182 Легирование стали
Содержание остаточной меди должно быть не более 0,3% в качественной и 0,25% в высококачественной сталях. Химический состав конструкционной легированной стали обусловлен ГОСТ
4543—57.
В табл. 47 приведен состав некоторых качественных и высоко качественных конструкционных легированных сталей.
Высококачественная сталь имеет более суженные пределы содержания углерода, чем качественная. В технически обоснован
ных |
случаях |
поставляется отборная сталь с разностью меж |
ду |
верхним и |
нижним пределами содержания углерода всего |
0,05%. |
|
|
Легированные качественная и высококачественная стали ши роко применяются в народном хозяйстве для изготовления дета лей автомобилей, самолетов, дорожных и строительных машин
и станков и т. д.
Для изготовления подшипников качения применяется шари
коподшипниковая сталь, которую выплавляют в основных элек трических или кислых мартеновских печах и поставляют потре бителям в виде горячекатаных и холоднотянутых пруктов, штанг и полос.
Состав шарикоподшипниковой стали марки ШХ15:
0.95—1,1% С; 0,2—0,4% Мп; 0,15—0,35% Si; 1,3—1,65% Сг; <0,02% S; <0,027% Р.
К группе легированных качественных сталей относится авто матная сталь, выплавляемая в мартеновских печах и конверте рах. Горячекатаная и холоднотянутая автоматная сталь кругло го, квадратного и шестигранного сечений имеет широкое приме нение при изготовлении деталей на высокоскоростных винторез ных станках и автоматах. ГОСТ 1414—54 для автоматной стали составлен неправильно, так как предусматривает раскисление алюминием и кремнием. Присутствие кремния и алюминия вы зывает образование алюмосиликатных включений, что ухудша ет обрабатываемость автоматной стали на станках, поэтому не
рекомендуется раскислять ее кремнием и алюминием. Пример ный состав автоматной стали должен быть следующим [112]: 0,10—0,13% С; 0,9% Мп; 0,22% S; 0,08% Р (без кремния и
алюминия).
Особую группу качественных сталей составляют рессорнопружинная качественная и высококачественная стали. Углеро дистые и легированные рессорно-пружинные стали изготавли вают в мартеновских печах. Высококачественные стали, более чистые по содержанию серы и фосфора, выплавляют в электро печах. Рессорно-пружинная сталь поставляется в виде прямоу гольных двояковыгнутых желобчатых, трапециевидных полос и
круглых и квадратных прутков.
Сортамент легированных сталей |
183 |
Химический состав некоторых |
сталей этой группы |
(по ГОСТ |
||||||
2052—53) приведен .в табл. 48. |
|
|
|
Таблица 48 |
||||
|
Рессорно-пружинная |
сталь |
|
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Химический состав, % |
|
|||
Группа стали |
Марка |
|
|
|
|
|
Другие |
|
стали |
с |
Si |
Мп |
Сг |
Ni |
|||
|
|
элементы |
||||||
Кремнистая .... |
55С2 |
0,52— 1,5- |
0,6— |
0,3 |
0,4 |
— |
||
Хромокремневанадие- |
|
0,6 |
2,0 |
0,9 |
|
|
|
|
|
|
1,4- |
0,4- |
0,9— |
0,4 |
0,1—0,2V |
||
вая ...................60С2ФА 0,56— |
||||||||
|
|
0,64 |
1,8 |
0,7 |
1,2 |
|
|
|
Вольфрамокремнистая |
65С2ВА |
0,61 — 1,5- |
0,7— |
0,3 |
0,4 |
0.8-1.2W |
||
Никелькремнистая. . |
|
0,69 |
2,0 |
1,0 |
|
1,4- |
— |
|
60С2Н2А 0,56— |
1,4— 0,4- |
0,3 |
||||||
Кремнемарганцовис |
|
0,64 |
1,8 |
0,7 |
|
1,7 |
|
|
60СГ |
0,55— |
1,3- |
0 8- |
0,3 |
0,4 |
— |
||
тая ...................... |
||||||||
|
|
0,65 |
1,8 |
1,0 |
|
|
|
|
Содержание в стали остаточной меди не |
превышает 0,25%. |
|||||||
По особому заказу поставляется |
отборная сталь с суженными |
|||||||
до 0,05% пределами содержания углерода, с пониженными пре делами содержания серы и фосфора.
