Легована сталь - це метал, що містить не тільки природні домішки, а й спеціально введені легуючі елементи з метою досягнення необхідних експлуатаційних показників.
Легована сталь буває низьколегованою, середньолегованою та високолегованою. Низьколегована сталь містить не більше 2,5% добавок, що легують, середньолегована - від 2,5 до 10%, а високолегована - від 10 до 50%.
Також леговані сталі класифікуються за призначенням:
- Конструкційні. Використовуються для виготовлення металоконструкцій, деталей машин, агрегатів та механізмів.
- Інструментальні. Застосовуються при виготовленні високоякісного мірного та ріжучого інструменту та ударо-штампувального оснащення.
- З особливими властивостями (жаростійкі, нержавіючі та інші).
Таблиця легуючих добавок:
| Назва елемента | Позначення у таблиці Менделєєва | Маркування у країнах СНД | Типова кількість, % | Характеристики |
| Марганець | Mn | Г | 0,8-13,0 | Підвищує жароміцність, зносостійкість, пластичність і прожарювання |
| Кремній | Si | С | 0,5-14,0 | Підвищує межу міцності та плинності, магнітну проникність та електропровідність. Поліпшує пластичність та кислотостійкість |
| Хром | Cr | Х | 0,3-30,0 | Зміст 1% збільшує міцність та твердість без зміни показників пластичності. З підвищенням концентрації хрому до 5% підвищується теплостійкість. При більш високому його вмісті збільшується жароміцність та кислотостійкість |
| Алюміній | Al | Ю | 0,02-0,07 | Мінімізує процеси старіння, підвищує пластичність та зв'язує кисень |
| Мідь | Cu | Д | 0,03-4,0 | Збільшує межу плинності, пластичність, корозійностійкість |
| Нікель | Ni | Н | 0,3-25,0 | Покращує ударну в'язкість та термоокислювальну стабільність. Підвищує прожарювання та окалиностійкість |
| Молібден | Mo | М | 0,2-6,5 | Підвищує показники твердості, міцності та прожарюваності |
| Вольфрам | W | В | 1,0-18,0 | Підвищує межі міцності та твердості |
| Ванадій | V | Ф | 0,09-2,0 | Збільшує міцність і підвищує в'язкість |
| Титан | Ti | Т | 0,03-0,15 | Знижує схильність до міжкристалічної корозії. Підвищує кислотостійкість та сприяє самозагартуванню сталі |
| Фосфор | P | П | 0,05-0,35 | Покращує антикорозійні властивості та оброблюваність, але провокує холодноламкість |
| Сірка | S | - | 0,03-0,3 | Використовується в автоматних марках для полегшення верстатної обробки, хоч і активізує процеси іржавлення та охручування сталі. |
| Ніобій | Nb | Б | 0,01-1,5 | Мінімізує міжкристалічну корозію та знижує відпускну крихкість |
| Бор | B | Р | 0,0008-0,005 | Збільшує прожарювання. Альтернатива для заміни дорогого молібдену та нікелю |
| Кобальт | Co | К | 5,0-30,0 | Дозволяє різальній площині зберігати свої властивості при температурах червоного гартування та захищає від окислення при впливі агресивних середовищ та критичних температур. |
Маркування легованої сталі: умовні позначення
Маркування легованих матеріалів утворюють буквенно-цифрові комбінації, що несуть інформацію про склад. Найперші цифри у маркуванні говорять про вміст (у сотих частинах відсотка) вуглецю. Літери кодування вказують легуючий елемент. Потім записують число, що виражає середній вміст легуючого елемента у відсотковому співвідношенні. Якщо концентрація вбирається у 1%, то цифра опускається. Наприклад візьмемо сталь 18ХГТ. Тут склад легуючих елементів такий: вуглець – 0,18%, хром, титану та марганцю – до 1%.
Розшифровка конструкційних підшипникових сталей провадиться наступним чином. Маркування починається з літери Ш (наприклад, ШХ15). Цифра 15 говорить про зміст легуючого хрому, приблизна частка якого дорівнює 1,5%.
Ливарні конструкційні сталі позначаються як якісні та леговані, але наприкінці найменування ставлять літеру Л, (35ХМЛ; 40ХЛ тощо).
Будівельні сталі позначають буквою З і цифрами, що відповідають мінімальної межі плинності сплаву. Термозміцнений прокат додатково позначають буквою Т , а прокат з підвищеною корозійною стійкістю - буквою К, (С345Т, С390К). Літерою Д позначають підвищений вміст міді (С345Д).
У легованих інструментальних сталях після букв, що позначають легуючий елемент, маркування інструментальних сталей можуть стояти цифри, що позначають кількість даного елемента у відсотках. За відсутності цифри кількість вважається приблизно 1%. Також при позначенні легованої інструментальної сталі першому місці вказується кількість вуглецю, виражене в десятих частках відсотка. Так марка 9ХС вказуватиме на те, що в даному виді сталі міститься 0,9% вуглецю і по 1% хрому та кремнію.
