Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Ноябрь » 20 » Группы легированных конструкционных сталей.
20:24
Группы легированных конструкционных сталей.

Среди всех марок сталей конструкционные являются наиболее массовыми и востребованными материалами. Легированные стали не являются исключением, по ГОСТ 4543-61 по состоянию на 1962 год в СССР выпускалось 91 марка сталей, которые подразделялись на 14 групп, в зависимости от основного легирующего элемента. Сегодня в мире выпускается свыше 200 марок легированных конструкционных сталей различного назначения, не считая близких аналогов.

Наибольшее распространение получили хромистые стали, так как хром позволяет значительно улучшить свойства стали и имеет низкую себестоимость. В диапазоне содержания 0,3-30% хром оказывает почти исключительно положительное действие. Основное применение хромистые стали нашли в автомобильной промышленности и при выпуске других транспортных средств. Классикой являются такие стали как: 15Х, 20Х, 30Х, 30ХА, 30ХП и другие марки. Основное назначение этих сталей – штамповка и прокат относительно тонкостенных конструкций с толщиной стенки не более 5-7 мм.

Для более крупногабаритных и жестких изделий используют несколько более хрупкие, но более твердые и прекрасно прокаливаемые марки сталей, содержащие бор и цирконий. Это такие марки как: 15ХРА, 15ХР, 30ХРА, 45ХЦА и многие другие. Так как, для крупногабаритных изделий важно отсутствие сильных внутренних напряжений, а закаленная деталь должна иметь достаточную усталостную и вибрационную прочность, то большинство сталей этой группы имеют низкое содержание вредных примесей (индекс "А” на конце).

Хромистые стали с высоким содержанием углерода используются в основном для изготовления деталей подшипников (шариков, роликов, колец, игл и др.). Эти стали являются сталями эконом класса среди шарикоподшипниковых сталей, что позволяет использовать их для не особенно долговечной и ответственной техники. Это такие марки как: ШХ6, ШХ9, ШХ10, ШХ15СГ и некоторые другие. Твердость после закалки для этой группы сталей достигает 59-62 единицы по шкале Роквелла.

Огромное значение имеют марганцовистые стали, так как, они неплохо закаливаются практически без снижения эластичности. Это позволяет изготавливать из них износостойкие детали и упругие элементы конструкций. Из наиболее распространенных конструкционных сталей с умеренным содержание марганца можно отметить следующие марки: 15Г, 20Г, 30Г, 45ГА и др. Особое место занимает сталь 65Г, являющаяся наиболее распространенной в мире сталью для изготовления пружин, рессор, упорных шайб и других упругих элементов.

Среди высокомарганцовистых сталей можно отметить сталь Г13. Эта сталь содержит 1-1,2% углерода и около 12-13% марганца, что придает ей сочетание высокой твердости, достаточной упругости и высочайшей износоустойчивости. Из этой стали изготавливают детали ходовой части гусеничных машин, рабочие части мельниц и дробилок и подобные высоконагруженные детали, для которых важна износоустойчивость.

Так же, можно отметить стали содержание значительные количества хрома и кремния. Такие стали обладают высокой упругостью после термической обработки и используются для изготовления пружин и рессор более высокого качества, чем из сталей легированных только марганцем. Из данных сталей можно назвать: 18ХГТ, 20ХГ, 20ХГР, 30ХГС и 40ХГР. Эти стали обладают прочностными свойствами на уровне хромоникелевых сталей при значительно более низкой себестоимости, что позволяет экономить никель.

Хромоникелевые стали имеют наиболее высокие среди хромистых сталей прочностные свойства. Это обусловлено взаимоусиливающим действием этой пары легирующих добавок. При этом следует соблюдать точность содержания обоих компонентов, иначе получается низкая устойчивость свойств стали и низкие эксплуатационный свойства изделия.

Стали марок 12Х2Н4А и 20ХНА имеют предел прочности до 1700 МН/м2, относительное удлинение 7-22% (в зависимости от степени закалки) и ударную вязкость до 3 МДж/м2. Подобное сочетание прочностных свойств позволяет использовать данные стали для изготовления износоустойчивых и ответственных деталей машин, в том числе, работающих в агрессивных средах. Так как, сочетание хрома и никеля придают стали высокую коррозионную стойкость в различных средах.

Хромомарганцевокремнистые стали иногда используются в качестве дешевых заменителей хромомолибденовых сталей, так как, сочетают хорошую обрабатываемость с высокими прочностными свойствами. Одна из марок таких сталей – 25ХГСД, в виду низкого содержания углерода, эта сталь хорошо штампуется и сваривается при хорошей износоустойчивости готового изделия.

Вольфрам очень редко используется для изготовления конструкционных сталей, примерами могут служить только стали вроде: 30ХНВА, 40ХНВА, 40ХНМА и 25Х2Н4ВА. Вольфрам придает сталям исключительную твердость и износоустойчивость при некоторой потере упругости. Данные стали используются для высоконагруженных деталей приводов (зубчатые колеса, валы, шатуны, клапаны и пр.) и других подвижных элементов узлов и агрегатов. В том числе, в высокотехнологичных образцах транспорта (экранопланы, катера на воздушной подушке, вертолеты и пр.).

В случае необходимости работы деталей не только при высоких нагрузках, но и в очень жестких условиях (высокая температура, давление, высокоскоростной поток раскаленных газов, агрессивная среда и сочетание этих и подобных факторов) требуются стали с хорошей стойкостью к высокотемпературной эрозии (уносу), отпуску, отпускной хрупкости и пр. Для достижения этого набора жестких деликатных свойств вводят в сталь значительное количество добавок при максимальной очистке от вредных примесей и соблюдении точной дозировки компонентов. К таким сталям относятся: 30Х2НВФА, 20ХН4ФА, 38ХН3ВФА, 38ХН3МФА и др. Эти стали используются для изготовления деталей газовых турбин, реактивных двигателей, деталей ракетной техники и высокоточных исполняющих устройств в авиации.

В следующий раз мы обсудим особенности производства и применения низколегированных сталей.

Категория: Металлургия | Просмотров: 2304 | Добавил: Chemadm | Теги: классификация сталей, легированные стали, легирующие добавки | Рейтинг: 4.8/19
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]