Как известно, повышения прочности, твердости, коррозийной устойчивости, пластичности, высоких технологических качеств добиваются путем легирования – добавления различных элементов к железу. Высоколегированные стали, особенно нержавеющие, согласно ГОСТ, содержат минимум 10% присадок, гарантирующих подобные свойства.

Существует продукция из низколегированных сталей, которые относятся к классу черных металлов, однако имеют достаточные качества прочности и твердости вследствие присадок из недефицитных, невысокой стоимости элементов. Общее содержание хрома, молибдена и никеля составляет в них от 2,7% до минимума, содержащегося в «нержавейке».

Типы низколегированных сталей

Внутри класса низколегированных сталей в качестве основных выделяются следующие подгруппы:

• высокопрочные — стали специального назначения, состав которых подобран с учетом сопротивляемости атмосферным проявлениям и придания высоких механических качеств. Их не относят к легированным материалам именно из-за специфики предназначения. В них мало углерода – 0,05–0,25%, содержание магния – до 2,0%, что дает возможность получать требуемую деформируемость и свариваемость. В такой стали могут присутствовать незначительные добавки хрома, никеля, молибдена, меди, азота и др. в различных вариантах в зависимости от требуемых свойств
• сверхвысокопрочные — стали среднеуглеродистые с минимумом текучести в 1380 МПа, относящиеся к конструкционным сталям, содержащим 0,2% C и 2,3% легирующих элементов. К ним относятся стали 09Г2,14Г2 c Mg и стали 12ГС, 17ГС, 09Г2С с MG и Si
• атмосферостойкие – материалы с добавлением меди, которые проявляют высокие прочностные качества по отношению к коррозии, будучи неокрашенными
• микролегированные – материалы с содержанием 0,2% углерода и микроприсадками Al, Сг, Zг, V, Ті, Nb, Мо

Низколегированные стали, в зависимости от содержания добавочных элементов, имеют обширное количество марок. Наиболее часто используются 10ХСНД и 09Г2С.

Требования к низколегированным сталям и применение

К низколегированным сталям предъявляются достаточно жесткие требования: высокая прочность, незначительная возможность разрушения (порог хладноломкости), хорошая свариваемость, обрабатываемость, пластичность. Конструкции из низколегированных сталей в строительной сфере вместо углеродистых повышают надежность зданий, экономя при этом металл из-за уменьшения массы конструкций (до 80%). Поэтому сегодня больше половины выпускаемых низколегированных сталей необходимы именно для строительства, а также в трубной промышленности, машиностроении, судостроении и др.

Предъявляемые требования получают реализацию в ходе металлургического процесса, в котором изменяется химический состав металла, меняется технология и режимы придания ему нужных свойств и качеств. Как правило, низколегированные материалы поставляются в горячекатаном виде с особой феррито-перлитной структурой. Нормы химического состава и механических свойств низколегированных сталей отражены в ГОСТ 19281—73 и ГОСТ 19282—73.

Американский институт стали и сплавов (AISI) имеет собственную маркировку произведенной стальной продукции, которая используется в США и ЕС. Цифровое обозначение применяется для углеродистых и легированных сталей, определяя группу стали и количество углерода, в ней содержащееся, умноженное на 100. Буквенная маркировка говорит о наличии в стали определенных легирующих примесей, а также отмечает ее некоторые признаки, например, что она выплавлена в электропечи или имеет повышенное содержание серы и фосфора.

Характеристики AISI 304

Сталь 304 представляет собой высоколегированную сталь с низким содержанием углерода (< 0,08 %), т.е. входит в класс аустенитных сталей, отличающихся антикоррозийной стойкостью, жаропрочностью, устойчивостью к агрессивной среде. Добавление к стали 304 буквы L свидетельствует о наличии всего 0,03 % углерода («H» показывает более высокое его содержание).

Легирование марки, повышающее ее эксплуатационные свойства, производят с помощью добавок хрома, делающего сталь AISI 304 нержавеющей; никеля, укрепляющего кристаллическую структуру, повышающего прочность, улучшающего пластичность и возможности последующей технологической обработки. Кроме Cr и Ni улучшают качества стали 304 дополнительные примеси:

• азот – для улучшения коррозийной устойчивости (иногда вместо углерода и никеля)
• марганец – большое количество делает сталь хрупкой, но в нужных количествах усиливает ее твердость
• титан – кроме таких же качеств, как и у других добавок, способствует изменению структуры кристаллитов и способствует улучшению последующей обработки
• ниобий – добавляется редко, но также улучшает прочность и коррозийную устойчивость
• молибден – способствует созданию однородной структуры стали, повышая ее прочность
• вольфрам – для усиления устойчивости к высоким температурам + твердость
• кремний – способствует повышению упругости и антикоррозийных качеств
• ванадий – повышает ее износоустойчивость, прочность, твердость

Аналогом стали AISI 304 в России по ГОСТ предстает марка 08Х18Н10, а AISI 304 L – 03Х18Н11 – кислотостойкие и способные выдержать температуру до 900°С (кратковременно) металлы. У них хорошие механические характеристики, что расширяет их применение в различных сферах экономики.

