Легированный металлолом
Обзор рынка легированного лома касается не только стали, но и чугуна. Действительно, доля объявлений купим легированный лом чугуна, не особо уступает спросу на вторичное низкоуглеродистое железо. Прием легированного лома осуществляется практически всеми пунктами, работающими с черным металлом, однако по существенно более высокой стоимости.
Стоит понимать: для пунктов приема металлолома такого разделения по легированным сталям нет (как в справочнике) — для них есть черный лом, лом нержавеющей стали и лом быстрорезов. Если с нержавейкой и быстрорезом все понятно, то в черный лом могут включаться такие стали, как: 09Г2с и другие марки, которые востребованы в данном конкретном регионе. Некоторые предприятия специализированно закупают лом стали из 09г2с.
Естественно, учитывая специфику легированных отходов и лома легированной стали, цена такого лома за килограмм определяются вхождением определенных металлов — легирующих элементов. Например, вторичная сталь, с содержанием никеля более 9.3%, может приниматься до 60 рублей за кг, тогда как более низкая концентрация Ni, приравнивает отходы к обычному черному стальному лому – 11000 за тонну.
Читать также: Диаметр отверстий под шурупы в дереве
Особую ценность представляют быстрорежущие марки, ценность которых даже в виде металлолома существенно выше. Однако сами по себе отходы быстрорезов многие приемщики разделяют на две категории. К первой группе относятся марки Р6М5, Р18, применяемые для обработки металлов, тех же легированных конструкционных сталей. Вторая – включает сорта Р9 и Р12, используемые для работ по камню и менее твердым материалам — см. статью лом быстрорежущей стали.
Лом быстрорежущей стали
Таким образом, стоимость лома легированной стали определяется в основном парой параметров: содержание и тип добавки, а также качество самой стали. С другой стороны, лом быстрорезов, в отличие от других стальных отходов, может быть использован как деловой. Многие инструменты, даже отработав эксплуатационный ресурс, остаются привлекательными для дальнейшего использования. Сфера их применения может включать как бытовой сектор, так и небольшие частные предприятия.
Металлические материалы не обладают достаточными высокими механическими и физико-химическими свойствами. Для получения необходимых свойств вводят легирующие элементы: Cr, Ni, W, Mo, V, Mn, Si, Nb, Ti, Al, B, Co и др. Процесс называется легированием.
Химический состав легированной стали
Есть постоянные компоненты – это те, которые есть в любом сплаве данной категории, есть также необязательные, легирующие ингредиенты. Сперва перечислим те, которые образуют классический материал:
- Железо. Это очень ковкий сам по себе металл, который добывается из руды. Особенность в том, что его довольно много находится в недрах земли, по добываемости он на втором месте после алюминия. Он хорошо вступает в реакции, именно по этой причине его можно сплавлять различными образами. В процентном соотношении его может быть от 45 до 97-99 процентов. Точное количество частей мы называть не будем, поскольку существует очень много марок сталей, состав которых разнится.
- Углерод. Это один из неотъемлемых компонентов. При совокупности данных веществ увеличиваются природные качества железа. В среднем его добавляют от 0,1% до 1,4% к общей массе. Чем больше его содержание, тем выше прочность. Все стальные изделия делят на углеродистые и низкоуглеродистые.
- Марганец. Интересный ингредиент, который также является легирующим. Хотя если его меньше, чем 1%, то особенных свойств он не придает. Сам по себе это очень красивый серебристый металл, именно от него слитки приобретают свой характерный перелив. Но основная заслуга марганца в том, что он является раскислителем, то есть способствует удалению из сплава кислорода, который, в свою очередь, негативно влияет на особенности. Есть интересные соединения (имени Гадфильда – создателя), которые содержат около 11 – 14 процентов. В таком случае сталь теряет свои магнитные качества, а также становится очень ударопрочной и износостойкой, поскольку при ударах упрочняется.
- Кремний – обязательный элемент, который при большом содержании (более 0,8%) имеет легирующие свойства. Он тоже является раскислителем, а также увеличивает стойкость, предел упругости, жаропрочность и некоторые другие особенности.
Кроме того, в составе обычно есть вредные и скрытые примеси. От них пытаются избавиться, но, к сожалению, полностью убрать не получается. Поэтому в крайне малых дозах в образцах есть:
- Сера, из-за которой увеличивается красноломкость – появляются трещины на разогретой заготовке.
