Содержание
Низколегированная сталь содержит легирующие элементы в небольшом количестве, откуда и соответствующие название. Среди легирующих компонентов: хром, никель, молибден и др., придающие ей особые свойства. Благодаря указанным выше элементам, низколегированная сталь приобретает лучшую прочность, становится более податливой для обработки и устойчивость к коррозии, хотя и остаются достаточно уязвимыми перед воздействием атмосферных явлений. Легирующих элементов в составе сплава должно быть менее 2,5%, от всего объема, не считая углерода.
Низколегированная сталь марки
Низколегированная сталь марки которой указывают химический состав сплава, производится в большом количестве типов и наименований. Технология маркирования металла построена следующим образом: цифра, которая стоит перед буквой, соответствует среднему показателю углерода в стали в сотых долях процента. Буквы соответственно показывают наименование легирующего элемента:
Если компонента в составе менее 0,3% от всего объема материала, то его в обозначение не вносят. Такие стали имеют лучшие механические свойства, выше износостойкость, лучшую свариваемость, чем углеродистые стали, но все эти марки нуждаются в защите от коррозии. Низколегированные стали марки 10ХСНД, 10ХНДП, 15ХСНД содержат легирующие их медь и олово, обладают замечательной стойкостью к атмосферным воздействиям, поэтому их применяют для строительных конструкций, опор электропередач и т.д. Такие марки как 18Г2С, 25Г2С используют в железобетонных конструкциях как арматуру. Марки 16ГС, 09Г2С, содержащие кремний и марганец, высокопрочные и очень надежные, они успешно применяются в химической промышленности. Эти стали имеют хорошую пластичность, ударную вязкость и свариваемость.
Низколегированная сталь применение
Низколегированная сталь применение которой довольно обширно в силу сочетания ряда положительных характеристик. Так механическая прочность стали позволяет снизить вес конструкций иногда до 30%, путем применения различной прокатной продукции. Кроме того, применение низколегированных сталей дает возможность повышать надежность конструкции и продолжительность срока службы, снижая при этом их стоимость. Благодаря хорошей сбалансированности легирующих элементов, толщина изделий значительно сокращается, поэтому низколегированная сталь применение находит в судостроении, магистральных трубопроводов, мостостроении, применяют ее и на железобетонных комбинатах для обеспечения жесткости железобетонных конструкций, для изготовления сосудов работающих под давлением, шахтного оборудования, землеройного и др.
Маркировка низколегированных сталей
Маркировка низколегированных сталей имеет буквы и цифры. Буква обозначает содержащийся легирующий элемент, а цифра среднее содержание элемента. Пример: сплав 18ХГТ содержит:
Марки низколегированных сталей могут иметь дополнительные обозначения:
- Р — быстрорежущая сталь;
- Ш — шарикоподшипниковая;
- А — автоматная сталь;
- Э – электротехническая;
- Л — полученная литьем.
Обработка низколегированной стали
Обработка низколегированной стали может быть термической, для придания сплаву повышенной прочности, пластичности, устойчивости к низким температурам и хорошую стойкость к коррозии. Например, трубы нефте-газопровода нуждаются в особых прочностных свойствах. Обработка низколегированной стали может быть механо-термической. При этом заготовка проходит холодную ковку и последующий за ним отжиг. При ковке получают необходимую мелкозернистость и нанокристалическое состояние, а отжиг производит необходимые рекристаллизационные процессы с появлением дисперсной структуры. Такая процедура позволяет исправить мельчайшие дефекты в микроструктуре сплава и повышает сопротивление хрупкому разрушению.
Содержание статьи
- Что такое низколегированные стали
- Как расшифровать марку стали
- Как определить марку стали
В низколегированных сталях содержание легирующих элементов не превышает 2,5%. В качестве легирующих элементов, как правило, используются молибден, хром, никель, ванадий, вольфрам, кремний, ниобий и титан.
Обычно для обозначения состава применяются специальные буквы и цифры. Буква при этом обозначает легирующий элемент, входящий в состав стали, а цифра показывает его содержание в процентах. Если содержание элемента ниже одного процента, цифра не ставится. Например маркировка 18ХГТ обозначает, что в стали содержится 0,18% углерода и хром, марганец и титан менее 1% каждого.
Свойства
Примеси хрома в низколегированной стали повышают показатели ее коррозийностойкости, а также твердости. Для борьбы с коррозией также могут использоваться добавки молибдена, титана, никеля. Никель способствует повышению пластичности и прочности стали, титан укрепляет ее, молибден увеличивает показатели прочности и красностойкости. Под красностойкостью понимают способность металла противостоять процессам износа при его использовании в зонах с высокими показателями температуры.
Если необходимо увеличить магнитопроницаемость металла либо его жаропрочность, в него вводят кобальт, примесь же марганца более одного процента позволяет значительно увеличить показатель твердости металла и устойчивость к ударным нагрузкам.
Применение
Низколегированная сталь обладает большим количеством ценных качеств, которые не имеются в обычной стали. Разнообразные примеси, их процентное содержание и виды могут сделать металл более хрупким, жаропрочным, коррозионностойким и пластичным.
Применение низколегированной стали весьма обширно: ювелирное оборудование, хирургические инструменты, разнообразная строительная арматура, металлоконструкции, механизмы и промышленные машины.
Для каждого конкретного случая применяется специальный вид легированной стали, обладающий рядом нужных характеристик. Например, низколегированная сталь 13Х используется для изготовления ювелирного, хирургического и гравировального оборудования, в ее составе имеется хром, что делает ее достаточно твердой.
Однако легирование может негативно сказаться на некоторых показателях. Так, сталь 13Х имеет неглубокую температуру прокаливания и непригодна для использования в условиях высоких температур — предельное значение 200-250оС.
Низколегированная сталь содержит обычно основной легирующий элемент в количестве не более 2%. Наилучшее сочетание механических свойств стали достигается после закалки с последующим отпуском. В большинстве случаев сталь, содержащую до 0,30% С, закаливают в воде, а сталь, содержащую более 0,30%С,—в масле.В зависимости от свойств стали, которые достигаются после термической и химикотермической обработки, из нее изготавливают детали, работающие при средних, повышенных и высоких удельных давлениях: шестерни, шпиндели, валы в подшипниках качения, червячные валы, шлицевые валы, оси и т. п.По сравнению с малоуглеродистой эта сталь имеет более высокие значения пределов прочности и текучести три удовлетворительной пластичности, меньшей склонности к старению и меньшей хладноломкости. В то же время она более чувствительна к концентраторам напряжений. Для более эффективного использования низколегированной стали в сварных конструкциях необходимо придавать конструктивным швам плавную форму, производить механическую обработку швов в опасных сечениях, упрочнение наклепам и т. п. Конструкционная низколегированная сталь многих марок обладает повышенной коррозионной стойкостью в атмосферных условиях по сравнению с малоуглеродистой сталью. Повышают коррозионную стойкость низколегированной конструкционной стали добавки хрома, никеля, меди, фосфора.Развитие и успехи современного строительства, трубопроводного и подвижного транспорта, судо и машиностроения непрерывно связаны с освоением и производством металлопродукции из низколегированных сталей.Низколегированную сталь применяют в строительстве и машиностроении преимущественно для сварных конструкций. Марки и общие технические требования на нее установлены ГОСТ 5058—65. Стандарт распространяется на толстолистовую, широкополосную (универсальную), сортовую (гладкого и периодического профиля) и фасонную низколегированную сталь, выплавляемую в мартеновских печах или конвертерах с продувкой кислородом сверху. Способ производства стали выбирает предприятие- изготовитель, если это специально не оговорено в заказе. По соглашению сторон могут быть применены и другие способы производства стали.В зависимости от назначения и легирования сталь разделяется да две группы: А — сталь для металлических конструкций и Б— сталь для армирования железобетонных конструкций. Допускается для стали всех марок (кроме 80С) технологическая добавка титана из расчета получения его в готовом прокате 0,01—0,03%; для стали марки 80С технологическая добавка титана является обязательной из расчета его содержания в готовом прокате до 0,04%. Содержание фосфора в стали группы А должно быть не более 0,035%. а в стали группы Б — не более 0,040%; содержание серы в стали группы А должно быть не более 0,040%, а в стали группы Б — не более 0,045%. По требованию заказчика, серы в стали группы А должно быть не более 0,035%. По требованию заказчика или в случае применения при выплавке природнолегированных медью руд поставка стали и марок 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1 и 15ГФ производится с содержанием меди 0,15—0,30%. В таких случаях в наименование марки стали добавляется буква Д. Допускается в стали марки 10Г2С1 содержание кремния от 0,8 до 1,1% при гарантированном содержании меди; по соглашению сторон — снижение в стали марки 14ХГС содержания марганца до 0,8% и хрома до 0,40%. Содержание мышьяка в стали не должно быть выше 0,08%. Допускается повышение содержания .мышьяка до 0,15% при выплавке стали из керченских руд при соответствующем снижении содержания фосфора на 0,005% против установленной нормы. Если обеспечиваются требуемые механические свойства стали, в готовом прокате допускаются следующие отклонения от норм химического состава, %. Приведенные механические свойства для сталей марок 14ХГС и 18Г2 всех толщин, марки 09Г2 толщиной 21— 32 мм и марки 10ХСНД толщиной более 15 мм относятся к стали в термически обработанном состоянии. Предусматривается поставка в нормализованном или улучшенном состоянии стали всех марок, которая испытывается на ударную вязкость при температуре —70°С.Ударная вязкость стали марок 09Г2 и 15ХСНД толщиной 5—10 мм и проката толщиной 11—20 мм из стали марки 17ГС, поставляемой в термообработанном состоянии должна быть при температуре —40°С — не менее 4 кГ-м/см2.Ударная вязкость стали марки 17ГС, поставляемой в термообработанном состоянии при толщине проката 11—20 мм и температуре —40°С, должна быть не менее 4 кГ-м/см2.По требованию заказчика сталь марок 09Г2, 14Г2, 16ГС, 09Г2С, 10Г2С1 и 15ХСНД должна поставляться в термически улучшенном состоянии.
