Что такое легированная сталь?

Сталь – это распространенный и универсальный материал, который используется в строительстве, производстве, машиностроении и т. д., и в этой статье мы рассмотрим легированные стали. Стали можно разделить на четыре категории:углеродистая, нержавеющая, инструментальная и легированная. С технической точки зрения каждая сталь представляет собой сплав, так как она создается путем соединения железа с углеродом, однако, чтобы официально называться «легированной сталью», она должна содержать один или несколько других элементов в дополнение к этим двум. Причиной создания легированных сталей является улучшение механических или физических свойств металла, таких как прочность, обрабатываемость или коррозионная стойкость.

Стали обычно делятся на две основные категории:высоколегированные и низколегированные. Принято считать, что низколегированные стали содержат до 8 % легирующих элементов, а все, что превышает 8 %, относится к категории высоколегированных.

Обычные легирующие элементы стали.

Хотя это и не исчерпывающий список, это одни из самых популярных элементов, используемых в легировании стали. Подсчитано, что только за последние 20 лет было создано примерно 75% всех стальных сплавов, и разработка продолжается. Многие сплавы требуют термической обработки для дальнейшего развития требуемых характеристик. Хотя этот список дает некоторое представление о свойствах, на которые могут влиять различные легирующие материалы, большинство сплавов содержат два или более элемента для создания определенного желаемого эффекта. Типичным примером является серия 4100 из хромомолибденовых сплавов, широко используемых во всем, от строительных проектов до военного снаряжения.

Алюминий

Алюминий используется в относительно небольших количествах, в результате чего получается прочный и легкий металл с высокой коррозионной стойкостью, хотя в зависимости от пропорций это может быть достигнуто за счет повышенной хрупкости и плохой ударопрочности.

Хром

Небольшой процент хрома в сплаве может увеличить твердость и ударную вязкость, хотя и с некоторой потерей пластичности. Большие доли хрома значительно повышают коррозионную стойкость; нержавеющая сталь — самый известный сплав в этой категории с содержанием хрома примерно 11 % или выше.

Кобальт

Кобальтовые сплавы обладают повышенной твердостью и значительно улучшенной стойкостью к образованию окалины при высоких температурах, что делает их популярной инструментальной сталью.

Кремний

Кремний используется в небольших количествах, обычно около 3%, для небольшого повышения прочности при одновременном увеличении магнетизма и действует как высокоэффективный раскислитель. Это делает их полезными в электрических приложениях, таких как трансформаторы, двигатели и генераторы.

Марганец

Марганец улучшает как пластичность, так и твердость, снижает хрупкость и значительно повышает износостойкость и ударопрочность. Эти сплавы являются идеальным выбором для ковки или там, где металл будет подвергаться нагрузке.

Никель

Другой раскислитель, никель, значительно повышает коррозионную стойкость при использовании в более высоких пропорциях. Он также повышает прочность и твердость без ущерба для пластичности, как у некоторых сплавов.

Вольфрам

Помимо повышенной прочности и твердости, вольфрамовые сплавы в основном используются из-за их впечатляющей жаростойкости с более высокой температурой плавления, чем у большинства сталей. Эта способность сохранять прочность при высоких температурах делает их идеальными для высокоскоростных инструментов и деталей машин, таких как сверла и режущие лезвия.

Ванадий

Ванадиевые сплавы являются отличным универсальным выбором благодаря повышенной прочности на растяжение, ударной вязкости, износостойкости и коррозионной стойкости. Их часто сплавляют с хромом, чтобы сохранить рабочий уровень формуемости.

Применение и использование легированных сталей

Легированные стали имеют безграничное применение в самых разных отраслях.

В строительной отрасли легированные стали используются для изготовления широкого спектра изделий, включая балки, стержни, трубы, пластины, листы, стержни, балки и многое другое. Крупномасштабные инфраструктурные проекты, такие как мосты, ограждения автомагистралей, опоры линий электропередач и железные дороги, в основном строятся из стали. Нержавеющая сталь и другие легированные стали используются во многих приспособлениях и приспособлениях, таких как крепежные детали, кронштейны и розетки; список почти бесконечен.

Стальные сплавы встречаются практически везде, куда ни глянь, а иногда и в самых неожиданных местах; например, титановая сталь в последнее время стала модным выбором в ювелирной промышленности. Другие продукты, в которых используются стальные сплавы, включают в себя множество бытовых приборов, кухонное оборудование, товары для дома, пищевые контейнеры, медицинское оборудование, автомобили, аэрокосмическую продукцию, освещение — все, от скрепки до новейшего iPhone!