- Фосфор, он приводит к увеличению хладноломкости, то есть хрупкости.
- Кислород, азот и водород – «разрыхляют» структуру.
- Окислы и нитриды – могут привести к надрывам.
Третья группа компонентов – это случайные. Они попадают в емкость вместе с шихтами, то есть со смесью исходных материалов, и не несут положительного влияния. Бывают безвредными или не очень полезными, но из-за малой доли содержания практически не важны. К ним относят:
- медь;
- цинк;
- свинец;
- хром;
- никель и пр.
И, наконец, четвертая группа – это специальные легирующие добавки. Эти элементы вводятся дополнительно для повышения определенных характеристик. Именно они делают из классического сплава упрочненный. Более подробно мы перечислим компоненты в соответствующем разделе статьи.
Быстрорежущие стали
К ним относятся высоколегированные стали, предназначенные для изготовления инструментов высокой производительности. Основное свойство этих сталей — высокая теплостойкость (красностойкость), т.е. сохранение мартенситной структуры и высокой твердости, прочности, износостойкости при повышенных температурах, возникающих в режущей кромке при резании с большой скоростью.
Теплостойкость обеспечивается введением большого количества вольфрама совместно с другими элементами: молибденом, хромом, ванадием.
Вольфрам и молибден в присутствии хрома связывают углерод в специальные труднокоагулируемые при отпуске карбиды типа М6С, МС и задерживают распад мартенсита. Выделение дисперсных карбидов, которое происходит при повышенных температурах отпуска (500…600 С), вызывает дисперсионное твердение мартенсита. При отпуске ванадий, выделяясь в виде карбидов, усиливает дисперсионное твердение.
Увеличению теплостойкости способствует также кобальт. Он не образует карбидов, но, повышая энергию межатомных сил связи, затрудняет коагуляцию карбидов и увеличивает их дисперсность.
За счет комплексного легирования инструменты из быстрорежущей стали сохраняют высокую твердость до 640 С и допускают в 2…4 раза более производительные режимы резания, чем инструменты из углеродистых и низколегированных сталей.
Быстрорежущие стали обозначаются буквой Р (“рапид” — скорость), после которой ставится цифра, показывающая содержание вольфрама в процентах. Далее указываются легирующие элементы и их содержание в %.
Быстрорежущие стали по эксплуатационным свойствам делятся на две группы:
- нормальной производительности;
- повышенной производительности.
К 1-й группе относятся стали марок Р9, Р18, Р12, Р9Ф5, Р6М3, Р6М5.
Они сохраняют твердость не ниже 58 НRС до температуры 620 С, лучше обрабатываются давлением, резанием, имеют высокую прочность и вязкость.
Ко 2-й группе относятся стали, содержащие кобальт и повышенное количество ванадия: Р6М5К5, Р9М4К8, Р9К5, Р9К10, Р10К5Ф5, Р18К5Ф2. Они превосходят стали 1 группы по теплостойкости (630…640 С), твердости (НRС ³ 64) и износостойкости, но уступают по прочности и пластичности. Эту группу сталей применяют для обработки высокопрочных сталей, коррозионно-стойких и жаропрочных сталей с аустенитной структурой, других труднообрабатываемых материалов.
Быстрорежущие стали относятся к карбидному (ледебуридному) классу. В структуре литой стали присутствует сложная эвтектика, напоминающая ледебурит и располагающаяся по границам зерен.
Для придания стали теплостойкости инструмент подвергают закалке и многократному отпуску (рисунок 51).
а — без обработки холодом; б — с обработкой холодом
Рисунок 51 — Схемы режимов термической обработки инструментов из быстрорежущих сталей
Температура закалки стали Р18 — 1220…1290 С, Р6М5 — 1210…1230 С. Высокие температуры необходимы для более полного растворения вторичных карбидов и получения высоколегированного аустенита.
Из-за низкой теплопроводности стали при закалке нагревают медленно с прогревами при 450 и 850 С. Для уменьшения окисления и обезуглероживания нагрев производится в соляных ваннах (чаще ВаСl2).
Выдержка при температуре закалки должна обеспечить растворение в аустените части карбидов в пределах возможной их растворимости. Для получения более высокой твердости стали Р6М5 (63 НRС) и теплостойкости (59 НRС при 620 С) выдержку при нагреве под закалку увеличивают на 25 %.
Для уменьшения деформации инструментов применяют ступенчатую закалку в расплавленных солях температурой 400…500 С. Охлаждение ведется в масле (мелкие детали можно охлаждать на воздухе).