У швидкорізальних сталях маркування починається з літери Р, потім слідує цифра, що вказує середній вміст вольфраму (Р18). Наступні літери та цифри визначають масовий зміст елементів. Так, наприклад, сталі Р6М5, цифра 5 показує частку молібдену в цій марці. Вміст хрому не вказують, тому що воно становить стабільно близько 4% у всіх швидкорізальних сталях, а вміст вуглецю завжди пропорційно вмісту ванадію.
Леговані сталі виробляють відповідно до таких стандартів: ГОСТ 4543-71 «Прокат із легованої конструкційної сталі. Технічні умови», ГОСТ 5950-2000 «Прутки, смуги та мотки з інструментальної легованої сталі. Загальні технічні умови», ДЕРЖСТАНДАРТ 20072–74 «Сталь теплостійка. Технічні умови», ГОСТ 19281-89 «Прокат підвищеної міцності. Загальні технічні умови», ГОСТ 801-79 «Сталь підшипникова. Технічні умови», ГОСТ 14959–79 «Прокат з ресорно-пружинної вуглецевої та легованої сталі. Технічні умови», ГОСТ 19265-73 «Прутки та смуги зі швидкорізальної сталі. Технічні умови», ГОСТ 5949-75 «Сталь сортова та калібрована корозійно-стійка жаростійка та жароміцна. Технічні умови".
Розглянемо область застосування найпоширеніших легованих сталей:
1. Конструкційні:
09Г2С - Різні деталі та елементи зварних металоконструкцій, що працюють за температури від -70 до +425 °С під тиском.
10Г2ФБЮ - Виготовлення електрозварних прямошовних труб групи міцності К60 для магістральних газопроводів, нафтопроводів та нафтопродуктопроводів.
10ХСНД - Елементи зварних металоконструкцій та різні деталі, до яких висуваються вимоги підвищеної міцності та корозійної стійкості з обмеженням маси та працюючі при температурі від -70 до +450 °С.
12ХН3А - шестерні, вали, черв'яки, кулачкові муфти, поршневі пальці та інші деталі, що цементуються, до яких пред'являються вимоги високої міцності, пластичності і в'язкості серцевини і високої поверхневої твердості, що працюють під дією ударних навантажень або при 1 негативних0.
15ХСНД - Елементи зварних металоконструкцій та різні деталі, до яких висуваються вимоги підвищеної міцності та корозійної стійкості з обмеженням маси та працюючі при температурі від -70 до 450°С.
15ГС - Стаціонарні трубопроводи живильної води котлів СВП, що працюють за температури 280 °С.
17Г1С - Зварювальні деталі, що працюють під тиском при температурі від -40 до +475 °С.
18ХГТ - ¦покращувані або цементовані деталі, від яких потрібна підвищена міцність і в'язкість серцевини, а також висока поверхнева твердість, що працюють під дією ударних навантажень в інтервалі температур -70+450°С. З цього сплаву виробляють ведені вали реверсу, шестерні реверс-режимного редуктора, колеса гідропередач, розрізні кільця, цанги, фрикційні диски та ін.
20Х - Виготовлення деталей, що цементуються, з високою твердістю поверхні і низькою міцністю серцевини, а також працюючих при терті на знос - шестерні, втулки, гільзи, обойми, плунжери, важелі, диски та ін.
25Г2С – Для виробництва арматурного прокату класу А400. Для виготовлення деталей та зварних конструктивних елементів різного сільськогосподарського, енергетичного, промислового обладнання. Також виробляють різноманітні деталі, що виготовляються методом гарячого штампування.
30ХГСА - Різні деталі, що покращуються: вали, осі, зубчасті колеса, фланці, корпуси обшивки, лопатки компресорних машин, що працюють при температурі до 200°С, важелі, штовхачі, відповідальні зварні конструкції, що працюють при знакозмінних навантаженнях, кріпильні деталі .
40Х - Осі, вали, вал-шестірні, плунжери, штоки, колінчасті та кулачкові вали, кільця, шпинделі, оправки, рейки, губчасті вінці, болти, втулки та інші деталі підвищеної міцності, що покращуються.
40ХН - Виготовлення деталей, які експлуатуються в умовах підвищеного динамічного навантаження і повинні мати підвищену в'язкість і міцність. Це такі деталі, як осі, шатуни, вали екскаваторів, вал-шестірні, ніпелі та муфти для нафтопроводів, зубчасті колеса, шпинделі, болти, натискні гвинти, важелі, штоки гідроциліндрів.
40ХН2МА - колінчасті вали, клапани, шатуни, кришки шатунів, відповідальні болти, шестерні, кулачкові муфти, диски та інші важконавантажені деталі. Валки для холодної прокатки металів.
