Легированные стали

К данной группе относятся низко- и среднелегированные стали (20Х, 15ХФ, 25ХГТ) с содержанием углерода 0,1…0,3%, обеспечивающие после ХТО, закалки и низкого отпуска высокую поверхностную твердость (НRС 58…62) при вязкой и достаточно прочной сердцевине (σ_В = 700…1100 МПа, КCU= 0,6…1,0 МДж/м², НRC = 35…45). Эти стали используют для изготовления деталей машин и приборов (кулачков, зубчатых колес) испытывающих переменные и ударные нагрузки и одновременно подверженных износу.

Цементуемые легир. стали по механическим свойствам подразделяют на 2 группы:

- стали средней прочности с σ_Т менее 700 МПа (15Х, 15ХФ);

- стали повышенной прочности с σ_В = 700…1100 МПа

(12Х2Н4А, 18Х2Н4МА).

Хромомарганцевые стали (18ХГТ, 25ХГТ), широко применяемые в автомобилестроении, содержат по 1% хрома и марганца (дешевого заменителя никеля). Их недостатком является склонность к внутреннему окислению при газовой цементации, что приводит к снижению предела выносливости. Этот недостаток устраняется легированием молибденом (25ХГМ).

Для работы в условиях изнашивания используют сталь 20ХГР, легированную бором (0,001…0,0055). Бор повышает прокаливаемость и прочность стали, но снижает ее вязкость и пластичность. Дополнительное введение в сталь 1% никеля (20ХГНР) приводит к увеличению ее пластичности, вязкости и прокаливаемости.

В хромоникелевых сталях ( 12ХН3А, 12Х2Н4А, 20ХН3А и др) при закалке в масле в сердцевине формируется структура нижнего бейнита либо низкоуглеродистого мартенсита. Такая структура обеспечивает сочетание высокой прочности и вязкости (σ_В=950…1300 МПа, КСU=0,8…0,9 МДж). Эти стали применяют для крупных деталей ответственного назначения.

Хромоникельмолибденовая (вольфрамовая) сталь 18Х2Н4ВА (18Х2Н4ВА) относится к мартенситному классу и закаливается на воздухе, что способствует уменьшению коробления. Молибден увеличивает прокаливаемость цементного слоя, хром и марганец увеличивает прокаливаемость сердцевины.

В цементованном состоянии данную сталь применяют для изготовления зубчатых колес авиационных двигателей, судовых редукторов и других крупных деталей особо ответственного назначения. Эту сталь используют также как улучшаемую при изготовлении деталей, подверженных большим ударным нагрузкам.