После закалки не достигается максимальная твердость сталей 6HRC, т. к. в структуре, кроме мартенсита и первичных карбидов, содержится 30…40 % остаточного аустенита (Мк ниже 0 С). Он снижает механические свойства стали, ухудшает шлифуемость и стабильность размеров инструмента. Остаточный аустенит превращается в мартенсит при отпуске или обработке холодом.
Отпуск проводят при температуре 550…570 С. В процессе выдержки при отпуске из М и Аост выделяются дисперсные карбиды М6С, МС. Аустенит обедняется углеродом и легирующими элементами, становится менее устойчивым и при охлаждении ниже Мн испытывает мартенситное превращение. Применяют двух, трех кратный отпуск с выдержкой по 1 ч и охлаждением на воздухе. При этом Аост снижается до 3…5 %. Обработка холодом сокращает цикл термической обработки. Структура — мартенсит отпуска и карбиды; твердость составляет 65 HRC.
Металлокерамические твердые сплавы >Дальше >
Марки легированной стали
Марки легированной стали являются различными. Они представлены в большом многообразии. В зависимости от назначения стали определяется ее маркировка.
Сегодня имеется большое количество требований к маркировке легированной стали. Для данного процесса используются цифровые и буквенные обозначения. Сначала при маркировке используются цифры. Они являются показателями того, сколько содержится в том или ином виде легированной стали сотых долей углерода. После цифр стоят буквы, которые являются обозначением того, какие легирующие добавки были использованы при производстве того или иного легированного типа стали.
После букв могут стоять цифры, обозначающие количество легирующего вещества в составе стального материала. Если после обозначения какого-либо легирующего элемента не стоит цифровое обозначение, то его в составе имеется минимальное количество, не достигающее даже одного процента.
Таблица 2. Условные обозначения легирующих элементов в металлах и сплавах
| Элемент | Символ | Обозначение элементов в марках металлов и сплавов | Элемент | Символ | Обозначение элементов в марках металлов и сплавов | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| черные | цветные | черные | цветные | ||||
| Азот | N | А | — | Неодим | Nd | — | Нм |
| Алюминий | А1 | Ю | А | Никель | Ni | — | Н |
| Барий | Ва | — | Бр | Ниобий | Nb | Б | Нп |
| Бериллии | Be | Л | Олово | Sn | — | О | |
| Бор | В | р | — | Осмий | Os | — | Ос |
| Ванадии | V | ф | Вам | Палладий | Pd | — | Пд |
| висмут | Bi | Ви | Ви | Платина | Pt | — | Пл |
| Вольфрам | W | В | — | Празеодим | Pr | — | Пр |
| Гадолиний | Gd | — | Гн | Рений | Re | — | Ре |
| Галлий | Ga | Ги | Ги | Родий | Rh | — | Rg |
| Гафнии | Hf | — | Гф | Ртуть | Hg | — | Р |
| Германий | Ge | — | Г | Рутений | Ru | — | Pv |
| Гольмий | Но | — | ГОМ | Самарий | Sm | — | Сам |
| Диспрозий | Dv | — | ДИМ | Свинец | Pb | — | С |
| Европий | Eu | — | Ев | Селен | Se | К | СТ |
| Железо | Fe | — | Ж | Серебро | Ag | — | Ср |
| Золото | Au | — | Зл | Скандий | Sc | — | С км |
| Индий | In | — | Ин | Сурьма | Sb | — | Cv |
| Иридий | Ir | — | И | Таллий | Tl | — | Тл |
| Иттербий | Yb | — | ИТН | Тантал | Та | — | ТТ |
| Иттрий | Y | — | ИМ | Теллур | Те | — | Т |
| Кадмий | Cd | Кд | Кд | Тербий | Tb | — | Том |
| Кобальт | Co | К | К | Титан | Ti | Т | ТПД |
| Кремний | Si | С | Кр(К) | Т\’лий | Tm | — | ТУМ |
| Лантан | La | — | Ла | Углерод | С | У | — |
| Литий | Li | — | Лэ | Фосфор | P | п | Ф |
| Лютеций | Lu | — | Люн | Хром | Cr | х | Х(Хр) |
| Магний | Mg | Ш | Мг | Церий | Ce | — | Се |
| Марганец | Mn | Г | Мц(Мр) | Цинк | Zn | — | Ц |
| Медь | Cu | Д | М | Цирконий | Zr | Ц | ЦЭВ |
| Молибден | Mo | М | — | Эрбий | Er | — | Эрм |
Алкидная эмульсия
Требования защиты окружающей среды вызвали интерес к алкидным эмульсиям. Стабильные эмульсии можно получить из большинства алкидов при условии, что вязкость смол не слишком большая и прилагаемых сдвиговых сил достаточно для эмульгирования.