Следующую большую группу качественных сталей состав ляют инструментальные стали, к которым относятся обычно
■стали, предназначенные для изготовления режущего и мерите льного инструментов и штампов. В зависимости от химического состава инструментальная сталь разделяется на следующие три группы: 1) углеродистая, 2) легированная, 3) быстрорежущая. Углеродистую и легированную инструментальные стали приме няют для изготовления режущего и измерительного инструмен тов и штампов. Быстрорежущая инструментальная сталь идет на изготовление режущего инструмента, работающего при вы соких скоростях резания, с большим сопротивлением износу.
Углеродистую инструментальную сталь выплавляют в основ
ных и кислых мартеновских и электрических печах. В зависи мости от химического состава сталь подразделяется на качест венную и высококачественную, более чистую по сравнению с качественной в отношении серы и фосфора. Марки углеродис
той инструментальной стали с обычным и повышенным содер
жанием марганца изготовляются в соответствии с ГОСТ
1435-—54. В качественной стали допускаются остаточные при меси не более 0,2% Сг, не более 0,25% Ni, не более 0,25% Си,
184 Легирование стали
а в высококачественной — не более 0,15% Сг, не более 0,2% Ni
и Си. В табл. 49 приведен состав некоторых марок качествен ной углеродистой инструментальной стали.
Таблица 49
|
Качественная углеродистая |
инструментальная сталь |
|
|||
Марка |
|
Химический состав, % |
|
|
||
|
|
|
s |
р |
||
стали |
с |
Мп |
Si |
|||
не |
б злее |
|||||
|
|
|
|
|||
У7 |
0,65-0,74 |
0,2-0,4 |
0,15-0,35 |
0,03 |
0,035 |
|
У10 |
0,95-1,04 |
0,15-0,35 |
0,15-0,35 |
0,03 |
0,035 |
|
У12 |
1,15—1,24 |
0,15-0,35 |
0,15-0,35 |
0,03 |
0,035 |
|
Сталь каждой марки имеет особые свойства и предназначе
на для изготовления определенных инструментов, |
работающих |
|||||||||||
в тех или иных условиях. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Быстрорежущую инструментальную сталь выплавляют в ос |
||||||||||||
новных дуговых печах. В СССР стандартизированы две |
марки |
|||||||||||
быстрорежущей инструментальной стали: |
|
Р18 и Р9. Химичес |
||||||||||
кий состав стали Р1-8 |
(по ГОСТ 5952—51) |
приведен в табл. |
50- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 50 |
||
|
|
Быстрорежущая инструментальная сталь |
|
|
|
|||||||
Марка |
|
|
|
Химический состав, |
% |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Мо |
Ni |
S |
р |
|
стали |
с |
Мп |
Si |
Сг |
W |
|
|
V |
||||
|
|
|
не более |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Р18 0,7-0,8 |
0,4 |
0,4 |
3,8—4,4 17,5-19,0 1,0-1,4 |
0,3 |
0,4 |
0,03 0,03- |
||||||
Если в стали содержится 0,3% Мо и |
более, |
то |
содержание |
|||||||||
вольфрама в |
ней |
снижают против |
указанного в |
таблице |
из |
|||||||
расчета, |
что 1 |
%Мо заменяет 2% W; к марке стали в этом слу |
||||||||||
чае добавляется буква М (Р18М или РЭМ). |
|
|
|
в. |
||||||||
Содержание молибдена допускается в стали марки Р18М |
||||||||||||
пределах 0,3—1,0%, а |
в стали марки РЭМ — 0,3—0,6%. |
|
|
|||||||||
Легированные инструментальные |
стали |
выплавляют в мар |
||||||||||
теновских и дуговых печах. Некоторые марки стали этой груп пы в соответствии с ГОСТ 5950—51 приведены в табл. 51.