AISI 304 – основная марка среди нержавеющих сталей

Качественные характеристики позволяют использовать сталь 304 там, где стальной продукции необходимо выдерживать высокие температуры, агрессивное химическое воздействие, включая не только дымоходы, системы вентиляции, но и атомные реакторы, и теплоэнергетические установки. Антикоррозийные свойства ценятся при транспортировке и хранении вина, молока, пива, химреактивов, в изготовлении бытовых кухонных принадлежностей и др.

Применяется данная марка для нужд архитектурного декора, в трубах различного назначения, в т.ч. автомобильных выхлопных. Большое значение нержавейка AISI 304 имеет для производства хирургического оборудования, медицинских игл. Без нее не обходятся буровые установки, бумажная промышленность, судовое и текстильное оборудование, сантехническая арматура, иглы для подкожных инъекций, ГОКи и многое другое.

Любая нержавейка представляет собой сплав железа и хрома, где последний обеспечивает те самые антикоррозийные свойства. Эта защита – не что иное, как тонкий слой оксида хрома, выступающий на поверхности металла, который, тем не менее, является крайне устойчивым даже при сильном химическом или механическом воздействии. Как результат, нержавеющая сталь становится крайне практичным материалом, к тому же ее внешний вид отличается эстетичностью и благородством.

Различные марки нержавеющей стали демонстрируют разные по своему уровню антикоррозийные свойства. Наиболее полно и в большей степени они проявляются в нержавейке монель (нержавеющая сталь 316l) – материале, максимально устойчивом к воздействию щелочей, кислот, включая серную и соляную, солей, масел, безинов, газов и прочих агрессивных веществ и сред.

Состав нержавеющей стали aisi 316l

Изготавливают монель по ГОСТу, разработанному для стали марки 03X17H14М3. В классификации AISI материал с обозначением 316L имеет следующий состав (процентное содержание, %):

• Cr – 16,0-18,0
• Ni – 10,0-15,0
• Mo – 2,0-3,0
• Mn – 2,0
• Si – 0,75
• P – 0,04
• C – 0,035
• S – 0,03

Такой сплав называют улучшенной версией стали 304, чего удалось достичь увеличением содержания никеля и молибдена. Это повысило коррозионное сопротивление металла, в том числе в хлористых средах, а также парах уксусной кислоты. Отличную стойкость сталь 316l демонстрирует в морской воде и в условии полярных температур.

Применение нержавеющей стали 316l

Конструкционная криогенная сталь 316l, равно как и её более дешевый аналог – коррозионно-стойкая обыкновенная сталь AISI 316 Ti, находят применение в медицине, пищевой и химической промышленности, а также в ювелирном производстве. Сегодня из этой нержавейки нередко изготавливают отдельные элементы дорогостоящих часов или высококачественной бижутерии, поскольку этот материал не только невероятно прочен, но и эстетичен и не вызывает раздражения кожи.

Это делает его популярным и в медицине, где соответствующая всем современным гигиеническим требованиям сталь AISI 316l идет на производство медицинского оборудования. Больше того, её повышенная химическая устойчивость позволяет применять нержавейку в качестве медицинских изделий, вживляемых в человеческий организм.

Повышенное содержание молибдена делает сталь 316L более стойкой к химическому воздействию, нежели традиционную хромоникелевую нержавейку. Это свойство материала активно используют производители посуды, которая считается абсолютно безопасной для приготовления любой пищи. Эта сталь соответствует самым высоким токсикологическим и гигиеническим требованиям, предъявляемым к любому оборудованию для пищевой промышленности.

Среди прочих сфер применения нержавеющей стали aisi 316l можно выделить производство оборудования для продовольственной, горнодобывающей, бумажно-целлюлозной, фармацевтической и нефтехимической сфер, а также изготовление ёмкостей для перевозки и хранения большинства коррозионных жидкостей.

Любой кухонный режущий инструмент из металла должен отвечать целому ряду требований, в первую очередь, гигиеническим. Очевидным выбором здесь стала нержавейка, т.е. коррозионно-стойкая, высоколегированная, жаропрочная сталь повышенной прочности и твердости марки 40х13. Её часто называют ножевой сталью, однако идет данный материал не только на изготовление ножей, но и на производство шариковых подшипников, рессор, пружин и всевозможного мерительного инструмента.

