Разница между легированной и нелегированной сталью – Разница Между – 2021

В чем разница между легированной и нелегированной сталью? Легированная сталь состоит из большого количества углерода. В нелегированной стали содержание углерода меньше или отсутствует.

Основное отличие – сплав против нелегированной стали

Легированная и нелегированная сталь – это химические термины, используемые для обозначения двух типов стали. Сталь – это металлический сплав. Он состоит из железа и некоторых других элементов, таких как углерод. Нелегированная сталь не имеет элементов, добавляемых в сталь при выплавке. Сталь широко используется во всем мире по нескольким причинам, таким как низкая стоимость, простота производства, прочность и т. Д. Существуют различные сорта стали в зависимости от их свойств. Легированная сталь является одним из видов стали и имеет большое количество других элементов, кроме железа и углерода. Основное различие между легированной и нелегированной сталью заключается в том, что в легированной стали другие элементы добавляются в железо во время плавки, тогда как в нелегированной стали никакие элементы не добавляются во время плавки.

Ключевые области покрыты

1. Что такое легированная сталь
      – определение, свойства
2. Что такое нелегированная сталь
      – определение, свойства
3. В чем разница между легированной и нелегированной сталью
      – Сравнение основных различий

Ключевые термины: сплав, легированная сталь, углерод, хром, высоколегированная сталь, промежуточный сплав, железо, металл, нелегированная сталь, низколегированная сталь, плавка, сталь, замещающий сплав

difference-between-alloy-and-non-alloy-steel.jpg

Нелегированная сталь

Нелегированная сталь представляет собой смесь практически одного железа. Из-за своего состава этот сплав хорошо поддается тепловой обработке, поэтому чаще всего из него производят различные инструменты.

Такая инструментальная сталь также используется и для производства корпусов, гвоздей, резцов, болтов, а также других крепежных элементов и режущего инструмента. Чаще всего такой вид стали производят в мартеновских печах, а изделия из нее могут выдерживать температуру до 450 градусов Цельсия.

Определение

Углеродистая нелегированная сталь – сложный железоуглеродистый сплав, в котором доля углерода составляет от 0,06 до 0,62%. В ней отсутствуют специально введенные легирующие элементы, но присутствуют раскислители и технологические примеси. В целом количество других компонентов, кроме железа (Fe) и углерода (С), лежит в пределах 0,8…1,5%.

На углеродистые стали классификация предполагает разделение сразу на несколько групп. При этом категории охватывают различные марки сталей со схожими качествами и технологическими характеристиками, что упрощает выбор на практике и позволяет потребителю более грамотно ориентироваться в широком и разнообразном марочном ассортименте.

Классификация углеродистых сталей

Сталь — критерии разделения

Классификация марок стали производится в зависимости от их химического состава, использования, а также механических или физических свойств.

По химическому составу сталь делится на:

  • легированную,
  • низколегированную,
  • высоколегированную,
  • углеродистую,
  • низкоуглеродистую,
  • среднеуглеродистую,
  • высокоуглеродистую.

По назначению сталь делят на:

  1. конструкционную сталь;
  2. инструментальную;
  3. специальную.

Что такое легированная сталь

Легированная сталь – это вид стали, состоящий из железа, углерода и некоторых других элементов. Другие элементы, присутствующие в нем, обычно включают марганец, кремний, никель, титан, медь и хром. Эти элементы называют элементами сплава, потому что они смешаны вместе, чтобы сформировать сплав. Целью добавления этих элементов является улучшение свойств стали. Легированная сталь может быть разделена на две категории следующим образом:

  • Низколегированная сталь
  • Высоколегированная сталь

Существует два вида легированной стали: низколегированная и высоколегированная. Низколегированная сталь имеет небольшое количество легирующих элементов. Высоколегированная сталь имеет большое количество легирующих элементов. Легированная сталь устойчива к коррозии благодаря наличию таких элементов, как хром. Обычно для улучшения твердости и долговечности стали добавляют легирующие элементы.

Например, нержавеющая сталь – это легированная сталь. Он содержит около 10% хрома вместе с железом и углеродом в смеси элементов. Благодаря своей антикоррозионной стойкости нержавеющая сталь используется для изготовления кухонных предметов.

difference-between-alloy-and-non-alloy-steel.jpg

Рисунок 1: Наручные часы из нержавеющей стали. Нержавеющая сталь является хорошим примером легированной стали.

