3. Легированные стали

Легированные стали – это стали, в которые вводят легирующие элементы для изменения ее структуры и свойств. К ним относят:

Cu, Al, Si, Ti, V, Cr, Mo, Ni, Mn, Co и др.

Легирующие элементы оказывают разностороннее влияние на свойства стали. Хром повышает твердость, коррозиестойкость; никель создает прочность, пластичность, коррозиестойкость; вольфрам увеличивает твердость; ванадий – плотность, прочность, сопротивление удару, истиранию; кобальт повышает жаропрочность, магнитопроницаемость; молибден – красностойкость, прочность, сопротивление окислению при высоких температурах; медь уменьшает коррозию.

В легированной стали может одновременно находиться несколько легирующих элементов.

Легированные стали маркируются таким образом, чтобы марка отражала химический состав стали. Применяют буквенное значение легирующих элементов:

А – азот, Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь,

К – кобальт, М – молибден, Н – никель, П – фосфор, Р – бор,

С – кремний, Т – титаний, Ф – ванадий, Х – хром, Ц – цирконий,

Ч – редкоземельные металлы, Ю – алюминий.

Сочетание цифр и букв дает характеристику легированной стали. Цифры, стоящие впереди марки указывают на содержание углерода в сотых долях (две цифры) или в десятых долях (одна цифра). Если в начале марки нет цифры, то количество углерода составляет 1% и выше. Цифры, следующие за буквами, показывают среднее содержание данного элемента в %. Если за буквой отсутствует цифра, то содержание данного элемента около 1%.

Н

25Г2С

апример:

12ХГ2СМФ

– легированная сталь содержит 0,25% углерода, до 2% марганца, 1% кремния.

12Х2Н4А

– сталь содержит до 0,12% углерода, хрома до 1%, марганца до 2 %, молибдена до 1%, ванадия до 1%.

Г13

– это высококачественная легированная сталь с содержанием углерода 0,12%, хрома до 2%, никеля до 4%.

– легированная сталь с содержанием углерода 1% и более, марганца до 13%.

В строительстве применяют низколегированные стали (легирующих добавок до 2,5%).

Из них изготовляют листовую сталь, сортовой и фасонный прокат. По сравнению с углеродистыми сталями они обладают большим пределом текучести, достаточно высокой пластичностью, меньшей чувствительностью к старению и меньшей склонностью к хладноломкости. Низколегированные стали хорошо свариваются.

4. Свойства сталей

Металлы испытывают на растяжение с помощью разрывных машин.

При увеличении нагрузки до F наступает разрыв образца металла. Максимальное напряжение в образце называется пределом прочности стали. Его вычисляют по формуле:

(МПа)

где Fmax – наибольшая нагрузка, Н;

А₀ – начальная площадь поперечного сечения образца, мм².

Относительное удлинение образца при испытании на разрыв характеризует пластичность стали, то есть способность приобретать значительные остаточные деформации без роз отрыва и трещин.

Относительное удлинение , % вычисляют по формуле:

где l₀ - начальная длина образца, мм;

 l₁ - длина образца после разрыва, мм.

Твердость стали - способность сопротивляться вдавливанию в нее другого более твердого тела, например, стального шарика.

Ударная вязкость - свойство стали противостоять динамическим (ударным) нагрузкам.