Легированные стали: Определение, типы, применение и многое другое! | MachineMFG

Легированные стали: Определение, типы, применение и многое другое!

0
(0)

1. Классификация легированных сталей

Легированные стали - это, по сути, углеродистые стали, усиленные дополнительными легирующими элементами, такими как Si, Mn, W, V, Ti, Cr, Ni, Mo и т.д.

Эти элементы улучшают различные свойства стали, такие как прочность, вязкость, прокаливаемость и свариваемость. Легированные стали часто классифицируют по содержанию легирующих элементов.

Кроме того, легированные стали используются в различных отраслях промышленности, поэтому их также принято классифицировать в зависимости от сферы применения.

Классификация по содержанию сплава

  • Низколегированная сталь: Общее содержание сплава менее 5%
  • Среднелегированная сталь: Общее содержание сплава от 5% до 10%
  • Высоколегированная сталь: Общее содержание сплава выше 10%

Классификация по использованию

  • Легированная конструкционная сталь: Обычная низколегированная сталь; легированная науглероженная сталь, легированная сталь закалка и отпуск сталь, легированная пружинная сталь; шарикоподшипниковая сталь.
  • Легированная инструментальная сталь: Сплав режущая сталь (включая низколегированную режущую сталь, быстрорежущую сталь); легированная формовочная сталь (включая холоднодеформированную формовочную сталь, горячедеформированную формовочную сталь); калибровочная сталь.
  • Сталь со специальными характеристиками: Нержавеющая сталь, жаропрочная сталь, износостойкая сталь и т.д.

2. Нумерация легированной стали

1) Низколегированная высокопрочная конструкционная сталь

Сорт располагается в последовательности китайской буквы пиньинь (Q), обозначающей предел текучести, предельное значение текучести и символ сорта (A, B, C, D, E).

Например, Q390A означает низколегированную высокопрочную конструкционную сталь с предел текучести σs = 390 Н/мм2, класс качества A.

2) Легированная конструкционная сталь

Его разряд образуется из "две цифры + символ элемента + цифра".

Первые две цифры представляют собой десятитысячные доли среднего значения содержание углерода по массе в стали, символ элемента указывает на легирующие элементы, содержащиеся в стали, а число после символа элемента представляет собой сотые доли среднего содержания этого элемента по массе.

Если средняя массовая доля элемент сплава меньше 1,5%, только элемент маркируется без значения. Если средняя массовая доля составляет ≥1,5%, ≥2,5%, ≥3,5% и т.д., то после элемента сплава проставляются цифры 2, 3, 4 и т.д. соответственно.

Например, 40Cr, где средняя массовая доля углерода Wc=0,4%, а средняя массовая доля хрома WCr <1,5%. Если это высококачественная сталь, в конце марки добавляется "A", например, сталь 38CrMoAlA - высококачественная легированная конструкционная сталь.

3) Сталь для подшипников качения

Перед маркой добавляется буква "G" (первая буква китайского пиньинь слова "прокат"), а число после нее указывает на тысячные доли содержания хрома по массе, в то время как содержание углерода не указывается.

Например, сталь GCr15 - это подшипниковая сталь со средней массовой долей хрома WCr = 1,5%.

Если в составе хрома присутствуют другие легирующие элементы подшипниковая стальОни обозначаются так же, как и легированные конструкционные стали. Все подшипниковые стали относятся к высококачественным сталям, но марка не заканчивается на "А".

4) Легированная инструментальная сталь

Метод нумерации этого тип стали аналогична обозначению легированной конструкционной стали, за исключением того, что когда Wc < 1%, используется одна цифра для обозначения тысячных долей содержания углерода по массе. Когда массовая доля углерода составляет ≥1%, она не указывается.

Например, в стали Cr12MoV средняя массовая доля углерода составляет Wc=1,45%~1,70%, поэтому она не указывается; средняя массовая доля Cr составляет 12%, а массовые доли Mo и V не превышают 1,5%.

Однако быстрорежущие инструментальные стали являются исключением, и средняя массовая доля углерода в них не указывается, независимо от количества. Поскольку и легированные, и быстрорежущие инструментальные стали относятся к высококачественным сталям, нет необходимости ставить знак "А" в конце их марки.

5) Нержавеющая сталь и жаропрочная сталь

Число перед маркой стали указывает на тысячные доли массовой доли углерода.

Например, в 3Cr13 сталь, средняя массовая доля Wc=0,3%, а средняя массовая доля WCr=13%. Когда массовая доля углерода Wc≤0,03% и Wc≤0,08%, используются префиксы "00" и "0" соответственно, например, стали 00Cr17Ni14Mo2, 0Cr19Ni9 и т.д.

3. Объяснение распространенных легированных сталей

1) Обычная низколегированная сталь

Q345

Применение: В основном используется для изготовления мостов, кораблей, транспортных средств, котлов, сосудов под давлением, нефте- и газопроводов, крупных стальных конструкций и т.д. Используется в горячекатаном состоянии с воздушным охлаждением, структура мелкозернистая F+P, термической обработке не подвергается.