Существует два основных типа сплавов: замещающие сплавы а также межузельные сплавы, Когда в производстве сплавов используется расплавленный металл, размер атомов будет определять, какой тип будет образован. Если атомы металлов, которые будут смешиваться, имеют относительно одинаковые размеры, образуется тип сплава замещения, но если атомы металла одного типа меньше, чем другой тип, образуется промежуточный сплав.

Обработка стали

расшифровка марки стали

Наиболее распространенные виды обработки — это:

  • прокат (горячий или холодный),
  • вытяжка (горячая или холодная),
  • прессование,
  • ковка.

Температура, разделяющая процессы горячего и холодного металлопроката, является статической температурой рекристаллизации, то есть температурой, при которой измельченное зерно возвращается в исходную форму в течение 1 часа.

Под термической обработкой понимается нормализация и термическое улучшение, то есть закалка и отпуск. Массовое содержание углерода в сплаве, равное 2,11%, является предельным содержанием между сталью и чугуном. Конструкционные стали содержат углерода примерно в 10 раз меньше. Процентное содержание других элементов, присутствующих в сплаве, определяет, классифицируется ли данная сталь как нелегированная или легированная.

На сталеплавильном заводе, по желанию заказчика, может проводится контрольный анализ химического состава стали в образцах готовой продукции. Отклонения содержания отдельных элементов от ковшевого анализа не должны превышать стандартных отклонений.

Классификация по способу раскисления

Процесс раскисления стали является важным технологическим этапом, определяющим зерно и однородность металлической структуры. Он тесно связан с дегазацией расплавленного метала и основан на введении раскислителей – кремния, марганца и алюминия. Когда остывание в изложницах происходит спокойно и без активного выделения газов, напоминающего кипение, это минимизирует концентрацию газов и неметаллических включений в металле.

По степени раскисления углеродистые стали разделяются на три вида:

  • кипящие. Менее качественные и наиболее дешевые марки. Проявляют наибольшую склонность к старению, а также к трещинообразованию после сварки;
  • полуспокойные. Раскилены не до конца и поэтому по своим параметрам и качеству занимают среднее положение между кипящими и спокойными сталями;
  • спокойные. Являются наиболее раскисленными и качественными, так как отличаются мелкозернистой структурой и химической однородностью. Более дорогие, но по сравнению с кипящими и полуспокойными обладают лучшими технологическими характеристиками и более высокими механическими свойствами.

Классификация по качеству

Нелегированная сталь разделяется на марки обыкновенного качества, качественные и высококачественные. Классификация выполняется на основе качественных характеристик металла, которые в основном формируются на стадии выплавки и определяются содержанием вредных технологических примесей фосфора (P) и серы (S).

  • Углеродистые стали обыкновенного качества. В их составе количество углерода не превышает 0,49%, а содержание постоянных технических примесей серы и фосфора лежит в пределах 0,04…0,06%. Они могут выплавляться в мартеновских, кислородно-конвертерных и электродуговых печах и имеют феррит-перлитную структуру. Поставляются согласно ДСТУ 2651/ГОСТ 380. Стандарт допускает химическую неоднородность металла и повышенное содержание марганца (Mn).
  • Качественные стали. Их отличает пониженное содержание серы и фосфора, количество которых строго контролируется и не должно превышать 0,035%. Обладают улучшенными механическими характеристиками и после термоупрочнения имеют структуру «феррит + перлит». Могут выплавляться в разных сталеплавильных агрегатах промышленного типа. Поставляются в соответствии с ДСТУ 7809 и ГОСТ 1050.
  • Высококачественные стали. Марки с точно регламентированным содержанием серы и фосфора и однородной мелкозернистой структурой. Массовая доля S и P в них не превышает 0,03%.

Характеристика легированных сталей

Характеристика легированных сталей

Легированная сталь представляет собой сталь, которая кроме обычных примесей оснащена еще и дополнительными добавочными веществами, которые необходимы для того, чтобы она соответствовала тем или иным химическим и физическим требованиям.

Обычная сталь состоит из железа, углерода и примесей, без которых невозможно себе представить данный материал. В легированную сталь добавляются дополнительные вещества, которые получили название легирующих. Они используются для того, чтобы сталь стала обладать такими свойствами, которые необходимы в тех или иных ситуациях.

В большинстве случаев в качестве легирующих элементов к железу, примесям и углероду добавляются: никель, ниобий, хром, марганец, кремний, ванадий, вольфрам, азот, медь, кобальт. Также не редко в таком материале отмечаются такие вещества, как молибден и алюминий. Для придания прочности материалу в большинстве случаев добавляется титан.

Такой вид стали имеет три основные категории. Отношение легированной стали к той или иной группе обусловлено тем, сколько в ней содержится стали и примесей, а также легированных добавок.

