Что такое легированная сталь?

Сталь — распространенный и универсальный материал, который используется в строительстве, производстве, машиностроении и т. д. В этой статье мы рассмотрим легированные стали.

Стали делятся на четыре категории: углеродистые, нержавеющие, инструментальные и сплавы. Технически говоря, каждая сталь представляет собой сплав, поскольку 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.

Распространенные легирующие элементы стали.

Хотя это и не исчерпывающий список, это одни из самых популярных элементов, используемых при легировании стали. По оценкам, около 75% всех стальных сплавов были созданы только за последние 20 лет, и их разработки продолжаются.

Многие сплавы требуют термической обработки для дальнейшего развития необходимых свойств. Хотя этот список дает некоторое представление о свойствах, на которые могут влиять различные легирующие материалы, большинство сплавов содержат два или более элементов для создания определенного желаемого эффекта.

Типичным примером являются хромомолибденовые сплавы серии 4100, широко используемые во всем, от строительных проектов до военной техники.

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 происходить за счет повышенной хрупкости и плохой ударопрочности.

Хром

Небольшой процент хрома в сплаве может повысить твердость и ударную вязкость, хотя и с некоторой потерей пластичности. Более высокие содержания хрома значительно повышают коррозионную стойкость; нержавеющая сталь является наиболее известным сплавом в этой категории с содержанием хрома примерно 11% или выше.

Кобальт

Сплавы кобальта обладают повышенной твердостью и значительно улучшенной устойчивостью к окалине при высоких температурах, что делает их популярной инструментальной сталью.

Кремний

Кремний используется в небольших количествах, обычно около 3%, чтобы немного улучшить прочность, одновременно увеличивая магнетизм и действуя как высокоэффективный раскислитель. Это делает их полезными в электрических устройствах, таких как трансформаторы, двигатели и генераторы.

Марганец

Марганец улучшает пластичность и твердость, снижает хрупкость и значительно повышает износостойкость и ударопрочность. Эти сплавы являются идеальным выбором для ковки или там, где металл будет находиться под напряжением.

Никель

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

вольфрам

Помимо повышенной прочности и твердости, вольфрамовые сплавы в первую очередь 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

Сплавы ванадия являются отличным универсальным выбором, поскольку они обладают повышенной прочностью на разрыв, вязкостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Их часто легируют хромом, чтобы сохранить работоспособный уровень формуемости.

Применение и использование легированных сталей

Легированные стали имеют безграничное применение в самых разных отраслях промышленности.

В строительной отрасли легированные стали используются для создания широкого спектра изделий, включая балки, стержни, трубы, пластины, листы, стержни, балки и многое другое.

Крупномасштабные инфраструктурные проекты, такие как мосты, ограждения на автомагистралях, электрические опоры и железные дороги, в основном строятся из различных марок стали.

Нержавеющая сталь и другие легированные стали используются во многих приспособлениях и приспособлениях, таких как крепеж, кронштейны и розетки; список почти бесконечен.

Стальные сплавы встречаются почти 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, включающие стальные сплавы, включают в себя множество бытовых приборов, кухонное оборудование, товары для дома, контейнеры для пищевых продуктов, медицинское оборудование, автомобили, аэрокосмическую продукцию, освещение - все, от скрепки до новейшего iPhone!