Республика Крым
Ваш город
Республика Крым?
Покупайте цветной и нержавеющий металлопрокат БЕЗ ПОСРЕДНИКОВ   •   Работаем со всеми регионами РФ   •   Труба из нержавеющей стали зеркальная, матовая и шлифованная   •   Листы нержавеющие   •   Дюралевый круг   •   Алюминиевый круг   •   Нержавеющие прутки   •   Нержавеющая труба AISI 304   •   Нержавеющий отвод AISI 304   •   Алюминиевый рулон/лента   •   Алюминиевые листы   •   Алюминиевый профиль   •   Алюминиевый бокс   •   Алюминиевый уголок   •   Алюминиевый тавр   •   Алюминиевый швеллер   •   Алюминиевые прутки   •   Бронзовые прутки   •   Латунные прутки   •  Медная лента   •   Медные листы   •   Медная кондиционерная труба   •   Латунный шестигранник   •   Латунный лист   •   Бронзовые втулки  • 
Многоканальный телефон отдела продаж: 8 (800) 301-81-24   *   Осуществляем оперативную резку и доставку металлопроката   *   Многоканальный телефон отдела продаж: 8 (800) 301-81-24   *  

Характеристика легирующих элементов

Для того, чтобы усовершенствовать физические и химические свойства стали, используют легирующие элементы. Хотя существует множество легирующих элементов, используемых для достижения различных улучшенных свойств, некоторые элементы встречаются гораздо чаще, чем другие. Сегодня рассмотрим их подробнее.

Марганец

Все коммерческие стали имеют в своем составе от 0,3 до 0,8% марганца. Этот элемент помогает уменьшить окислы и вредоносное воздействие сульфида железа.

В современных составах стали, как правило, увеличенное содержание марганца и сниженное содержание углерода. Это позволяет получить сталь с равной прочностью на разрыв, но улучшенной пластичностью.

Содержание марганца свыше 1,8% способствует получению стали, которая имеет тенденцию к упрочнению на воздухе, что приводит к ухудшению пластичности. Тем не менее, если соблюдать этот предел марганец оказывает благотворное влияние на механические свойства закаленной в масле и отпущенной 0,4% углеродистой стали.

В некоторых легированных сталях с уменьшением дорогостоящего никеля, содержание марганца может увеличиваться. Стали с содержанием углерода 0,3-0,4%, марганца 1,3-1,6% и молибдена 0,3% заменили 3% никелевую сталь для некоторых целей.

Инструментальная сталь без усадки содержит до 2% марганца и 0,8-0,9% углерода. Стали с содержанием марганца от 5 до 12% после медленного охлаждения становятся мартенситными и не имеют большого коммерческого значения.

Никель

Снижение эвтектоидной температуры можно достичь с помощью никеля или марганца, которые имеют одинаковое действие. При нагревании эта точка изменения постепенно снижается с увеличением содержания никеля (примерно на 10 ° C для 1% никеля), но снижение изменения при охлаждении больше и неравномерно. Трансформирование стали с содержанием никеля 12% начинается при температуре ниже 300°C при охлаждении, но при повторном нагревании обратное изменение не происходит примерно до 650 °C.

Никель позволяет увеличить скорость охлаждения углеродистой стали. При постоянной скорости охлаждения 5-8% никелевые стали становятся трооститными; при 8-10% никеля, где появляется резкое падение, структура становится мартенситной, в то время как при содержании выше 24% никеля критическая точка опускается ниже комнатной температуры, и остается аустенит.

Содержание никеля 0,5% делает сталь похожей на углеродистую, но с увеличенной прочностью из-за более мелкого образующегося перлита и добавления никеля в растворе в феррите. Стали с избытком содержания никеля обладают высокой прочностью на разрыв, а также увеличенной твердостью, но повышенной хрупкостью, как показывают кривые изода и удлинения. Когда никеля достаточно для получения аустенита, стали становятся немагнитными, пластичными, жесткими и обрабатываемыми, с понижением прочности и предела упругости.

