Помимо углерода, железа и примесей, в состав легированной стали также входят специальные легирующие элементы. Их вводят в сталь в разных сочетаниях и количествах. Одновременно может быть введено 2, 3 и более вида. Легирующие элементы вводятся для повышения технологических и эксплуатационных качества металла.
Сталь имеет определенную градацию по содержанию таких элементов. Так, если легирующих элементов содержится более 10%, то сталь считается высоколегированной, если их содержание находится в пределах 2,5-10%, то это среднелегированная сталь. Если процент легирующих элементов ниже, то сталь – низколегированная. Помимо этого, сталь также классифицируют по назначению: инструментальная, конструкционная и сталь с особыми свойствами. Нефтяная и химическая промышленность часто пользуются трубами, аппаратами и метизами из легированной стали. Нержавеющая сталь это легированная сталь с добавлением хрома, наиболее часто востребована в производстве.
Низколегированные стали (13Х, 9ХС) для режущих инструментов не являются теплостойкими. Поэтому рекомендуется работать с ними при температуре от 200 до 250 градусов. При температуре 300-400 уже можно работать со среднелегированными сталями (9Х5ВФ, 8Х4В3М3Ф2). Легированные стали по сравнению с углеродистыми имеют большую устойчивость переохлажденного аустенита. Их износостойкость выше, а прокаливаемость – больше.
Легированные стали закаливают в масле, критический диаметр при этом – 40 мм. Применение горячих закалочных сред или масла помогает уменьшить коробление инструмента и деформацию. Таким образом, инструмент будет иметь большее сечение. Из-за меньшего коробления длина инструмента будет больше.
Низколегированная сталь (13Х, например) имеет относительно неглубокую прокаливаемость и рекомендована для инструментов, диаметром не более 15 мм. Из такой стали часто изготавливают лезвия для безопасных бритв, гравировальный или хирургический инструменты.
Такие стали, как ХВСГ, ХВГ, 9ХС используются в создании инструментов относительно крупного сечения: развертки, сверла, протяжки с диаметром от 60 до 80 мм в среднем.
Термическая обработка для режущих легированных сталей включает закалку в масле с температурой 830-870 градусов (или ступенчатую закалку), а также отпуск, но уже при температуре около 200. Твердость стали после этого будет ЯС 61-65. Если требуется повысить вязкость, то температуру отпуска повышают до 200-300 градусов. При этом снижается твердость до Н=С 55-60, потому что часть мартенсита распадается.
Легированная сталь имеет определенную маркировку типа 25ХГ2С. Здесь 25 означает 0,25% углерода в стали, 1% хрома (если процент равен 1, то цифра опускается), 2% марганца, а также 1% кремния. То есть, две первые цифры означают процентное содержание в сотых долях углерода, а остальные – проценты легирующих элементов. Инструменты из легированных сталей прочнее, легче и дольше служат. Завод, занимающийся обработкой и изготовлением металлических изделий использует, как правило обычные и легированные стали.
Высококачественная легированная сталь маркируется буквой А в конце. 30ХМА, например – это высококачественная легированная хромомолибденовая сталь.
Применяют легированную сталь в зависимости от количества специальных добавок и назначения. Главное отличие легированной стали – это повышенная прочность и высокая пластичность. Благодаря этому уменьшается вес металлических конструкций. Область применения определяется и подразделением сталей на группы: жаропрочные, окалиностойкие, кислотостойкие. Военная и ракетная промышленности постоянные потребители высококачкственных легированных сталей.
