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 легированные. Технически все стали являются сплавами, поскольку создаются путем соединения железа и углерода; Однако, чтобы официально называться «легированными сталями», они должны содержать один или несколько 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%, попадает в категорию высоколегированных.
Распространенные элементы легирования 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 развитие продолжается. Многие сплавы требуют термической обработки для дальнейшего улучшения своих характеристик. Хотя этот список дает представление о свойствах, на которые могут влиять различные материалы сплавов, большинство сплавов содержат два или более элементов для создания определенного желаемого эффекта. Типичным примером является серия 4100 хром-молибденовых сплавов, широко используемая во всех типах проектов, от конструкционных до военных.
Алюминий
Алюминий используется в относительно небольших количествах, в результате чего получается прочный, легкий металл с высокой коррозионной стойкостью, хотя, в зависимости от пропорций, это может происходить за счет большей хрупкости и плохой ударопрочности.
Хром
Небольшой процент хрома в сплаве может повысить твердость и ударную вязкость, хотя и с некоторой потерей пластичности. Более высокие доли хрома значительно повышают коррозионную стойкость; Нержавеющая сталь — самый известный сплав в этой категории с содержанием хрома примерно 11 % и выше.
Кобальт
Сплавы кобальта повышают твердость и заметно улучшают стойкость 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 очень эффективный 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 устойчивость к износу и ударам. Эти сплавы являются идеальным вариантом для ковки или когда металл будет подвергаться нагрузкам.
Никель
Никель, еще один раскислитель, 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 твердость при высоких температурах делает их идеальными для высокоскоростных инструментов и деталей машин, таких как сверла и режущие лезвия.
Ванадий
Сплавы ванадия представляют собой очень полный вариант, поскольку они обеспечивают большую прочность на разрыв, ударную вязкость, износостойкость и коррозионную стойкость. Их обычно легируют хромом для поддержания приемлемого уровня формуемости.
Применение и использование легированных сталей
Легированные стали имеют неограниченное применение в самых разных отраслях промышленности.
В строительной отрасли легированные стали используются для создания широкого спектра изделий, таких как балки, стержни, трубы, пластины, листы, стержни, балки и многое другое. Крупномасштабные инфраструктурные проекты, такие как мосты, дорожные ограждения, опоры и железные дороги, в основном строятся из различных марок стали. Нержавеющая сталь и другие легированные стали используются во многих крепежных изделиях и аксессуарах, таких как крепежные детали, кронштейны и розетки; список почти бесконечен.
Стальные сплавы встречаются почти повсюду и иногда в самых неожиданных местах; Например, титановая сталь в последнее время стала модной в ювелирной отрасли. Другие продукты, включающие стальные сплавы, включают в себя множество приборов, кухонную утварь, предметы домашнего обихода, пищевые контейнеры, медицинское оборудование, автомобили, аэрокосмическую продукцию, освещение... все, от скрепки до новейшего iPhone!