Химический состав wt%
CMnSiVNbTi
0.18~0.201.0~1.60.550.02~0.150.015-0.060.02~0.2

Сайт Q345 включает старые марки стали 12MnV, 14MnNb, 16Mn, 18Nb, 16MnCu.

Толщина ммМеханические свойства
σs МПаσb МПаσ5 %Akv (20 ℃) J
<16≥ 345470-63021-2234
16-35≥ 325
35-50≥ 295

Q420

Используется в нормализованном состоянии, структура - F+S. Q345 включает в себя старые марки стали 15MnVN, 14MnVTiRE.

Химический состав wt%
CMnSiVNbTiCrNi
≤ 0.201.0~1.70.550.02~0.20.015-0.060.02~0.2≤ 0.40≤ 0.70
Толщина ммМеханические свойства
σs МПаσb МПаσ5 %Akv (20 ℃) J
<16≥ 420520-68018-19
GB/T159
3491-1994
16-35≥ 400
35-50≥ 380

2) Легированная закаленная и отпущенная сталь (низкая прокаливаемость)

40Cr

Применение: Используется для производства различных важных деталей на автомобилях, тракторах, станках и других машинах, таких как шестерни станков, главные валы, коленчатые валы автомобильных двигателей, шатуны, болты, впускные клапаны.

Основной химический состав wt%C0.37-0.44
Mn0.5-0.8
Si0.17-0.37
Cr0.81-1.1
Мо0.07-0.12
Размер термообработанной заготовки<25 ммЗатухание ℃850 масло
Отпуск ℃520 вода масло
Механические свойства (≥)σb МПа980
σs МПа785
Размер термообработанной заготовки<25 мм9
ψ %45
Akv J47
Отожженный HB207

3) Легированная пружинная сталь

65Mn 60Mn2Si

Примеры применения стали 65Mn 60Mn2Si: пружины с сечением ≤25 мм, например, автомобильные буферные пружины.

Марка стали65Mn60Si2Mn
Основные компоненты w%C0.62-0.700.56-0.64
Mn0.90-1.200.60-0.90
Si0.17-0.371.50-2.00
Cr≤ 0.25≤ 0.35
Термическая обработкаЗатухание ℃830 нефть870 нефть
Отпуск540480
Механические свойстваσs МПа8001200
σb МПа10001300
δ10 %85
ψ %3025

20Cr

Применение: Может использоваться для изготовления шестерен в автомобилях, тракторах, распределительных валов двигателей внутреннего сгорания, поршневых пальцев и других деталей машин. Она может выдерживать сильный фрикционный износ, большие переменные нагрузки, особенно ударные нагрузки.

Основной химический состав wt%C0.17-0.24
Mn0.5-0.8
Si0.20-0.40
Cr0.7-1.0
Термическая обработка ℃Углерод930
Подготовительная обработка880 вода и масло
Закаливание780-820 вода и масло
Отпуск200
Механические свойства (≥)σb МПа835
σs МПа540
δ5 %10
ψ %4o
Akv J47
Размер заготовки мм<15

4) Легированная науглероживающая сталь (средняя твердость):

20CrMnTi

Основной химический состав wt%C0.17-0.24
Mn0.8-1.10
Si0.17-0.37
Cr1.0-1.3
Термическая обработка ℃Углерод930
Подготовительная обработка880 вода и масло
Закаливание770 вода и масло
Отпуск200
Механические свойства (≥)σb МПа1080
σs МПа850
δ5 %10
ψ %45
Akv J55
Размер заготовки мм<15

5) Сталь для роликовых подшипников:

GCr15:

Используется для изготовления тел качения (шариков, роликов, игл) подшипников качения, внутренних и наружных колец и т.д. Также может использоваться для изготовления прецизионных калибров, штампов для холодной штамповки, ведущих винтов станков и других износостойких деталей.

Основной химический состав wt%C0.95-1.05
Cr1.40~1.65
Si0.15~0.35
Mn0.25~0.45
Технические характеристики термической обработкиЗатухание ℃820~ 840
Отпуск ℃150~160
HRC после закалки62~66
Основная цельФеррулы с толщиной стенки <14 мм и внешним диаметром 250 мм. Стальной шар диаметром 25-200 мм. Ролик диаметром около 25 мм.

6) Низколегированная инструментальная сталь:

9SiCr, CrWMn

Марка стали9SiCrCrWMn
Химический состав wt%C0.85-0.950.9-1.05
Mn0.3-0.60.8-1.1
Si1.2-1.60.15-0.35
Cr0.95-1.250.9-1.2
W1.2-1.5
Термическая обработкаЗакалка масломТемпература закаливания ℃≥62
Твердость HRC180-200140-160
ОтпускТемпература отпуска ℃60-6262-65
Твердость HRCПлашка, метчик, сверло, развертка, зубчатая фреза, холодный штамп для тиснения, ролик холодной прокаткиШтампы, протяжки, калибры, сложные и высокоточные инструменты штампы для тисненияи т.д.

