Химический состав некоторых легированных конструкционных сталей.
По сравнению с углеродистыми конструкционными легированные конструкционные стали обладают более высокими прочностными свойствами и прокаливаемостью на большую глубину. Легированная инструментальная сталь по сравнению с углеродистой инструментальной обладает высокими сопротивлением и твердостью, а также прокаливаемостью на большую глубину. Химический состав легированной инструментальной стали приведен в табице ниже: Химический состав некоторых легированных инструментальных сталей, (ГОСТ 5950-2000)
Инструмент, изготовляемый из легированной инструментальной стали, при закалке охлаждают в масле, что препятствует возникновению трещин. Из стали X, 9ХС изготовляют сверла и метчики, фрезы, плашки, калибры и штампы, деформирующие металл в холодном состоянии. Сталь ХВГ мало деформируется, поэтому из нее изготовляют шпоночные протяжки, развертки и калибры. Из стали Х6ВФ и Х12Ф1 изготовляют инструменты, которые должны иметь высокую твердость и повышенную износостойкость - накатные плашки, статоры гидронасосов, гибочные и обрезные штампы и т. д. Стали 5ХНВ, 5ХНМ обладают большой вязкостью и прокаливаемоетью, поэтому их применяют для кузнечных молотовых штампов, на которых деформируют металл в горячем состоянии. Стали 3Х3М3Ф, 4Х5МФ1С, весьма прочны и устойчивы против воздействия высоких температур, поэтому, из них изготовляют матрицы, пуансоны и пресс-формы для литья под давлением медных, алюминиевых, магниевых сплавов. Быстрорежущие стали по своему химическому составу являются высоколегированными. Они содержат вольфрам, хром, ванадий и другие компоненты. Быстрорежущие стали обладают высокими прочностью, твердостью и красностойкостью. Наиболее распространенной маркой быстрорежущей стали является Р18, содержащая 0,7-0,8% углерода, 17,5-19,0% вольфрама, 3,8-4,4% хрома и 1,0-1,4% ванадия. Из такой стали изготовляют червячные фрезы, развертки, сверла, долбяки, протяжки и другой инструмент. В качестве заменителя стали Р18 применяют быстрорежущую сталь Р9, содержащую 0,85-0,95% углерода, 8,5-10,0% вольфрама, 3,8-4,4% хрома и 2,0-2,6% ванадия. Режущие свойства и красностойкость сталей Р18 и Р9 почти одинаковы. Закаливаются стали Р18 и Р9 при температуре 1260-1300°С, при которой не происходит значительного роста зерен. Сталь Р9 имеет следующие недостатки: плохую шлифуемость и пониженную стойкость инструмента, работающего с ударной нагрузкой. К сталям с особыми физическими свойствами относятся: нержавеющие, кислото-, окалино- и износостойкие, жаропрочные, магнитные, немагнитные электротехнические и сплавы с высоким электросопротивлением. Нержавеющие стали марок 1X13, 2X13, 3X13, 4X13 обладают высокой стойкостью против атмосферной коррозии. Из них изготовляют турбинные лопатки, хирургический инструмент, клапаны гидравлических насосов, предметы домашнего обихода и т. д. Кислотостойкие стали марок Х17, Х25, 1Х18Н9Т, Х18Н12М2Т и др. имеют высокую коррозийную стойкость против воздействия различных кислот и не подвергаются межкристаллитной коррозии (разъеданию границ между зернами стали). Из этих сталей изготовляют различную аппаратуру для химической, нефтяной и пищевой промышленности. Окалиностойкие стали марок Х25Т, Х9С2, Х12ЮС не дают окалины при высоких температурах, что достигается благодаря присутствию в стали хрома, алюминия и кремния, которые в процессе нагрева образуют плотные тонкие пленки, защищающие сталь от дальнейшего окисления. Из этой стали изготовляют тигли, муфели термических печей, защитные чехлы термопар Жаропрочные стали одновременно сохраняют прочность и окалиностойкость при высоких температурах. Наиболее распространенными марками таких сталей являются Х23Н18, Х25Н25С2, Х10С2М, Х18Н12МЗТ. Из них изготовляют детали газовых турбин, реактивные прямоточные двигатели, клапаны автомобильных моторов, цепные конвейеры термических печей и другие детали, которые могут работать при высоких температурах. Износостойкие стали обладают большим сопротивлением износу. Наиболее распространенной маркой стали является высокомарганцевая сталь Г13, содержащая 1,0-1,3% углерода, 12-14% марганца и других примесей. Механической обработке сталь Г13 не подвергают. Из этой стали изготовляют корпуса и щеки дробилок, звенья гусениц (траки), козырьки экскаваторных ковшей и землечерпалок, матрицы брикеторессов и другие детали, одновременно работающие на удар и износ. Магнитные стали обладают не только высокой магнитной проницаемостью, но и высокой коэрцетивной силой. Они плохо намагничиваются, но сохраняют свои магнитные свойства даже после удаления намагничивающего поля. Из них изготовляют постоянные магниты. К магнитным сталям относятся следующие марки: ЕХ, ЕХЗ, Е7В6, ЕХ5К5 и ЕХ9К15М. Особо высокие магнитные свойства после соответствующей термической обработки имеют стали с добавкой кобальта. Немагнитные стали используют для изготовления деталей электрических машин, которые должны обладать высокой прочностью, но быть немагнитными, например бандажных колец турбогенераторов. Наиболее распространенной сталью является сталь Н23, содержащая до 0,3% углерода, 22-23% никеля и 2,5% хрома. Электротехнические стали разделяются на динамные и трансформаторные. Они легированы кремнием, содержание которого в динамных сталях Э1, Э2, ЭЗ составляет соответственно около 1, 2 и 3%, а в трансформаторной стали Э4 - около 4%. Кремний повышает электросопротивление и понижает потери на индукционные токи Фуко. Углерод ухудшает магнитные свойства, поэтому его содержание в таких сталях должно быть минимальным. Электротехнические стали обладают большой магнитной проницаемостью, легко намагничиваются и быстро теряют магнитные свойства. Из динамной стали изготовляют заготовки для полюсов и других магнитопроводов электромашин, а из трансформаторной заготовки для сердечников трансформаторов. Сплавы с высоким электросопротивлением марок Х13Ю4, Х20Н80 и Х20Н80Т в основном состоят из хрома и никеля. Особенностью таких сплавов является высокая жаростойкость при значительном удельном электросопротивлении. Благодаря этому свойству из них изготовляют нагревательные элементы электрических печей и приборов. |
