9.3 Классификация легированных сталей

Единой классификации не существует из-за множества признаков, по которым эту классификацию можно производить. Основными такими признаками являются следующие.

Наличие определенных легирующих элементов, т.е. химический состав например 40Х – сталь хромистая, 12ХН3А – хромоникелевая, 3Х3М3Ф – хромомолибденванадиевая и т.д.

Степень легирования или количество легирующих элементов – если в стали легирующих элементов менее 2, 5 %, то сталь считается низколегированной (18ХГТ, 40ХН, 9ХФ), если более 10% - высоколегированной (Х12МФ, Х18Н10Т, 110Г13Л), иначе – среднелегированной (20Х2Н4А, 34ХН3М).

Структура. Для классификации сталей по структурному признаку следует оговорить, в каком состоянии (т.е. после какой термообработки) необходимо смотреть структуру сталей. Обычно это делают в равновесном состоянии (в соответствии с диаграммами фазовых равновесий, т.е. после очень медленного охлаждения), либо в нормализованном состоянии (после охлаждения на воздухе из аустенитной области) – классификация Гийе (рис. 9.3).

В равновесном состоянии стали могут быть доэвтектоидными (перлит +избыточный феррит), эвтектоидными (перлит), заэвтектоидными (перлит + избыточный цементит) для низко и среднелегированных сталей; средне и высоколегированные стали могут быть также ледебуритного (с эвтектическими карбидами), аустенитного и ферритного классов (см. рис 9.1).

А₁ А₁

А А

П

Б

М_н М_н

0 АМ 0 АМ

а б

А₁ А₁

А А

М_н А

0 АМ М 0

М_н

в г

Рисунок 9.3 – Схематическое представление структурных классов сталей (классификация по Гийе)

После охлаждения на воздухе, за счет различной устойчивости переохлажденного аустенита, стали могут быть перлитного (рис 9.3,а), бейнитного (рис 9.3,б), мартенситного (рис. 9.3,в) и аустенитного (рис. 9.3,г) классов. Следует обратить внимание на то, что сталь аустенитного класса в классификации по равновесному состоянию характеризуется наличием равновесного аустенита, а в случае классификации по Гийе – наличием переохлажденного аустенита, который при деформации может превратиться в мартенсит со значительным упрочнением стали.

По назначению выделяют три большие группы сталей – конструкционные, инструментальные и с особыми свойствами. Наиболее распространенными являются первые две группы. Конструкционные стали могут быть строительными и машиностроительными. Машиностроительные стали, в свою очередь, разделяют на цементуемые, улучшаемые, рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые, износостойкие, коррозионностойкие и др.

Инструментальные стали делят на 3 группы – для режущего, деформирующего и мерительного инструментов.

Далее приводятся краткие характеристики различных групп сталей по назначению.

9.4 Конструкционные стали

Наиболее часто конструкционные стали легируют такими элементами, как хром, марганец, кремний, никель. Для изготовления деталей и строительных конструкций наиболее ответственного назначения используют стали дополнительно легированные и другими элементами. Как было указано выше, конструкционные стали разделяют на строительные и машиностроительные.