7) Быстрорежущая сталь:

W18Cr4V

CMnSiCrWVПроизводство высокоскоростных режущих инструментов, рубанков, сверл, фрез и т.д.
0.7~0.80.1~0.40.2~0.43.8~4.417.5-19.01.0~1.4

8) Сталь для холодного литья:

Cr12:

Используется для изготовления различных холодных пуансонов, холодных высадочных форм, форм для холодной экструзии, форм для волочения проволоки и т.д. Для крупных холодных пресс-форм из стали Cr12 характерна минимальная деформация при термообработке, что делает ее пригодной для изготовления тяжелых и сложных пресс-форм.

Химический состав wt%
CSiMnCrV
2.00-2.30≤ 0.40≤ 0.4011.50-13.500.15~0.30
ОтжигЗакалка масломОтпуск
Температура ℃Твердость HBТемпература ℃Температура ℃Твердость HRC
870-900207-255950-1000200-45058-64

Пример использования: Штамп для холодной штамповки, Чертежный штампШтамповочный штамп, прокатный штамп

9) Горячая формовочная сталь:

4Cr5MoSiV:

Его структура состоит из закаленных мартенсит, зернистые карбиды и небольшое количество остаточного аустенита. Для обеспечения горячей твердости необходимо проводить многократный отпуск.

Химический состав wt%
CSiMnCrМоV
0.32-0.420.80-1.200.404.50-5.501.00-1.500.30-0.50
ОтжигЗакалка масломОтпуск
Температура ℃Твердость HBТемпература ℃Температура ℃Твердость HRC
840-900209-2291000-1025540-65040-54

Примеры использования: штамп для горячей штамповки, штамп для литья под давлением, штамп для горячей экструзии, точность ковочный штамп

10) Стальной калибр

Измерительный инструментМарка стали
Плоский шаблон или картон10. 20 или 50, 55, 60, 60Mn, 65Mn
Общие манометры и блочные манометрыT10A, T12A, 9SiCr
Высокоточные манометры и блочные манометрыCr (режущий инструмент сталь), CrMn, GCr15
Высокоточные и сложные по форме датчики и блочные датчикиCrWMn (низкодеформируемая сталь)
Коррозионностойкий измерительный инструмент4Cr13, 9Cr18 (нержавеющая сталь)

11) Нержавеющая сталь:

Нержавеющая сталь относится к видам стали с высокой коррозионной стойкостью в атмосфере и общих средах.

Марка сталиХимический состав wt%σbσ0.2δ5ψАкТвердость
CCrМПаМПа%%J
1Cr13
Тип M
≤0.1511.5-13.5≥540≥345≥25≥55≥78≥159 HB
Термическая обработка: 9501000 ℃ масло или закаливание водой700750 ℃ быстрое охлаждение и закалка;
Назначение: Для производства деталей, устойчивых к слабоагрессивным средам и выдерживающих ударные нагрузки, таких как лопатки паровых турбин, клапаны водонапорных машин, каркасы конструкций, болты, гайки и т.д.
9Cr18
Тип M
0.9-1.017-19≥55 HRC
Термическая обработка: 1000-1050 ℃ закалка в масле, 200-300 ℃ масло, воздушное охлаждение и отпуск;
Применение: нержавеющая нарезка механический режущий инструмент, режущий инструмент, хирургический нож, высокая стойкость к истиранию и коррозии часть
1Cr17
F Тип
≤0.1216-18≥450≥205≥22≥50≥183 HB
Термообработка 780 ° C ~ 850 ° C воздушное охлаждение.
Назначение: производство оборудования для заводов азотной кислоты, такого как абсорбционные башни, теплообменники, кислотные баки, транспортировочные трубопроводы, а также оборудование для пищевых заводов

Мартенситная нержавеющая сталь:

1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13 и т.д. Все они обладают достаточной коррозионной стойкостью в окислительных средах. Низкоуглеродистые стали 1Cr13 и 2Cr13 обладают лучшей коррозионной стойкостью и хорошими механическими свойствами. При увеличении содержания углерода в стали 3Cr13 и 4Cr13 повышается прочность и износостойкость, но снижается коррозионная стойкость.

Ферритная нержавеющая сталь:

1Cr17, 1Cr17Ti и т.д. Этот тип стали имеет массовую долю хрома 17%~30% и массовую долю углерода менее 0,15%. Она имеет однофазную ферритную структуру и более высокую коррозионную стойкость, чем сталь Cr13.

Аустенитная нержавеющая сталь:

Нержавеющая сталь типа Cr18Ni9 (также известная как нержавеющая сталь типа 18-8) является одной из наиболее часто используемых нержавеющих сталей. Этот тип аустенитной нержавеющей стали отличается низким содержанием углерода (около 0,1%) и превосходной коррозионной стойкостью. В состав стали часто добавляют Ti (титан) или Nb (ниобий) для предотвращения межкристаллитная коррозия.

Этот класс стали имеет более низкую прочность и твердостьи она немагнитна. Однако она обладает более высокими пластичностью, вязкостью и коррозионной стойкостью по сравнению с нержавеющей сталью типа Cr13. Обработка раствором может еще больше повысить коррозионную стойкость этой аустенитной нержавеющей стали.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх