Високолегована сталь: опис, технологія зварювання, маркування та особливості

В наш час досить складно переоцінити значення продуктів металургії, які широко використовуються в промисловості, будівництві, виготовленні хатнього начиння, предметів домашнього користування. Але особливої уваги заслуговують леговані сталі, без яких велика кількість галузей (машинобудівна, нафтохімічна, енергетична, харчова, виготовлення спеціальних конструкцій, основним призначенням яких є робота в агресивних умовах) не змогли б виконувати свої основні функції.


Виникає закономірне питання: а що ж таке легована сталь, її сплави? Яка існує класифікація легуючих елементів? Які основні характеристики і властивості високолегованої сталі? На ці та деякі інші питання ми постараємося максимально розгорнуто відповісти в нашій статті.

Що таке легована сталь?

Давайте спочатку з'ясуємо, що ж являє собою цей метал. Легована сталь – сплав заліза з вуглецем, який має у своєму складі спеціальні елементи, що впливають на головні механічні або фізичні властивості кінцевої продукції металургійної галузі. Елементи, які додаються до основного складу сплаву, називаються легуючими. Хром, нікель, ванадій, марганець, мідь – їх основна група.

Види сталі

Існує класифікація легуючих елементів, яка ґрунтується на їх процентному вмісті в сплаві:

Високолегована сталь – 10-50 %.

Середнєлегована – 25-10 %.

Низьколегована – до 25 %.

Види: високолеговані сталі, сплави

Розглянемо ще один цікавий момент. Високолегована сталь і її сплави також мають класифікацію. Кожен з наведених нижче видів застосовується в певних умовах:

Жаростійкі або жароміцні сталі.

Корозійно-стійкі.

Виходячи з процентного вмісту легуючого елемента, розрізняють наступні види:

Хромомарганцевая сталь.

Хромонікелева.

Хромиста.

Використання високолегованих сталей

Де застосовується такий метал? Високолеговані сталі та їх сплави є невід'ємними компонентами у виробництві різної продукції. Такі галузі не можуть обійтися без їх використання:

Хімічна.

Нафтова промисловість.

Машинобудування.

Будівництво.

Виготовлення конструкцій, основним призначенням яких є робота в агресивних умовах (висока температура, перепади).

Додавання легуючих елементів дозволяє досягти певних механічних властивостей. Тому високолегована сталь використовується як хладостойкий компонент. Особливо часто цей метал зустрічається в машинобудуванні. Найпопулярнішими є високолеговані аустенітні сталі, у складі яких легований компонент займає близько 55 %, а все інше – залізо, хром (близько 18 %), нікель (8 %). Легуючі компоненти подібного складу визначають подальше призначення виготовленої продукції.

Використання корозійно-стійких сталей

Корозійно-стійкі високолеговані сталі використовують в газовій середовищі або лужної кислоті. Характерною їх відмінністю є знижений вміст вуглецю – приблизно 012 %. Подальше легування і термічна обробка дозволяють отримати особливий сплав, який може протистояти агресивним умов газової або жидкометаллической середовища.
Використання сталей, що містять вольфрам або молібден на рівні 7 % і бор, дозволяє працювати при температурі до 1100 градусів. Вольфрам і молібден – елементи, які відносяться до упрочнителям. Для підвищення окаліностойкості виробленої продукції в якості легуючих елементів додаються кремній або алюміній. Такі конструкції можуть використовуватися як нагрівальні елементи або печі.

Основні характеристики металу

Високолегована сталь має властивості і характеристики, які дозволяють більш широко використовувати вироблену продукцію. Подібні сталі володіють наступними характеристиками:

Міцність (досягається завдяки термічній обробці).

Корозійна стійкість.

Стійкість до деформаційних процесів.

Пластичність (в порівнянні з вуглецевою сталлю пластичність в рази більше).

Немагнитность (сталі, що використовуються в машинобудуванні).

Пружність.

