ЗАО "Сварочные технологии"

Легированные конструкционные стали в отличие от углеродистых имеют в своем составе такие элементы, как хром, никель, медь и др.; стали некоторых марок содержат повышенное количество марганца и кремния.

Благодаря этому легированные стали отличаются более высокими характеристиками прочности по сравнению с низкоуглеродистыми.

В зависимости от общего содержания легирующих элементов легированные конструкционные стали подразделяются на две группы:

низколегированные, содержащие суммарно не более 2,5% легирующих элементов и применяемые чаще всего без дополнительной термической обработки после прокатки;

среднелегированные, содержащие от 2,5 до 10% легирующих элементов и применяемые обычно после соответствующей термической обработки.

Содержание углерода и легирующих элементов в стали определяет ее свойства.

Углерод повышает прочность, снижает пластичность и вязкость легированной стали; он также повышает чувствительность к перегреву и закаливаемости стали и поэтому отрицательно сказывается на ее свариваемости. Увеличение содержания углерода в стали при обычных условиях сварки способствует образованию трещин в околошовной зоне и шве. В современных низколегированных сталях углерод содержится в пределах 0,18-0,25%. В некоторых случаях в сталях, к свариваемости которых предъявляются повышенные требования, содержание углерода не превышает 0,12-0,14%. Низколегированные и среднелегированные конструкционные стали повышенной прочности, содержащие до 0,45% углерода, сваривают с предварительным подогревом и последующей термической обработкой сварных соединений.

Отмеченное влияние углерода на свойства стали усиливается при наличии в их составе повышенного количества марганца, хрома и других элементов.

Марганец - наиболее распространенный элемент в легированных сталях. Он повышает прочность стали и мало влияет на ее пластичность. При содержании углерода до 0,20% марганец в количестве до 1,2% повышает ударную вязкость низколегированной стали; дальнейшее увеличение содержания марганца до 1,8% рационально с точки зрения повышения свойств стали при условии ограничения в ней содержания углерода до 0,14%.

Кремний - значительно повышает предел прочности и несколько в меньшей степени увеличивает предел текучести. При этом в случае низкого содержания углерода пластичность стали (относительное удлинение и сужение) снижается незначительно.

Никель способствует повышению прочности и сравнительно мало понижает пластичность стали. Добавка никеля до 1,5% уменьшает хладноломкость стали, способствует уменьшению склонности стали к росту зерна, не оказывая существенного влияния на ее закаливаемость и свариваемость. Никель повышает коррозионную устойчивость стали на воздухе и в морской воде.

Несмотря на полезное влияние никеля на свойства стали, применение его при производстве сталей стремятся ограничить из-за дефицитности и дороговизны.

Медь до 0,5% вводят в состав некоторых низколегированных сталей для повышения стойкости против коррозии. В таком количестве медь не оказывает существенного влияния на свариваемость стали. Как и никель, медь является дефицитным металлом.

Молибден входит в состав всех теплоустойчивых жаропрочных легированных сталей в качестве упрочнителя феррита. Молибден, находясь в твердом растворе ферритной основы, способствует повышению сопротивления ползучести стали при повышенных рабочих температурах. Вместе с тем молибден устраняет отпускную хрупкость стали.

Ванадий способствует повышению жаропрочности стали. Главное его назначение при этом состоит в стабилизации структуры свойств стали, работающей при повышенных температурах под нагрузкой.

В теплоустойчивых сталях содержится 0,25-0,40% ванадия. Ванадий способствует также измельчению зерна стали и уменьшает склонность ее к перегреву.

В зависимости от состава легированные стали имеют различные обозначения и названия, например хромокремнемедистая, хромомарганцекремнистая сталь и т. д.

По марке стали можно получить приблизительное представление о ее составе.

Цифры, стоящие впереди в обозначении марки стали, указывают среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Цифра, стоящая после данной буквы, указывает среднее содержание этого элемента в процентах. Если после буквы цифра не стоит, значит содержание этого элемента в стали составляет около одного процента.

Буква А, стоящая в конце обозначения марок легированной стали, свидетельствует о повышенном ее качестве, чаще об ограничении содержания серы и фосфора. В высоколегированных сталях буква А указывает на присутствие повышенного количества азота как легирующего элемента. Приведем примеры расшифровки состава стали по маркировке.

Маркой 09Г2 обозначается марганцевистая конструкционная сталь, содержащая в среднем 0,09% углерода и около 2% марганца.

Маркой 10ХСНД обозначается хромокремнистоникелемедистая сталь, содержащая в среднем 0,10% углерода. Содержание хрома, кремния, никеля и меди не превышает 1% (каждого из этих элементов).

Маркой ЗОХГСА обозначается хромокремнемарганцевая сталь повышенного качества с 0,30% углерода и по 1% хрома, марганца и кремния.