Характеристики нержавейки
В современном мире нержавеющая сталь является незаменимым материалом при производстве разных разновидностей изделий. Она применяется в пищевой, медицинской, металлургической и военной промышленности.
Марки нержавеющей стали
В начале прошлого столетия специалистам в области металлургической промышленности удалось заметить, что взаимодействие хрома и кислорода является лучше, чем с железом.
Источник
Конструкционные легированные стали
Толстостенные трубы из конструкционной стали
Классификация этого вида низкоуглеродистого железа достаточно обширна. Среди параметров, определяющих сортировку конструкционной стали присутствуют:
форма и габариты;
процентная масса легирующих элементов;
химический состав и базовая примесь;
качество металла, его поверхности (две различные категории);
вид обработки.
В частности, различают такие виды проката конструкционной легированной стали: круглый (марка 40х), квадратный, шестигранный, профильный под косые шайбы и полосы. Также, согласно ГОСТ 1113-88, конструкционная сталь производится в виде кованых прутков квадратного и круглого сечения. Обособленная разновидность этого вида легированного черного метала – сталь со специальной отделкой поверхности (ГОСТ 14955).
Разобраться какие стали называются легированными (конструкционный металл) поможет ГОСТ 4543-71. Соответственно этому документу изготовляется конструкционное низкоуглеродистое железо. Таким образом, вопрос “дайте определение легированных сталей”, сводится к ассортименту добавок, вводимых в металл для улучшения его характеристик. Это: азот, хром, кремний, бор, тугоплавкие металлы. Дополняют ряд никель, медь, алюминий и прочие цветные металлы.
Рассматривая конструкционные легирующие стали, следует обратить внимание на такой критерий, как общее содержание примесей. Он сортирует металл на три класса:. высоколегированный – доля добавок более 10%;
высоколегированный – доля добавок более 10%;
умеренный от 2.5 до 10%;
низкое содержание примесей – менее 2,5%.
Во всех случаях указывается массовый процент легирующей добавки.
Химический состав – еще один фактор классификации. Классификация конструкционной легированной стали, разделяющий ее на качественную, высококачественную, маркируемую литерой «А» и металл электрошлакового переплава – особо высококачественная разновидность с ведущей «Ш» в маркировке.
Аналогично качеству химического состава, различают три категории легированной конструкционной стали, соответственно качеству обработки поверхности. Дополнительный критерий сортировки в этом случае – вид обработки. Это, во-первых, кованый или горячекатаный прокат, калиброванный металл, а также сталь со специальной отделкой поверхности.
Уровень термической обработки отражает маркировка легированных сталей. В частности, литера «Т» говорит о термически обработанном металле, «Н» – нагартованном. Обозначение легирующих элементов в стали указывается после содержания углерода (первая пара цифр).
Нагартованный металл
Нагартовка – это упрочнение металлов и сплавов вследствие изменения их структуры и фазового состава в процессе пластической деформации при температуре ниже температуры рекристаллизации (определение из Википедии)
Дополнительные обозначения легированных сталей указывают на следующие особенности:
- По степени раскисления. Параметр напрямую зависит от процентного вхождения кремния. Стали содержащие не более 0.07% называют кипящими, свыше 0.12% – спокойными. Интервал 0.07 – 0.12% соответствует полуспокойным маркам металла.
- Непосредственно маркировка. Формируется из нескольких элементов. Первый – буквенное обозначение Б или В (группа А не обозначается) с последующим «Ст». Например, Ст1кп2; БСт2пс; ВСт6сп3. Второй – цифра, соответствующая номеру ГОСТ. Третий символ: буква «Г», присутствие которой указывает на повышенно содержание марганца. Далее идут степень раскисления металла и номер категории стали.
- Применение. Параметр, указывающий, где используют легированные конструкционные стали. Маркировки Ст1, Ст2 отводятся под проволоку и изделия из прутков: гвозди или заклепки. Крепежные детали обозначаются Ст3, Ст4 а осевые элементы или валы под слабой нагрузкой – Ст5, Ст6.
Альтернативная классификация конструкционных сталей по сфере использования, разделяет металл на подшипниковый, рессорно-пружинный и теплоустойчивый. В первых двух случаях наименования говорят сами за себя, тогда как последний вариант соответствует металлу, сектор применения которого – энергетическое машиностроение. Подобные конструкционные стали используются в производстве котлов, паронагревателей или сосудов.
Классификация легированных сталей
- (до 0,25% углерода);
- среднеуглеродистые стали (до 0,25% до 0,65% углерода);
- (более 0,65% углерода).
В зависимости от общего количества в их составе легирующих элементов, которые содержит легированная сталь, она может принадлежать к одной из трех категорий:
- низколегированная (не более 2,5%);
- среднелегированная (не более 10%);
- высоколегированная (от 10% до 50%).
Свойства, которыми обладают легированные стали, определяет и их внутренняя структура. Поэтому признаку классификация легированных сталей подразумевает разделение на следующие классы:
- доэвтектоидные — в составе присутствует избыточный феррит;
- эвтектоидные — сталь имеет перлитную структуру;
- заэвтектоидные — в их структуре присутствует вторичные карбиды;
- ледебуритные — в структуре присутствует первичные карбиды.
По своему практическому применению легированные конструкционные стали могут быть: конструкционные (подразделяются на машиностроительные или строительные), а также стали с особыми свойствами.
Назначение конструкционных легированных сталей:
- Машиностроительные — служат для производства деталей всевозможных механизмов, корпусных конструкции и тому подобного. Отличаются тем, что в подавляющем большинстве случаев проходят термическую обработку.
- Строительные — чаще всего используются при изготовлении сварных металлоконструкций и термической обработке подвергаются в редких случаях.
Классификация машиностроительных легированных сталей выглядит следующим образом.
- активно используются для производства деталей, предназначенных для работы в сфере энергетики (например, комплектующие паровых турбин), а также из них делают особо ответственный крепеж. В качестве легирующих добавок в них используют хром, молибден, ванадий. Жаропрочные относятся к среднеуглеродистым, среднелегированным, перлитным сталям.
- Улучшаемые (из категорий среднеуглеродистых, низко- и среднелегированных) стали, при которых используют закалку, применяются для изготовления сильно нагруженных деталей, испытывающих нагрузки переменного характера. Отличаются чувствительностью к концентрации напряжения в рабочей детали.
- Цементуемые (из категорий низкоуглеродистых, низко- и среднелегированных) стали, как можно понять по названию, подвергаются цементации и следующей после нее закалке. Их применяют для изготовления всевозможных шестерен, валов и других похожих по назначению деталей.
Классификация строительных легированных сталей подразумевает их разделение на следующие виды:
- Массовая — низколегированные стали в виде труб, фасонного и листового проката.
- Мостостроительная — для автомобильных и ж/д мостов.
- Судостроительная хладостойкая, нормальная и повышенной прочности — хорошо противостоит хрупкому разрушению.
- Судостроительная хладостойкая высокой прочности — для сварных конструкций, которым предстоит работать в условиях низких температур.
- Для горячей воды и пара — допускается рабочая температура до 600 градусов.
- Низкоопущенные высокой прочности — применяются в авиации, чувствительны к концентрации напряжений.
- Повышенной прочности с применением карбонитритного упрочнения, создающим мелкозернистую структуру стали.
- Высокой прочности с применением карбонитритного упрочнения.
- Упрочненные прокаткой при температуре 700-850 градусов.
Инструментальная легированная сталь широко используется при производстве разнообразного инструмента. Но помимо явного превосходства над углеродистой сталью в плане твердости и прочности, у легированной стали есть и слабая сторона — более высокая хрупкость. Поэтому для инструмента, который активно подвергается ударным нагрузкам, такие стали не всегда подходят. Тем не менее при производстве огромного перечня режущего, ударно-штампового, измерительного и прочего инструмента именно инструментальные легированные стали остаются незаменимыми.
Отдельно можно отметить , отличительными особенностями которой являются крайне высокая твердость и красностойкость до температуры 600 градусов. Такая сталь способна выдерживать нагрев при высокой скорости резания, что позволяет увеличить скорость работы металлообрабатывающего оборудования и продлить срок его службы.