Виды легированной стали

Есть три основных вида стали с легирующими элементами:

  • Низколегированная сталь.

Она характеризуется тем, что в ней содержится около двух с половиной процентов легирующих дополнительных элементов.

  • Среднелегированная сталь.

Данный материал имеет в своем составе от 2.5 до 10 процентов легирующих дополнительных веществ.

  • Высоколегированная сталь.

Легированная сталь
К данному виду относятся стальные материалы, количество легирующих добавок в которых превышает десяти процентов. Количество этих компонентов в такой стали может достигать пятидесяти процентов.

Назначение легированной стали

Легированную сталь широко применяют в современной промышленности. Она обладает высоким уровнем прочности, что позволяет изготовлять из нее оборудование для резки и рубки металлического проката самых разных видов.

По своему назначению стали легированного типа могут быть представлены большим количеством групп.

Основными из них являются:

  • конструкционная легированная сталь,
  • инструментальная легированная сталь,
  • легированная сталь с особыми химическими и физическими свойствами.

Характеристики легированных сталей могут быть разнообразными. Они их приобретают благодаря соотношению основных элементов. Стали такого типа являются в любом случае более прочными и устойчивыми к образованию коррозии.

Классификация материала и применение марки

Марка:
Классификация материала:

Марки стали

Марку стали на rusmetprom.ru можно определить тремя способами, указав:

  • буквы и цифры, обозначающие применение, механические и другие свойства,
  • буквы и цифры, обозначающие химический состав стали,
  • номер стали.

Первый способ необходим конструктору, второй способ — технологу-сварщику, а третий метод удобен для выставления счетов, особенно при использовании электронной обработки данных.

Обозначение сорта по первому способу включает два основных символа и как минимум один дополнительный символ.

Современные марки стали обеспечивают не только повышенную прочность, но и очень хорошую свариваемость и коррозионную стойкость. Они также легче, что обеспечивает экономию на сборке, транспортировке, сборке и использовании самой конструкции. Сталь — это строительный материал, который можно перерабатывать.

Сталь инструментальная для горячих работ — применение и спецификация

Инструментальные стали, легированные для горячей обработки, характеризуются рабочей средой в диапазоне температур 250-700 ℃. Они используются в качестве сталей для ножей горячей резки, кузнечных прессов, сталей для форм для литья под давлением, форм для производства и обработки твердых и жидких металлов. Изделия из инструментальной стали характеризуются коррозионной стойкостью, соответствующей пластичностью, стойкостью к огнестойкости, термостойкостью, очень высокой прочностью, твердостью и устойчивостью к истиранию при высоких температурах.

Другие марки из этой категории:

  • Марка Сталь легированная
  • Марка Сталь с особыми свойствами

Теплоустойчивая качественная конструкционная сталь ГОСТ 20072-74

Нормативный документ: качественная конструкционная легированная сталь теплоустойчивая изготовляется согласно ГОСТ 20072-74.

Классификация теплоустойчивой стали

По видам обработки сталь подразделяют:

  • горячекатаная;
  • кованая;
  • калиброванная;
  • калиброванная шлифованная.

По состоянию материала:

  • без термической обработки;
  • термически обработанная — Т;
  • нагартованная — Н (для калиброванной стали).

По назначению:

  • а — для горячей обработки давлением;
  • б — для холодной механической обработки (обточки, строжки, фрезерования и другой обработки по всей поверхности);
  • в — для холодного волочения (подкат).

Марки теплоустойчивой конструкционной стали

Марки стали: 12МХ, 12Х1МФ, 25Х1МФ, 25Х2М1Ф, 20Х1М1В1ТР, 20Х1М1В1БР, 20Х1МФ, 18Х3МВ, 20Х3МВФ, 15×5, 15Х5М, 15ХВФ, 12Х8ВФ.

Обозначение марок стали: наименование состоит из обозначения элементов и следующих за ними цифр, указывающих среднюю массовую долю легирующего элемента в целых единицах, кроме элементов, присутствующих в стали в малых количествах. Цифры перед буквенным обозначением указывают среднюю или максимальную массовую долю углерода и стали в сотых долях процента. Сталь, полученную методом электрошлакового переплава, обозначают через тире в конце наименования марки буквой — Ш.

Применение теплоустойчивой конструкционной стали

Изготовление деталей, работающих в нагруженном состоянии при температуре до 6000С в течение длительного времени.

Свариваемость: ограниченно или трудносвариваемая.

Таблица маркировки сталей

В таблице приведено содержание элементов в распространенных марках стали.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...