Высоколегированная сталь: апісанне, тэхналогія зваркі, маркіроўка і асаблівасці

У наш час досыць складана пераацаніць значэнне прадуктаў металургіі, якія шырока выкарыстоўваюцца ў прамысловасці, будаўніцтве, вырабе бытавой начыння, прадметаў хатняга карыстання. Але асаблівай увагі заслугоўваюць легаваныя сталі, без якіх вялікая колькасць галін (машынабудаўнічая, нафтахімічная, энергетычная, харчовая, выраб спецыяльных канструкцый, асноўным прызначэннем якіх з'яўляецца праца ў агрэсіўных умовах) не змаглі б выконваць свае асноўныя функцыі.

Узнікае заканамернае пытанне: а што ж такое легаваная сталь, яе сплавы? Якая існуе класіфікацыя легіруючых элементаў? Якія асноўныя характарыстыкі і ўласцівасці высоколегированной сталі? На гэтыя і некаторыя іншыя пытанні мы паспрабуем максімальна разгорнута адказаць у нашай артыкуле.

Што такое легаваная сталь?

Давайце спачатку высветлім, што ж уяўляе сабой гэты метал. Легаваная сталь - сплаў жалеза з вугляродам, які мае ў сваім складзе адмысловыя элементы, якія ўплываюць на галоўныя механічныя або фізічныя ўласцівасці канчатковай прадукцыі металургічнай галіны. Элементы, якія дадаюцца да асноўнага складу сплаву, называюцца легіравальных. Хром, нікель, ванадый, марганец, медзь - іх асноўная група.

віды сталі

Існуе класіфікацыя легіруючых элементаў, якая грунтуецца на іх адсоткавым утрыманні ў сплаве:

• Высоколегированная сталь - 10-50%.
• Среднелегированная - 2,5-10%.
• Низколегированная - да 2,5%.

Віды: высоколегированные сталі, сплавы

Разгледзім яшчэ адзін цікавы момант. Высоколегированная сталь і яе сплавы таксама маюць класіфікацыю. Кожны з ніжэйпрыведзеных відаў ўжываецца ў пэўных умовах:

• Гарачаўстойлівыя або гарачатрывалыя сталі.
• Каразійна-ўстойлівыя.

Зыходзячы з адсоткавага ўтрымання легіруючых элементаў, адрозніваюць наступныя віды:

• Хромомарганцевая сталь.
• Хроманікелевай.
• Хромистая.

Выкарыстанне высоколегированных сталей

Дзе ж прымяняецца такі метал? Высоколегированные сталі і іх сплавы з'яўляюцца неад'емнымі кампанентамі ў вытворчасці рознай прадукцыі. Наступныя галіны не могуць абысціся без іх выкарыстання:

• Хімічная.
• Нафтавая прамысловасць.
• Машынабудаванне.
• Будаўніцтва.
• Выраб канструкцый, асноўным прызначэннем якіх з'яўляецца праца ў агрэсіўных умовах (высокая тэмпература, перапады).

Даданне легіруючых элементаў дазваляе дасягнуць пэўных механічных уласцівасцяў. Таму высоколегированная сталь выкарыстоўваецца як хладостойкий кампанент. Асабліва часта гэты метал сустракаецца ў машынабудаванні. Самымі папулярнымі з'яўляюцца высоколегированные аустенитные сталі, у складзе якіх легаваны кампанент займае каля 55%, а ўсё астатняе - жалеза, хром (каля 18%), нікель (8%). Легіравальных кампаненты падобнага складу вызначаюць далейшае прызначэнне вырабленай прадукцыі.

Выкарыстанне каразійна-стойкіх сталей

Каразійна-ўстойлівыя высоколегированные сталі выкарыстоўваюць у газавай асяроддзі або шчолачны кіслаце. Характэрным іх адрозненнем з'яўляецца паніжаны ўтрыманне вугляроду - прыблізна 0,12%. Далейшае легіраванне і тэрмічная апрацоўка дазваляюць атрымаць асаблівы сплаў, які можа супрацьстаяць агрэсіўным умовам газавай або жидкометаллической асяроддзя.

Выкарыстанне сталей, якія змяшчаюць вальфрам або малібдэн на ўзроўні 7% і бор, дазваляе працаваць пры тэмпературы да 1100 градусаў. Вальфрам і малібдэн - элементы, якія адносяцца да упрочнителям. Для павышэння окалиностойкости вырабленай прадукцыі ў якасці легіруючых элементаў дадаюцца крэмній або алюміній. Такія канструкцыі могуць выкарыстоўвацца як награвальныя элементы або печы.

Асноўныя характарыстыкі металу

Высоколегированная сталь мае ўласцівасці і характарыстыкі, якія дазваляюць больш шырока выкарыстоўваць прадукцыю, якая вырабляецца прадукцыю. Падобныя сталі валодаюць наступнымі характарыстыкамі:

• Трываласць (дасягаецца дзякуючы тэрмічнай апрацоўцы).
• Каразійная ўстойлівасць.
• Ўстойлівасць да дэфармацыйныя працэсам.
• Пластычнасць (у параўнанні з вугляродзістай сталлю пластычнасць ў разы больш).
• Немагнітных (сталі, якія выкарыстоўваюцца ў машынабудаванні).
• Пругкасць.
• Загартаваная.
• Свариваемость.

Дзякуючы таму, што формула сплаву з'яўляецца рознай, ўласцівасці атрымліваюцца разнастайныя. Структура лёгка змяняецца дзякуючы тэрмічнай апрацоўцы і легіравальных кампанентаў. Такім чынам, можна атрымаць ўласцівасці, якія патрабуюцца па ўмовах праекта. Да прыкладу, высоколегированная 18% хромистая сталь можа мець у складзе нікель, які дае магчымасць атрымаць каразійную стойкасць і хладноломкость.

Зварка высоколегированных сталей дазваляе атрымаць прадукцыю, якая можа выкарыстоўвацца ў любых кліматычных умовах. Так, метад штампосварки дазваляе выкарыстоўваць канчатковы прадукт у крытычна нізкіх тэмпературах - да мінус 253 градусаў па Цэльсіі. Адмысловая апрацоўка крэмніем дазваляе атрымаць ферросилиды, якія могуць працаваць у моцных кіслотах (азотнай, фосфарнай і іншых).

Высоколегированная сталь адрозніваецца цвёрдасцю, высокай здольнасцю да ізаляцыі. Так, кислотоупорными матэрыяламі з'яўляюцца - с15 і С17, а хром, ванадый і марганец павышаюць зносаўстойлівасць сплаву.

Віды высоколегированных сталей па цеплавых уласцівасцях

Зыходзячы з цеплавых характарыстык, існуе наступная класіфікацыя:

• Плаціны (ЭН42) - выкарыстоўваецца для вытворчасці электродаў, якія выкарыстоўваюцца ў лямпах напальвання. Гэта тлумачыцца тым, што каэфіцыент пашырэння такі ж, як у шкла.
• Элинвар (Х8Н36) - ідэальна падыходзіць для гадзінных спружын і вымяральных прыбораў. Гэта тлумачыцца тым, што модуль пругкасці з'яўляецца сталым і не руйнуецца пры тэмпературах ад -50 да +100 градусаў па Цэльсіі.
• Инвар (И36) - ужываецца для вытворчасці эталонаў, калібровачнае элементаў, так як каэфіцыент пашырэння раўняецца нулю.

Займальным уласцівасцю каразійнай сталі (толькі высоколегированная нержавеючая сталь) з'яўляецца магнітнае. Таму адрозніваюць немагнітных і магнітныя віды такіх металаў. Першыя падпадзяляюць на магнітамяккая і магнитотвердые падвіды, а апошнія маюць у складзе кобальт, хром.

ДАСТ: высоколегированные сталі

Патрабаванні да такіх трывалым металах і цеплатрывалых сплаваў рэгламентуюцца адмысловымі нарматывамі, а менавіта Дастам 5632-72.

Маркі высоколегированных сталей

Найбольш запатрабаванымі і вядомымі з'яўляюцца наступныя маркі сталей :

• Ферритные: 15Х28, 12Х17, 08Х18Т1, 15Х25Т, 08Х18Тч, 10Х13СЮ.
• Мартенситные: 15Х11МФ, 40Х9С2, 18Х11МНФБ, 40Х10С2М, 95Х18, 25Х13Н2, 20Х17Н2, 13Х11Н2В2МФ, 40Х13, 20Х13, 20Х17Н2, 13Х14Н3В2ФР.
• Аустенитно-мартенситные: 07Х16Н6, 08Х17Н5М3, 08Х17Н6Т, 09Х17Н7Ю1.
• Аустенитно-ферритные: 08Х21Н6М2Т, 08Х22Н6Т, 08Х20Н14С2, 20Х23Н13, 12Х21Н5Т, 03Х22Н6М2.
• Мартенситно-ферритные: 12Х13, 18Х12ВМБФР, 14Х17Н2, 15Х12ВНМФ.
• Аустенитные: 05Х18Н10Т, 45Х22Н4М3, 45Х14НМВ2М, 10Х14Г14Н4Т, 03Х18Н10Т, 08Х16Н13М2Б, 12Х18Н12Т, 03Х18Н12, 03Х16Н15М3Б, 10Х11Н23Т3МР, 20Х23Н18, 10Х11Н20Т2Р, 12Х18Н9Т, 12Х18Н9, 20Х25Н20С2.

Прымяненне легіравальных марак сталі:

• 40Х13, 30Х13 - выкарыстоўваюць для карбюраторных іголак, спружын для транспарту, хірургічных інструментаў.
• 12Х17 - марка высоколегированной сталі, якая выкарыстоўваецца для вырабу кухоннай начыння або прадметаў хатняга ўжытку.
• 20Х13, 12Х13, 08Х13 - выкарыстоўваюць для вырабу элементаў гідраўлічных установак, канструкцый, якія працуюць у слабоагрессивных умовах.
• 95Х18 - выкарыстоўваюць для вытворчасці высокотвердых шарыкападшыпнікамі.