Микроструктура подобного сплава в его закаленном состоянии включает карбиды, мартенситы и небольшое процентное содержание остаточного аустенита. Всё это обеспечивает высокий уровень коррозионной стойкости (выше только у нержавейки 30Х13). При этом данный материал не является свариваемым, а выплавляется он в открытых электродуговых или индукционных печах при t=850-1100°C. Во избежание деформаций металла сталь 40х13 нагревают относительно медленно, после чего так же медленно охлаждают с помощью песка.

Характеристики стали марки 40х13

Химический состав ножевой стали 40Х13 представлен на следующей диаграмме:

Закалка данного материала производится при температуре 1030-1050^oC, при ковке же металл приходится нагревать до 1200^оС. По окончании механической обработки сталь 40х13 сечением не более 200 мм дополнительно подвергается низкотемпературному отжигу. Твердость готового обработанного материала составляет 143-229 МПа (HB 10^-1), а удельный вес 7650 кг/м³.

В целом, физические свойства стали 40X13 делают её похожей на большинство инструментальных сталей. Она незаменима при изготовлении бытового и хирургического режущего инструмента, однако не менее популярна в производстве:

• осей
• втулок
• валов
• корпусов
• лопастей турбин
• болтов
• гаек
• карбюраторных игл и т.п.

Заметим, что любые изделия из данного металла способны длительно находится в любых коррозионных средах, температура которых достигает 400-450°С.

Применение стали 40X13

Высокая коррозионная стойкость марки стали 40х широко востребована авиаконструкторами, которые нуждаются в материале, дополнительно обладающем повышенной прочностью и используемом для производства деталей, работающих на износ в условиях огромных механических нагрузок.

Несмотря на своё название, эта ножевая сталь имеет удовлетворительную стойкость ножевой кромки. Она относительно мягкая, однако при качественной закалке способна демонстрировать отличную твердость (57 HRC). С другой стороны, мягкость металла позволяет легко затачивать ножи, в то время как антикоррозионная устойчивость становится главным критерием выбора при поиске лучшего материала для ножей, используемых дайверами, рыбаками или водолазами. Ножи из стали 40х13 никогда не ржавеют, не нуждаются в каком-либо уходе, именно поэтому сегодня данный материал идет на изготовление самого разного режущего инструмента хозяйственно-бытового и сувенирного назначения. При этом его получение не связано с серьезными затратами, что позволяет отнести сталь 40х13 к разряду дешевых нержавеющих металлов.

Характеристики этого материала полностью соответствуют параметрам коррозионностойкой жаропрочной стали мартенситного класса. Это крайне износостойкий материал, способный работать одновременно при высоких температурах и в слабоагрессивных средах. Химический состав стали 30х13 (или x30cr13) – более усовершенствованного аналога марки 40х13 – представляет собой следующее сочетание элементов: (процентное содержание, %):

• Cr – 12,0-14,0
• Si – 0,8
• Mn – 0,8
• Ni – 0,6
• C – 0,3
• Cu – 0,3
• P – 0,03
• S – 0,025
• Ti – 0,2

Этот металл не годится для сварочных работ, однако изначально ему присуще отсутствие хрупкости и возможности появления внутренних дефектов. Столь надежная сталь была специально разработана для изготовления деталей, подвергающихся сильным температурным нагрузкам. Импортными аналогами стали 30х13 следует считать следующие марки:

• Америка – AISI 420
• Германия – 1.4028
• Франция – 410F21
• Япония – SUS420J2
• Китай – 3Cr13
• Италия – GX30Cr13

Механические свойства

Механические свойства стали марки 30Х13 представлены в следующей таблице:

Данный материал является высоколегированным и жаростойким, при этом ковка металла производится при температуре 1180-900°С, после чего в обязательном порядке применяется воздушное охлаждение заготовки. Здесь нельзя говорить о высокой пластичности стали (более пластичным аналогом выступает марка 20Х13), однако этого и не требуется при создании таких ответственных деталей, как пружины или шестерни. Вместе с тем, добиться требуемых характеристик от стали марки 30Х13 помогает исключительно специальная термическая обработка. В её результате полученные детали в состоянии выдерживать относительно большие циклические нагрузки при нахождении в агрессивной коррозионной среде. Примером такого использования могут стать элементы паровой  арматуры, работающие при 450°С на протяжении максимально долгого времени.

Технология производства стали 30х13, которая включает в себя сочетание закалки и низкого отпуска, наделяет металл структурой отпущенного мартенсита. Это идеальный вариант для изготовления деталей компрессоров и прочего оборудования, использующего в своей работе, в том числе высокие температурные условия.