К отдельной категории относятся легированные конструкционные стали, наделенные особыми свойствами: нержавеющие, с улучшенными электрическими и магнитными характеристиками. От того, какие элементы, а также в каких количествах преимущественно содержатся в них, они могут быть хромистыми, никелевыми, хромоникельмолибденовыми. Также они делятся на трех-, четырех- и более компонентные по числу содержащихся в них легирующих добавок.
Инструментальные легированные стали
Инструментальные легированные стали
Данный вид низкоуглеродистого железа обладает иными приоритетным параметрами, сосредоточенными на высоких показателях твердости и износостойкости. Обе характеристики улучшаются с повышением концентрации углерода в металле.
Первоочередно вопрос, затрагивающий легированные стали – применение этого вида металла. Область использования, как указывалось ранее, соответствует названию категории. Подобная сталь – это материал для производства трех основных групп инструментов:
режущий;
измерительный;
штампы.
Первая категория объединяет резцы, фрезы, долбяки. К ней относится и класс быстрорежущей стали, отличающейся красностойкостью, а также сохранением режущих характеристик при нагреве до температуры 700 0С. Другая отличительная особенность быстрорежущей стали – скорость обработки металла, превышающая аналогичный параметр обычных инструментальных марок в пять раз. Маркировка быстрорежущих марок производится литерой «Р», где последующие цифры указывают процентное вхождение вольфрама.
Документ, описывающий инструментальные легированные стали – ГОСТ 5950 – 73. Данная разновидность обладает улучшенной теплостойкостью, диапазон значений данного параметра переносится в интервал 250 – 300 0С. Увеличение данной характеристики сказывается на скорости резания, повышая ее значение на 20 – 40%.
Рассматривая, как влияют легирующие элементы на свойства стали, остановимся на нескольких элементах.
Кремний, марка – 9ХС. Введение элемента в состав инструментальной стали повышает ее прокаливаемость до 40 мм. Дополнительный эффект связан с улучшением стойкости мартенсита при отпуске. Впрочем, элемент приносит и отрицательные нюансы в легируемый металл. Стали, содержащие кремний плохо поддаются резанию.
Изделия из легированной конструкционной стали
Марганец, марки – ХВГ, 9ХВСГ. Легирование этим металлом приводит к снижению деформации инструмента в процессе закалки. Наиболее эффективен данный тип легирования для протяжек – инструментов, обладающих большим соотношением длины к диаметру поперечного сечения.
Хром. Легирование элементом применяется для улучшения твердости стали после закалки.
Характеристики
Высоколегированная разновидность обладает такими характеристиками и качествами, которые позволяют использовать продукцию из нее во многих сферах. Итак, этот материал имеет следующие характеристики:
- высокий уровень прочности (достигается термической обработкой);
- стойкость к воздействию коррозии;
- устойчивость к деформациям;
- высокая степень пластичности;
- отсутствие магнитных свойств (сплавы, применяемые в автомобилестроении);
- закаленность;
- упругость;
- легкая свариваемость.
В связи с тем, что состав металла может быть различным, и свойства могут быть разными. Структуру можно изменить легирующими элементами и термической обработкой. Так, у исполнителя появляется возможность «подогнать» свойства материала к требованиям того или иного проекта. Например, хромистый металл может содержать в себе никель, дающий возможность обеспечить поверхности хладноломкость и высокие антикоррозийные свойства.
С помощью сварки таких металлов можно получить качественные изделия, которые можно применять в условиях любого климата. Так, технология штампосварки дает возможность применять конечное изделие при очень низких температурных показателях. Обработка с помощью кремния придает стали стойкость к воздействию сильных кислот.
Высоколегированная сталь обладает высочайшей твердостью и устойчивостью к истиранию.
Этот материал также классифицируется по своим тепловым свойствам. По этому критерию различают следующие типы:
- Платинит — применяется в производстве электродов для лампочек накаливания.
- Элинвар — прекрасно подходит для изготовления измерительных приспособлений и пружин для часов.
- Инвар — используется при создании калибровочных компонентов, эталонов.
Интересной особенностью коррозионных стальных сплавов также считается их магнитность. Потому принято различать магнитные и немагнитные высоколегированные стали.
Всем известно отличие стальных конструкций от чугунных аналогов. Фактически, две раз новидности черного металла различаются по концентрации углерода относительно железа. Предельная величина концентрации углерода составляет 2.14% и выбрана не случайно. Это пороговое значение растворимости элемента C в аустените – высокотемпературной модификации Fe с гранецентрированной решеткой. Современные технологии позволяют преодолевать предельное значение: содержание углерода в высокоуглеродистых сталях составляет до 3.4%.
