8.2.2. Легированные стали

Легирующими элементами называют элементы, специально вводимые в сталь для изменения ее строения и свойств. Соответственно стали, содержащие легирующие элементы, называют легированными.

Марка легированных сталей состоит из сочетания букв и цифр, обозначающих ее химический состав. По ГОСТ 4543-71 принято обозначать хром  Х, никель – Н, марганец  Г, кремний  С, молибден  М, вольфрам  В, титан  Т, ванадий  Ф, алюминий  Ю, медь  Д, ниобий  Б, бор  Р, кобальт  К. Буква А в середине марки стали показывает содержание азота, а в конце марки  сталь высококачественная. Число, стоящее после буквы, указывает на примерное содержание легирующего элемента в процентах. Если число отсутствует, то легирующего элемента меньше или около 1 %.

Число в начале марки конструкционной легированной стали показывает содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 30ХГС в среднем содержит 0,30 % С, 1 % Сr, 1 % Мn и 1 % Si. Особовысококачественные стали (например, после электрошлакового переплава) имеют в конце букву Ш, например 30ХГС-Ш.

Некоторые группы сталей содержат дополнительные обозначения: марки подшипниковых сталей начинаются с буквы Ш, автоматных  А.

Нестандартные легированные стали, выплавляемые заводом «Электросталь», маркируют сочетанием букв ЭИ (электросталь исследовательская), ЭП (П  пробная) и порядковым номером (например, ЭИ 415) или ЗИ (Златоустовская исследовательская) и порядковый номер (например, ЗИ 90).

Число в начале марки инструментальной легированной стали показывает содержание углерода в десятых долях процента. Например, сталь 9ХВГ в среднем содержит 0,9 % С, 1 % Сr, 1 % W, 1 % Мn. Если число перед буквами отсутствует, то углерода около или выше 1%. Например, сталь ХВСГ в среднем содержит 0,95–1,05 % С, 1 % Сr, 1 % W, 1 % Si, 1 % Мn.

Концентрация некоторых легирующих элементов может быть очень малой. В количестве до 0,1 % вводят Nb, Ti, а содержание бора обычно не превышает 0,005 %. Если концентрация легирующего элемента составляет около 0,1 % и менее, легированные стали принято называть микролегированием.

Легированные стали классифицируют по структуре в равновесном состоянии, по структуре после охлаждения на воздухе, по количеству легирующих элементов и по назначению.

По равновесной структуре стали делятся на доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные и ледебуритные стали, в структуре которых присутствуют первичные карбиды, выделившиеся из жидкой фазы. Последнее обстоятельство объясняется тем, что легирующие элементы сдвигают влево точки S, Е диаграммы железоуглерод. Поэтому граница между перечисленными сталями проходит при меньшем содержании углерода по сравнению со значениями, указанными на диаграмме Fe  Fe₃С.

Учитывая (как было описано ранее), что некоторые элементы резко сужают или расширяют область -Fe, то кроме указанных групп существуют еще аустенитные и ферритные стали.

Углеродистые стали бывают первых трех классов, легированные  всех шести. Деление по структуре, количеству легирующих элементов и назначению было описано ранее.