3.2.2. Легированные стали

Легированные стали выпускаются только качественные, высококачественные и особо высококачественные и, как правило, подвергаются ТО для выявления заложенных в них резервов повышения механических и физических свойств.

Для обозначения легирующих элементов используются следующие буквы: А – азот (но только в середине марки), Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, Е – селен, К – кобальт, М – молибден, Н – никель, Р – бор (но не в начале марки), С – кремний, Т – титан, Ф – ванадий, Х – хром, Ц – цирконий, Ю – алюминий.

Марка конструкционной стали обычно начинается с двухзначного числа, указывающего на содержание углерода в сотых долях процента. Дальше идет сочетание букв и цифр; цифра после буквы указывает на содержание данного элемента в процентах. Если после буквы цифры нет, то содержание этого элемента обычно не превышает 1,0–1,5% (для B, Сu, N, Nb, Ti, V, Zr это тысячные – сотые доли процента). Например, 18Х2Н4ВА – сталь конструкционная, среднелегированная, высококачественная, содержащая 0,18% углерода, 2% хрома, 4% никеля и до 1,5% вольфрама.

Отдельные группы легированных сталей имеют специальную маркировку. Шарикоподшипниковые стали обозначаются буквой Ш, и содержание хрома в них указывается в десятых долях процента, например, ШХ15 – сталь шарикоподшипниковая, низколегированная, качественная, содержит 1,5% Cr. В экспериментальных, так называемых исследовательских и пробных сталях, получаемых электроплавкой, после соответствующих букв указывается порядковый номер разработки, например, ЭИ 415, ЭП 716.

Легированные стали широко применяются в различных отраслях промышленности.

Низкоуглеродистые легированные стали используются в строительстве (09Г2, 15ХСНД, 20Х2Г2СР и т. п.), а также в цементованном виде в машиностроении (15Х, 18Х2Н4МА, 25ХГМ и др.).

Легированные стали с повышенной обрабатываемостью резанием (АС12ХН, А40ХЕ, АЦ20ХН3 и др.) обладают лучшими механическими свойствами и надежностью, чем углеродистые.

Литейные легированные стали (27ГЛ, 35НГВЛ, 40ХЛ и др.), как правило, подвергаются нормализации и отпуску или закалке и отпуску и используются в машиностроении для изготовления высоконагруженных крупных деталей сложной формы.

Среднеуглеродистые легированные стали (40Х, 40ХНМА, 38ХН3МА и др.), как правило, подвергаются улучшению и используются в машиностроении для изготовления ответственных деталей, работающих при циклических и ударных нагрузках (валы, оси, шатуны).

Рессорно-пружинные легированные стали (50С2, 60С2ХФА, 60С2Н2А и др.) более прочны и надежны, чем углеродистые.

Высокопрочные стали и сплавы типа 30ХГСНА, 03Н18К9М5Т, 30Х9Н8М4Г2С2 после соответствующей ТО приобретают σ_в = 1800…2100 МПа, δ = 20…8% и используются для изготовления высоконагруженных деталей авиационной и ракетной техники.

Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали, как правило, содержат не менее 13% хрома, а также могут содержать никель и другие элементы (13Х13, 08Х18Н10, 10Х17Н13М2Т и т. д.). С целью получения однофазной структуры, обладающей повышенной коррозионной стойкостью, высокохромистые стали (более 17% Cr) подвергают закалке.

Жаростойкие стали, обладающие окалиностойкостью до 700–1300С, содержат большое количество хрома (до 30%), алюминий, кремний и другие элементы, образующие тугоплавкие окислы (08Х17Т, 20Х23Н18, 20Х25Н20С2 и т. п.). Применяются для изготовления деталей печей, газовых турбин и т. п.

Жаропрочные стали и сплавы на никелевой основе сохраняют свою прочность до 450–1200С (12Х1МФ, 15Х5М, 45Х14Н14В2М, ХН77ТЮР и т. п.). Применяются для изготовления нагруженных деталей двигателей, газовых турбин и т. п.