Впрочем, суть эпилога в другом: сталь – это легированное углеродом железо, а добавление других металлов, позволяет управлять свойствами черного металла. Процесс аналогичен игре ребенка с конструктором, когда, зачастую, только практический эксперимент позволяет определить эффективность легирования. Действительно, влияние легирующих элементов на свойства стали — часто остается на эмпирическом уровне и не следует определенной логике. Исключение составляет, пожалуй, только Ванадий – элемент, добавление которого к стали позволяет улучшить такие характеристики, как ковкость и твердость.
Процесс легирования
Основным способом легировать сталь является метод объёмного металлургического легирования. Заключается в сплавлении основного элемента с легирующими в печах разного вида (индукционные, вакуумно-дуговые, тигельные, конвертеры, дуговые, плазменные, и др.). При этом способе возможна существенная потеря активных веществ (марганца, хрома, молибдена, и др.).
Существуют также:
- механическое легирование,
- восстановление,
- электролиз,
- плазмохимическая реакция.
Механическое легирование выполняют в аттриторах – барабанах, в центре которых находится вал с кулачками. В них закладывают порошкообразные компоненты для получения нужного сплава. Во время вращения кулачки «ударяют» по смеси, и происходит «вбивание» легирующих добавок в основу.
При совместном восстановлении перемешивают оксиды элементов сплава с восстановителем, например, с гидридом кальция (СаН2) и производят нагрев. Идёт реакция восстановления оксидов до металлов, синхронно происходит процесс диффузии, выравнивающий состав сплава. Полученный оксид кальция (СаО) промывают водой, а сплав (в виде порошка) идёт в следующую обработку. Металлотермическое восстановление подразумевает использование металлов (магния, кальция, алюминия и др.) в качестве восстановителей.
Легирование чугунов
Экономное легирование железоуглеродистых сплавов является популярным и востребованным на сегодня развивающимся
методом ресурсосберегающих технологий.
В последнее время легирование чугунов получает всё большее распространение, особенно в промышленно развитых странах (как и легирование сталей).
Это происходит, потому что качество продукции становится важнее количества, которое обеспечивает производство отливок из низкокачественного
нелегированного серого чугуна – благодаря как рыночной экономике, так и общим разумным принципам развития общества.
Марки легированного чугуна для отливок регламентирует ГОСТ 7769-82. Легирование чугуна производят хромом, кремнием, марганцем, никелем,
медью, молибденом, титаном, фосфором, алюминием. Легирование чугуна осуществляют с целью повышения коррозионной стойкости, жаростойкости,
износостойкости чугуна и др. Легированные чугуны подразделяют на хромистые, кремнистые, алюминиевые, марганцевые, никелевые
(См. Нирезист).
Повышение жаростойкости алюминиевых чугунов достигается в основном двумя путями : поверхностным и объемным легированием. Среди многочисленных
способов поверхностного легирования широкое распространение получило алитирование, повышающее жаростойкость и особенно
коррозионноустойчивость чугуна. Но авторы считают наиболее перспективным способ объёмного легирования алюминием.
При выборе технологий легирования сталей, чугунов и других сплавов требуется индивидуальный подход, анализ многообразия легирующих материалов и способов
и рациональная проработка для конкретных производственных условий.
По вопросам легирования чугунов, сталей и сплавов вы можете обратиться к специалистам Исследовательского центра Модификатор.
Контакты >>
Подготовлено: Корниенко А.Э. (ИЦМ)
Лит.:
Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству. – М.: Машиностроение, 1990. – 384 с.: ил.
Леках С.Н., Бестужев Н.И. Внепечная обработка высококачественных чугунов в машиностроении. Мн.: Наука и техника, 1992. – 269 с.
Экономное легирование железоуглеродистых сплавов Леках С.Н., Мартынюк М.Н., Случкий А.Г., Трибушевский В.Л., Шитов Е.И.,
Шишкин А.Е.; Под общ. ред С.Н. Лекаха. – Мн.: Навука i тэхнiка, 1996. – 173 с. – ISBN 5-343-0172-Х.
ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия.
Бобро Ю.Г. Легированные алюминием чугуны с шаровидным графитом / В сб. “Литейное производство: научно-исследовательские и опытные работы. Труды всесоюзного совещания”. – М.: МАШГИЗ, 1960. – 252 с.
ГОСТ 7769-82. Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки.
