В условиях экстремальных механических нагрузок, воздействия агрессивных сред и сверхвысоких температур на авансцену выходит легированная сталь. Давайте вместе попробуем разобраться в том, что это за сплав и какие он имеет характеристики.
Навигация по статье
Как получают легированную сталь?
По сравнению с обычными углеродистыми конструкционными сплавами, легированная сталь для термообработки обладает более высокими эксплуатационными характеристиками. Это достигается за счет введения легирующих элементов, которые оптимизируют структуру металла. Добавки могут быть самыми разными и более подробно об их влиянии на свойства конечного сплава можно почитать в соответствующем разделе ниже.
Процесс термического улучшения легированных сталей представляет собой двухэтапный цикл, направленный на создание оптимального баланса между твердостью и вязкостью. В отличие от сырого (мягкого) состояния, только после полного цикла термообработки конструкционные стали обретают свои проектные эксплуатационные свойства. К основным этапам цикла термического улучшения относят закалку при 800 – 1000 °С и так называемый высокий отпуск при температуре 500 – 700 °С.
Как разнообразные добавки влияют на свойства легированной стали?
Легированная сталь — это своеобразный высокотехнологичный конструктор в мире металлургии. В отличие от обычной углеродистой стали, в её состав намеренно вводят специальные элементы, чтобы радикально изменить физические и химические свойства материала. Именно термообработка позволяет полностью раскрыть потенциал этих добавок, превращая обычную заготовку в сверхпрочную деталь двигателя или износостойкий инструмент. К таким добавкам, кроме прочих, относят:
- Cr (хром). Повышает коррозионную стойкость и прокаливаемость.
- Ni (никель). Помогает предотвратить хрупкость при низких температурах, увеличивает пластичность и вязкость.
- Mn (марганец). Увеличивает сопротивляемость износу и твердость.
- Mo (молибден). Повышает жаропрочность и устраняет отпускную хрупкость.
- V (ванадий). Помогает в сохранении мелкозернистой структуры.
Отметим, что это далеко не единственные разновидности добавок, которые применяют при создании легированных сталей. Важно внимательно изучать марку, состав добавок и их процентное содержание в конечном сплаве для того, чтобы точно прогнозировать, какие именно свойства будет проявлять материал при дальнейшем применении в производстве различных изделий.
Где применяют легированную сталь?
Легированная сталь — это один из фундаментов современного машиностроения и не только. Правильный подбор режима температуры нагрева, среды охлаждения и времени отпуска позволяет получить материал с характеристиками, которые кажутся взаимоисключающими. Например, одновременно твердый как алмаз и вязкий, способный выдерживать мощные удары. Подобные свойства делают легированную сталь великолепным материалом для применения в таки отраслях промышленности:
- Станкостроение и машиностроение;
- Тяжелая и добывающая промышленность;
- Энергетика и нефтехимия;
- Космонавтика и авиация;
- Инструментальное производство.
Общее количеств марок легированной стали доступное на рынках продолжает увеличиваться, так как металлурги активно экспериментируют с созданием разнообразных новых сплавов. А значит, неминуемо будет увеличиваться и количество сфер человеческой жизнедеятельности и производства, где такие металлы могут найти свое активное применение.