Легированная инструментальная сталь имеет широкое при менение в народном хозяйстве. Из сталей перечисленных марок изготовляют всевозможные штампы, режущий и мерительный:
Сортамент легированных сталей |
18& |
инструменты, валки холодной прокатки, различные матрицы |
и |
пуансоны, пневматические зубила и т. д. Ни одно машинострои тельное, горное, нефтяное, металлургическое или деревообраба
тывающее производство не обходится без легированной инстру ментальной стали.
Особое место в народном хозяйстве занимают специальные
высоколегированные стали, к которым в первую очередь сле дует отнести высококачественные нержавеющие, жаропрочные
стали и сплавы с высоким омическим сопротивлением. Эти ста
ли и сплавы в зависимости от их назначения и применения в промышленности в соответствии с ГОСТом 5632—51 делятся на три группы:
1)нержавеющая и кислостойкая сталь;
2)окалиностойкая и жаропрочная сталь;
3)сплавы с высоким омическим сопротивлением.
Кнержавеющим относятся стали марок 1X13, 2X13, 3X13,. 4X13, Х14, Х18. Эти стали противостоят атмосферной коррозии.
Кислостойкая сталь обладает высокой сопротивляемостью-
коррозии в условиях воздействия на нее различных агрессив ных сред. К кислостойким сталям относятся стали марок Х17,
Х25, Х28, Х17Н2, ОХ18Н9, 1Х18Н9, 2Х18Н9, 1Х18Н9Т, Х18Н11Б,
Х13Н4Г9, Х18Н12М2Т, Х18Н12МЗТ. Кислотостойкая |
хромони |
|
келевая сталь марок 1Х18Н9Т и Х18Н9Б с присадкой титана |
и |
|
ниобия не подвержена интеркристаллитной коррозии, |
поэтому |
|
ее рекомендуется применять для изготовления оборудования |
и |
|
конструкций, которые после сварки не могут быть термически обработаны.
Окалиностойкие и жаропрочные стали применяются в тех случаях, когда от готовых изделий требуется высокая стойкость
против |
окалинообразования (газовой коррозии) и достаточная, |
||||
прочность при высоких температурах. К окалиностойким |
отно |
||||
сятся стали следующих марок: |
|
|
|
||
до 850—900°—Х6С, Х9С2, Х12ЮС |
|
|
|||
до 1000—1100°—Х25, |
Х28, Х25СЗН, Х25Т, Х23Н13, Х23Н18, |
||||
|
Х20Н14С2, Х25Н20С2, Х1825С2. |
|
|
||
Стали Х6С, Х9С2, Х12ЮС, Х25, Х28, Х25Т применяются для |
|||||
деталей, работающих при высоких температурах без |
нагрузки. |
||||
Хромоникелевые и хромоникелькремнистые стали этой |
группы |
||||
обладают также жаропрочностью и применяются для |
деталей,, |
||||
имеющих при указанных выше |
температурах нагрузку до. |
||||
0,5 кг/.гш2. |
|
|
|
|
|
К жаропрочным относятся стали следующих марок: |
|
||||
до |
600—650°—Х5М; |
Х6СМ, |
Х7СМ, Х10С2М, |
1Х18Н9К |
|
|
*Х13Н7С2 |
|
|
|
|
до 700—800°—Х18Н12МЗТ, 4Х14Н14В2М, Х14Н14СВ2М.