Хром

Альфа-, либо гамма- железо способно привести к растворению хрома, однако в присутствии углерода образуются карбиды цементита (FeCr)3C, в котором содержание хрома может превышать 15%; карбиды хрома (CrFe) 3C2 (CrFe) 7C3 (CrFe) 4C, в которых хром может быть заменено на несколько процентов, максимум на 55% и на 25% соответственно. Нержавеющие стали содержат Cr4C. Перлитно-хромистые стали, которые содержат, например, 2% хрома, очень чувствительны к скорости охлаждения и температуре нагрева перед закалкой.

Это связано с тем, что карбиды хрома достаточно сложно растворяются в аустените, однако, с повышением температуры, их количество увеличивается. Повышение критических значений при нагреве, а также при охлаждении (при низкой скорости) является основным эффектом растворенного хрома. Более высокие скорости охлаждения быстро снижают температуру нагрева с последующим упрочнением стали. Хром придает характерную форму верхней части кривой изотермического превращения.

В сравнении с никелевыми сталями аналогичной прочностью на растяжение, хромистые намного легче поддаются механической обработке. Однако высокое содержание хрома может сделать стали более хрупкими при отпуске и медленном охлаждении от температуры отпуска до диапазона 550/450 °C. Такие стали могут образовывать поверхностные отметины, которые принято называть "хромированными линиями".

Хромовые стали — достаточно популярный материал, особенно там, где необходима высокая твердость, например, в штампах, шарикоподшипниках, пластинах для сейфов, роликах, напильниках и инструментах. Высокое содержание хрома также имеется в некоторых постоянных магнитах.

Молибден

Молибден растворяется как в альфа-, так и в гамма-железе и в присутствии углерода образует сложные карбиды (FeMo)6C, Fe21Mo2C6, Mo2C.

По методу воздействия молибден похож на хром, но до 0,5%. Однако этот элемент эффективен для замедления образования перлита и увеличения образования бейнита.  0,5% молибдена в составе позволяет придать обычным углеродистым сталям повышенную прочность при температурах котла 400 ° C, но этот элемент в основном применятся в сочетании с другими легирующими элементами.

Стали Ni-Cr-Mo активно применяются для изготовления боеприпасов, роторов турбин и других крупных изделий, поскольку молибден имеет тенденцию минимизировать хрупкость при отпуске и уменьшает массовый эффект. Молибден также входит в состав некоторых быстрорежущих сталей, магнитных сплавов, жаропрочных и коррозионностойких сталей.

Ванадий

Как легирующий элемент ванадий работает как поглотитель оксидов, образует карбид V, C и оказывает хорошее влияние на механические свойства сталей с термообработкой, особенно в присутствии других элементов. Замедляет отпуск в диапазоне 500-600 °C и может вызвать вторичное упрочнение.

Хромованадиевые (0,15%) стали используются для ковки локомотивов, автомобильных осей, спиральных пружин, торсионных стержней и сопротивления ползучести.

Вольфрам

Вольфрам растворяется в гамма-железе и альфа-железе. С углеродом образует WC и W2C, но в присутствии железа образует Fe3W3C или Fe4W2C. Соединение с железом - Fe3W2 - обеспечивает систему упрочнения от старения.

Основное свойство вольфрама — повышение критические точки в стали, а также медленное растворение карбидов в диапазоне температур. Полное растворение вольфрама замедляет превращение, особенно при отпуске, и его используют в большинстве инструментальных (высокоскоростных) и штамповых сталей для горячей обработки. Также добавление вольфрама улучшает размер зерна и снижает склонность к обезуглероживанию во время обработки. Кроме того, вольфрам используется в магнитных, коррозионно- и жаропрочных сталях. 

Кремний

Кремний позволяет повысить точки изменения переменного тока и точки Ar при медленном охлаждении, кроме того, он уменьшает изменение объема гамма-альфа. 

В промышленности особо применяется только три типа кремниевой стали: один в сочетании с марганцем для пружин; второй для электрических целей, используется в листовой форме для изготовления сердечников трансформаторов, полюсов динамо-машин и двигателей, требующих высокой магнитной проницаемости и электрического сопротивления; и третий используется для автомобильных клапанов.

WhatsApp Позвонить
WhatsApp