗ и т.д.). Качественные углеродистые стали маркируются двухзначными числами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: 05, 08, 10, 25, 40 и т.д. Буква Г в марке стали указывает на повышенное содержание Mn (14Г, 18Г и т.д.).

Автоматные стали маркируются буквой А (А12, А30 и т.д.). Углеродистые иструментальные стали маркируются буквой У (У8 , У10 , У12 и т.д., здесь цифры означают содержание стали в десятых долях процента).

Обозначение марки легированной стали состоит из букв, указывающих, какие компоненты входят в ее состав, и цифр, характеризующих их среднее содержание:

А - азот Ю - алюминий Р - бор Ф - ванадий В - вольфрам К - кобальт

С - кремний Г - марганец Д - медь М - молибден Н - никель Б - ниобий

С - селен Т - титан У - углерод П - фосфор Х - хром Ц - цирконий

Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали (в сотых долях процента для конструкционных сталей и в десятых долях процента для инструментальных и нержавеющих сталей). Затем буквой указан легирующий элемент. Цифрами, следующими за буквой, — его среднее содержание в целых единицах. При содержании легирующею элемента менее 1,5% цифры за соответствующей буквой не ставятся. Буква А в конце обозначения марки указывает на то, что сталь является высококачественной. Буквой Ш — особо высококачественной.

Сталь обыкновенного качества

• Ст0, ВСт0, БСт0 - красный и зеленый

• Ст1, ВСт1кп - желтый и черный

• Ст2, ВСт2кп - желтый

• СтЗ, ВСтЗкп, ВСтЗ, БСтЗкп, БСтЗ - красный

• Ст4, ВСт4кп, ВСт4, БСт4кп, БСт4 - черный

• Ст5, ВСт5 - зеленый

• Ст6 - Синий

Углеродистая качественная сталь

• 08, 10, 15, 20 - белый

• 25, 30, 35, 40 - белый и желтый

• 45, 50, 55, 60 - белый и коричневый

Легированная конструкционная сталь

• Хромистая - зеленый и желтый

• Хромомолибденовая - зеленый и фиолетовый

• Xромованадиевая - зеленый и черный

• Марганцовистая - коричневый и синий

• Хромомарганцовая - синий и черный

• Хромокремнистая - синий и красный

• Хромокремнемарганцовая - красный и фиолетовый

• Никельмолибденовая - желтый и фиолетовый

• Хромоникелевая - желтый и черный

• Хромоникелемолибденовая - фиолетовый и черный

• Хромоалюминиевая - алюминиевый

Коррозионностойкая сталь

• Хромистая - алюминиевый и черный

• Хромоникелевая - алюминиевый и красный

• Хромотитановая - алюминиевый и желтый

• Хромоникелекремнистая - алюминиевый и зеленый

• Хромоникелетитановая - алюминиевый и синий

• Хромоникелениобиевая - алюминиевый и белый

• Хромомарганценикелевая - алюминиевый и коричневый

• Хромоникелемолибденотитановая - алюминиевый и фиолетовый

Быстрорежущая сталь

• Р18 - бронзовый и красный

• Р9 - бронзовый

Твердые спеченные сплавы

• ВК2 - черный с белой полосой

• ВКЗ-М - черный с оранжевой полосой

• ВК4 - оранжевый

• ВК6 - синий

• ВК6-М - синий с белой полосой

• ВК6-В - фиолетовый

• ВК8 – кр