Маркировка сталей | Сварочные работы
Марка сталей обозначается сочетанием букв и цифр. Сталь углеродистая обыкновенного качества маркируется буквами Ст, что означает «сталь», после которых ставится одна из цифр от 0 до 6. Цифра в обозначении марки указывает номер стали, определяющий ее состав и свойства. Причем, чем выше номер, тем больше в стали углерода. Так, в Ст1 углерода может быть 0,06—0,12 %; в стали Ст3 — углерода 0,14—0,22%; в стали Стб — углерода 0,38—0,49 %.
Углеродистая сталь может быть трех степеней раскисления — спокойная, полуспокойная и кипящая. Для лучшей характеристики стали к ее марке добавляют соответствующие буквы сп, пс, кп. Например, Ст2кп, Ст3сп, Ст5пс, Стбсп.
В соответствии с ГОСТ 380—71 в некоторых марках стали допускается содержание марганца до 1 % и более. При маркировке таких сталей перед буквами, означающими степень раскисления, ставится буква Г. Например, Ст3пс может содержать марганца 0,4—0,65 %, а Ст3Гпс содержит марганца 0,8—1,1 %; Ст5пс содержит марганца 0,5—0,8%, а Ст5Гпс — 0,8—1,2 %.
Стали углеродистые обыкновенного качества, изготовляемые по ГОСТ 380—71, в зависимости от гарантируемых характеристик и назначения делятся на три группы.
Стали группы А характеризуются механическими свойствами.
Стали группы Б характеризуются химическим составом. Эти стали, так же как и стали группы А, бывают различных степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца, т. е. могут быть стали марок БСт3кп, БСт3пс, БСт3сп и БСт3Гпс.
Стали группы В характеризуются механическими свойствами и химическим составом. К этой группе относятся стали марок ВСт2, ВСт3, ВСт4 и ВСт5, из них некоторые могут быть всех степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца.
По химическому составу стали группы В должны соответствовать нормам, указанным в ГОСТ для стали группы Б, за исключением нижнего предела по содержанию углерода. Сталь всех групп с номерами от 1 до 4 может быть всех степеней раскисления, а с номерами 5 и 6—только спокойной или полуспокойной.
В зависимости от нормируемых показателен счаль каждой группы подразделяется на категории.
Сталь группы А имеет три категории, для каждой из которых установлены заданные нормы механических свойств.
Сталь группы Б подразделяется на две категории. К первой категории относятся стали марок БСт0 — БСтб всех степеней раскисления, нормируемые по углероду, марганцу, кремнию, сере, фосфору и азоту. Ко второй категории относятся стали марок БСт1 — БСтб, нормируемые кроме указанного для первой категории еще и содержанием хрома, никеля и меди.
Стали группы В подразделяются на шесть категорий, а к нормируемым показателям относится временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, изгиб в холодном состоянии, химический состав и ударная вязкость при различных температурах.
Сталь группы В третьей — шестой категорий поставляется только полуспокойной и спокойной.
Для обозначения категории стали к обозначению марки добавляют номер соответствующей категории, например ВСт3псЗ, БСт3кп2, Ст3пс2 и т. п.
По ГОСТ 1050—74 выпускается углеродистая качественная конструкционная сталь. В зависимости от механических свойств эта сталь делится на пять категорий. В углеродистых качественных сталях нормируется содержание углерода, кремния, марганца, хрома, серы и фосфора. По содержанию углерода сталь и маркируется.
Марка углеродистых качественных сталей состоит из двух цифр, которые указывают на примерное содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 08 содержит углерода 0,5—0,12 %; сталь 20 содержит углерода 0,17—0,24.
В качественных конструкционных сталях жестче ограничения по содержанию вредных примесей, чем в сталях обыкновенного качества.
Диапазоны химического состава низко- и среднеуглеродистых качественных сталей и сталей обыкновенного качества в значительной степени перекрываются. Это позволяет при необходимости осуществлять их замену. Например, Сталь 20 может быть заменена сталью ВСт3сп, но стандарт на качественную сталь не регламентирует их ударную вязкость при отрицательных температурах и после механического старения.
При производстве стальных строительных конструкций большое применение находят низколегированные стали и стали повышенной прочности. Маркировка легированных сталей состоит из сочетания прописных букв и цифр. Буквы указывают наличие в стали легирующих элементов. Условное обозначение химических элементов, входящих в состав сталей, приведено в табл. 3.
