Строительные низколегированные стали

Основной продукцией черной металлургии является углеродистая сталь (до 90%), и только 10% - это легированные стали. Углеродистая сталь промышленного производства – сложный по химическому составу сплав. Кроме железа в ней имеется много элементов, наличие которых обусловлено технологическими особенностями производства.

Сталями называют сплавы железа, в которых содержание углерода ограничено 2%. При увеличении содержания углерода увеличивается прочность и уменьшается пластичность сталей.

Низколегированными называются стали, содержащие не более 0,22 % С и сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов: до 1,8 % Мn, до 1,2 % Si, до 0,8 % Сr, а также до 0,8 % Ni, до 0,5 % Си, до 0,15 % V, до 0,03 % Ti, до 0,15 % N и других порознь или совместно.

Эти стали содержат 5% легирующих элементов, которые вводят для увеличения закаливаемости, прокаливаемости, уменьшения деформаций и опасности растрескивания инструментов. Хром – постоянный элемент низколегированных сталей.

По структуре низколегированные стали относятся к заэвтектоидным сталям перлитного класса. Их подвергают неполной закалке от температуры несколько выше точки А₁и низкому отпуску. Структура мартенсита и избыточных карбидов (легированный цементит) обеспечивает им твердость (62- 69 HRC) и высокую износостойкость.

К этим сталям относятся стали 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 14Г2, 17ГС, 15ГФ, 15Г2СФ, 10Г2Б, 15ХСНД, 10ХНДП и многие другие. Стали в виде листов, сортового фасонного проката применяют в строительстве и машиностроении для сварных конструкций, в основном без дополнительной термической обработки.

Низколегированные низкоуглеродистые стали хорошо свариваются. Это значит, что они не образуют при сварке холодных и горячих трещин и свойства сварного соединения и участков, прилегающих к нему (зоны термического влияния), близки к свойствам основного металла.

Легирующие элементы, растворяясь в феррите, уменьшая размер зерна и увеличивая склонность аустенита к переохлаждению, способствуют измельчению карбидной фазы, поэтому низколегированные стали по сравнению с углеродистыми сталями обыкновенного качества (Ст2, СтЗ, Ст4) имеют более высокие значения временного сопротивления и предела текучести при сохранении хорошей пластичности, меньшей склонности к старению и хрупким разрушениям (низкий порог хладноломкости).

Введение меди, никеля или одновременно меди и фосфора увеличивает коррозионную стойкость сталей в атмосферных условиях (стали 10ХНДП, 15ХСНД) и понижает порог хладноломкости.

Низколегированные стали иногда поставляют после нормализации (или нормализации и высокого отпуска). Нормализация несколько повышает временное сопротивление и предел текучести и, измельчая зерно, улучшает пластичность и вязкость, уменьшая склонность к хрупкому разрушению. Некоторые стали (14Г2, 17ГС, 15ХСНД) применяют после закалки и отпуска, что значительно повышает их прочность, понижает порог хладноломкости и склонность к старению.

Стали Х, 9ХС, ХВГ, ХВСГ относят к сталям с глубокой прокаливаемостью. Сталь 9ХС в отличие от х (1,5%Cr) имеет более высокую устойчивость к разупрочнению при отпуске (до 260^ОС), повышенные эксплуатационные свойства; ее применяют для изготовления фрез, сверл, резьбонарезных и других инструментов с поперечным сечением до 35 мм. Недостаток стали 9ХС - склонность к обезуглероживанию. Сталь ХВГ характеризуется малой деформацией при закалке. Применяют ее в основном для длинных стержневых инструментов (сверла, развертки, протяжки и т.п.) с поперечным сечением до 45 мм.