186 Легирование стали
Инструментальная
Химический
Группа стали |
|
Марка |
с |
Мп |
|
|
|
||
|
| |
Х12 |
2-2,3 |
<0,35 |
Хромистая............................................. |
1 |
Х |
0,95—1,1 |
<0,4 |
|
1 |
9Х |
0,8-0,95 |
0,25—0,35 |
Хромокремнистая.................................. |
|
9ХС |
0,85-0,95 |
0,3—0,6 |
Хромованадиевая.................................. |
|
8ХФ |
0,75-0,85 |
0,2—0,4 |
Хромовольфрамовая......................... |
|
ХВ5 |
1,25-1,5 |
<0,3 |
Хромовольфрамскремнистая ............... |
|
5ХВ2С 0,45-0,54 |
0,2—0,4 |
|
Хромовольфрамомарганцевая............... |
|
ХВГ |
0,9-1,05 |
0,8—1,1 |
Хромоникельтитановая....................... |
|
5ХНТ |
0,5-0,6 |
0,5—0,8 |
Высоколегированные
__________________________________________________________________________ j.
|
Марка стали |
|
Химический |
||
Группа стали или сплава |
|
|
|||
или сплава |
с |
Si |
|||
|
|||||
Хромистая |
Г |
1X13 |
<0,15 |
0,6 |
|
' |
Х17 |
<0,12 |
0,8 |
||
|
Х28 |
<0,15 |
1,0 |
||
|
|
|
|||
Хромоникелевая |
|- |
1Х18Н9Т |
<0,14 |
0,8 |
|
| |
Х23Н18 |
|
|
||
|
<0,2 |
1,0 |
|||
Хромоникелькремнистая |
|
|
|||
Х25Н20С2 |
<0,2 |
2-3 |
|||
Хромомарганцевоникелевая............... |
Х13Н4Г9 |
0,15-0,3 |
0,8 |
||
Хромокремнистомолибденовая .... |
|
Х7СМ |
<0,15 |
1,5-2 |
|
Хромоникельмолибденотитановая . . |
Х18Н12М2Т |
<0,12 |
0,8 |
||
Хромоникелевый сплав....................... |
|
Х20Н80 |
<0,15 |
0,5 |
|
Хромоалюминиевый сплав................... |
|
1Х17Ю5 |
<0,12 |
1,2 |
|
Сортамент легированных сталей |
187 |
|
|
|
|
|
Таблица 51 |
|
легированная сталь |
|
|
|
|
|
|
состав, % |
|
|
|
|
|
|
Si |
Сг |
|
|
W |
V |
Ti |
<0,4 |
11—13 |
|
|
— |
— |
— |
<0,35 |
1,3—1,6 |
|
— |
— |
— |
|
0,25—0,45 |
1,4—1,7 |
|
— |
— |
— |
|
1,2-1,6 |
0,95—1,25 |
|
— |
— |
— |
|
<0,35 |
0,5—0,8 |
|
— |
0.15-0,3 |
— |
|
<0,3 |
0,4—0,7 |
4,5—5,5 |
0,15—0,3 |
— |
||
0,5—0,8 |
1,0—1,3 |
|
2—2,5 |
— |
— |
|
0,15—0,35 |
0,9—1,2 |
|
1,2—1,6 |
— |
— |
|
<0,35 |
0,9-1,25 |
1,4-1,8 |
— |
. 0,08-0,15 |
||
|
|
|
|
|
Таблица 52 |
|
стали и сплавы |
|
|
|
|
|
|
состав, % |
|
|
|
|
|
|
Мп |
Сг |
|
Ni |
Мо |
Ti |
Примечание |
|
|
|||||
0,6 |
12-14 |
|
<0,6 |
— |
—, |
|
0,7 |
16-18 |
|
<0,6 |
— |
— |
|
0,8 |
27-30 |
|
<0,6 |
— |
— |
Может быть |
2,0 |
17-20 |
|
8-11 |
— |
(С—0,03) 5 |
|
|
|
|
|
|
|
без титана |
2,0 |
22-25 |
|
17—20 |
— |
— |
|
1,5 |
23-27 |
|
18-21 |
— |
— |
|
' 8-Ю |
12-14 |
3,5-5,0 |
— |
|
|
|
0,7 |
6,5-8 |
|
— |
0,45-0,6 |
— |
|
2,0 |
16-19 |
|
11-14 |
2-3 |
0,3-0,6 |
Остальное |
1,5 |
20-23 |
|
75—78 |
|
— |
|
|
|
|
|
|
|
железо |
0,7 |
16-19 |
|
0,6 |
— |
— |
4—6% А1 |