65Г - Ресори, пластинчасті та кручені пружини, пружинні шайби, гальмівні стрічки, фрикційні диски, шестерні, фланці, корпуси підшипників.
ШХ15 - виготовлення шариків підшипників діаметром до 150 мм, роликів діаметром до 23 мм, кілець підшипників завтовшки до 14 мм.
2. Інструментальні:
ХВГ - Різьбові калібри, протяжки, довгі мітчики, довгі розгортки та інший вид спеціального інструменту, холодновисадкові матриці та пуансони, технологічне оснащення.
9ХС - Свердла, розгортки, мітчики, плашки, гребінки, фрези, машинні штампелі, тавра для холодних робіт. Відповідальні деталі, матеріал яких повинен мати підвищену зносостійкість, втомну міцність при згині, крученні, контактному навантаженні, а також пружними властивостями.
Х12М - Накатні ролики, волочильних дощок та волок, вічка для калібрування металу; матриці та пуансони вирубних штампів; пуансони та матриці холодного видавлювання, що експлуатуються з робочими тисками до 1400-1600 мПа.
Х12МФ - Профілювальні ролики складної форми, еталонні шестерні, накатні плашки, секції ковальських штампів, складні диропрошивні матриці та пуансони вирубних та просічних штампів, пуансони та матриці холодного видавлювання для великих тисків, штам
5ХНМ - Молотові штампи пароповітряних та пневматичних молотів з масою падаючих частин понад 3 т, пресові штампи та штампи машинного швидкісного штампування при гарячому деформуванні легких кольорових сплавів, блоки матриць для вставок горизонтально-кувальних машин.
4Х5МФС - Дрібні молотові штампи, великі (перетином понад 200 мм) молотові та пресові вставки при гарячому деформуванні конструкційних сталей та кольорових сплавів, прес-форми лиття під тиском алюмінієвих, цинкових та магнієвих сплавів.
6ХВ2С - Ножі для холодного різання металу, різьбонакатні плашки, пуансони та обтискні матриці при холодній роботі, штампи складної форми, що працюють з підвищеними ударними навантаженнями.
Р18 - Різці, свердла, фрези, різьбові фрези, довбаки, розгортки, зенкери, мітчики, протяжки для обробки конструкційних сталей з міцністю до 1000 МПа, від яких потрібне збереження ріжучих властивостей при нагріванні під час роботи до 600 °С.
Р6М5 - для всіх видів ріжучого інструменту при обробці легованих вуглецевих конструкційних сталей; для виготовлення різьбонарізного інструменту, а також інструменту, що працює з ударними навантаженнями.
3. З особливими властивостями:
08Х18Н10 - Труби, деталі пічної арматури, теплообмінники, муфелі, реторти, патрубки, колектори вихлопних систем, електроди іскрових запальних свічок, судини хімічного машинобудування, що працюють при температурі від -196 до 600 ° С в середовищі середньої
08Х17Т - вироби, що працюють в окислювальних середовищах, а також в атмосферних умовах, крім морської атмосфери, в якій можлива точкова корозія. Теплообмінники, труби. Зварювальні конструкції, що не піддаються дії ударних навантажень і працюють при температурі не нижче -20 °С.
10Х17Н13М2Т - зварні конструкції, що працюють у середовищах підвищеної агресивності, призначені для тривалих термінів служби за 600 °С.
12Х18Н10Т - Зварні апарати та судини, що працюють у розведених розчинах азотної, оцтової, фосфорної кислот, розчинах лугів та солей та інші деталі, що працюють під тиском при температурі від -196 до +600 °С.
20Х13 – Використовують у печебудуванні та енергетичному машинобудуванні, для виробництва болтів, гайок, дисків, роторів, що працюють при температурах до +580 °С; лопаток парових турбін, клапанів, труб та інших деталей з підвищеною пластичністю, що зазнають ударних навантажень та працюють при температурі до 450-500 °С; різних деталей авіабудування (карбюраторних голок, втулок, шестерень авіаційних приладів, деталей апаратури безпосереднього упорскування палива та лопаток компресорів).
20Х23Н18 - Працюючі та напрямні лопатки, поковки та бандажі, що працюють при температурах 650-700 °С, деталі камер згоряння та ін. Пічне обладнання, що працює при температурах 1000-1050 °С.
38Х2МЮА - Азотовані деталі: шестірні, валики, пальці, втулки і т.д., що працюють за температур до 450 °С.
40Х13 - Пружини для роботи за температур до 400-450 °С. Ресори, кулькові підшипники, різальний та міряльний інструмент.
ТОВ "ОЛТЕХ" реалізує такі вироби з легованих сталей: круги, листи, поковки, фасонний прокат, електрозварні та безшовні труби.