Загартованість.

Зварюваність.

Завдяки тому, що формула сплаву є різною, властивості виходять різноманітні. Структура легко змінюється завдяки термічній обробці і легуючих компонентів. Таким чином, можна отримати властивості, які потрібні за умовами проекту. Приміром, високолегована 18 % хромиста сталь може мати у складі нікель, який дає можливість отримати корозійну стійкість і хладноломкость. Зварювання високолегованих сталей дозволяє отримати продукцію, яка може використовуватися в будь-яких кліматичних умовах. Так, метод штампосварки дозволяє використовувати кінцевий продукт критично низьких температурах – до мінус 253 градусів за Цельсієм. Спеціальна обробка кремнієм дозволяє отримати ферросилиди, які можуть працювати в сильних кислотах (азотної, фосфорної та інших). Високолегована сталь відрізняється твердістю, високою здатністю до стирання. Так, кислотоупорними матеріалами є – С15 і С17 а хром, ванадій та марганець підвищують зносостійкість сплаву.

Види високолегованих сталей за тепловими властивостями

Виходячи з теплових характеристик, існує наступна класифікація:

Платинит (ЕН42) – використовується для виробництва електродів, які використовуються в лампах розжарювання. Це пояснюється тим, що коефіцієнт розширення такий же, як у скла.

Елинвар (Х8Н36) – ідеально підходить для часових пружин і вимірювальних приладів. Це пояснюється тим, що модуль пружності є постійним і не руйнується при температурах від -50 до +100 градусів за Цельсієм.

Інвар (І36) – застосовується для виробництва еталонів, калібрувальних елементів, так як коефіцієнт розширення дорівнює нулю.

Цікавим властивістю корозійної сталі (тільки високолегована нержавіюча сталь) є магнитность. Тому розрізняють немагнітні і магнітні види таких металів. Перші поділяють на магнитом'які і магнитотвердие підвиди, а останні мають у складі кобальт, хром.

ГОСТ: високолеговані сталі

Вимоги до таким міцним металів і жаростійким сплавів регламентуються спеціальними нормативами, а саме Гост 5632-72.

Марки високолегованих сталей

Найбільш популярними і відомими є такі марки сталей:

Феритні: 15Х2812Х1708Х18Т115Х25Т, 08Х18Тч, 10Х13СЮ.

Мартенситні: 15Х11МФ, 40Х9С218Х11МНФБ, 40Х10С2М, 95Х1825Х13Н220Х17Н213Х11Н2В2МФ, 40Х1320Х1320Х17Н213Х14Н3В2ФР.

Аустенитно-мартенситні: 07Х16Н608Х17Н5М308Х17Н6Т, 09Х17Н7Ю1.

Аустенитно-феритні: 08Х21Н6М2Т, 08Х22Н6Т, 08Х20Н14С220Х23Н1312Х21Н5Т, 03Х22Н6М2.

Мартенситно-феритні: 12Х1318Х12ВМБФР, 14Х17Н215Х12ВНМФ.

Аустенітні: 05Х18Н10Т, 45Х22Н4М345Х14НМВ2М, 10Х14Г14Н4Т, 03Х18Н10Т, 08Х16Н13М2Б, 12Х18Н12Т, 03Х18Н1203Х16Н15М3Б, 10Х11Н23Т3МР, 20Х23Н1810Х11Н20Т2Р, 12Х18Н9Т, 12Х18Н920Х25Н20С2.

Застосування легуючих марок стали:

40Х1330Х13 – використовують для карбюраторних голок, пружин для транспорту, хірургічних інструментів.

12Х17 – марка високолегованої сталі, що використовується для виготовлення кухонного начиння або предметів домашнього вжитку.

20Х1312Х1308Х13 – використовують для виготовлення елементів гідравлічних установок, конструкцій, які працюють в слабоагресивних умовах.

95Х18 – використовують для виробництва високотвердих шарикопідшипників.