Сферы применения стали 30х13

Характеристики и свойства данного сплава отлично подходят для производства высококачественного измерительного и режущего инструмента, пружин, штоков поршней, карбюраторных игл, а также различных элементов агрегатов, вынужденных работать в слабоагрессивных средах при высокой температуре (до +450^оС). Благодаря повышенной твердости сталь марки 30Х13 крайне востребована в авиастроении, где встречается главным образом в пружинах и плоских эксцентрических кольцах, фиксирующих детали в корпусах различных устройств и механизмов. Для достижения необходимых параметров металла эту мартенситную сталь хромистого типа обязательно следует подвергать предварительной закалке и отпуску (охлаждению).

Главными характеристиками этой высоколегированной нержавеющей стали принято считать повышенную коррозионную и жаростойкость, которые во многом и определяют сферы её применения. Материал марки 08Х18Н10Т довольно популярен среди большинства потребителей нержавейки под названием техническая нержавеющая сталь. Аналогами этого металла, согласно градации Американского института стали и сплавов (AISI), выступают материалы следующих марок:

• AISI 304
• AISI 32
• AISI 321

О химическом составе стали 08х18н10т

В данном случае мы имеем материал с довольно сильной хромо-никелевой группой:

• хром – 18%
• никель – 10%
• углерод – 8%
• титан – 1%

Это оптимальный состав для достижения необходимой коррозионной стойкости, однако, выплавка такой стали требует строгого соблюдения технологических норм. В противном случае материал нередко подвергается межкристаллитной коррозии – главной «болезни» большинства нержавеющих сталей. Опыты показывают, что коррозия возникает в структуре, где содержание Cr меньше 7%, а Ni – меньше 13%. Проблема в том, что неправильная переплавка нержавейки приводит к выгоранию этих химических элементов. Нетрудно догадаться, к каким последствиям эта коррозия может привести при возникновении в таких ответственных деталях, как, например, фланцы.

Отдельно стоит сказать и о титане, ведь при переплавке его и без того незначительная часть также выгорает, поэтому при вторичном использовании стали 08х18н10т этот элемент необходимо добавлять.

О структуре

Глядя на микроструктуру стали этой марки, сразу угадывается аустенит. Достигается подобный эффект исключительно закалкой материала. Впоследствии, подвергая его нагреванию, аустенитные зерна начинают выделять карбид хрома, что отрицательно сказывается и на пластичных свойствах стали, и на ее подверженности коррозии. В данном случае огромную роль играет правильная закалка.

О сферах применения

Нержавеющая жаропрочная сталь является основным материалом для самых разных производств. Среди основных – предприятия, выпускающие бесшовные трубы, тонколистовой прокат и всевозможные детали для машиностроения. Активно используют сталь 08х18н10т производители аппаратов и устройств химической и пищевой промышленности, фабрики по изготовлению товаров широкого потребления.

Основу выпускаемого ассортимента составляет ленточный и листовой холоднокатаный прокат, который впоследствии участвует в сварочных работах. Это могут быть как толстые листы, тонкостенные трубы и муфеля, так и электроды или искровые свечи.

Еще одна особенность нержавейки 08х18н10т – отличная полируемость. Это позволяет находить материалу широкое применение в автомобилестроении (коллекторы выхлопных систем), машиностроении, электроэнергетике, топливной промышленности и даже архитектуре. В целом, марка 08х18н10т отличается надежностью и долговечностью, поэтому часто выступает недорогой альтернативой целому ряду других нержавеющих сплавов.

В попытке приобрести нержавейку всегда сталкиваешься с огромным ассортиментом внешне похожих сплавов. В действительности, они могут достаточно сильно отличаться по своим характеристикам, что делается исключительно для поиска некоего компромисса: зачем переплачивать за повышенное содержание хромо-никелевой группы, если условия применения нержавеющей стали будут умеренно агрессивными? Таким образом, главная сложность заключается в выборе подходящего материала, который бы обеспечивал материалу достаточную коррозионную защиту.

Что такое нержавеющая сталь? В целом, любая нержавеющая сталь является сталью легированной, где содержания хрома всегда превышает 12%. При контакте с воздухом данный элемент начинает образовывать оксиды, выступающие на поверхности материала и образующие тонкую, но довольно стойкую инертную пленку.

Марки нержавеющей стали

Российская промышленность выпускает множество видов нержавейки, причем каждая марка имеет соответствующий аналог в международной классификации. Последняя применяется нашими отечественными предприятиями всё чаще, поскольку основной объем сырья закупается за рубежом. Единой системой обозначения сталей данного типа принято считать классификацию, предложенную AISI – Американским институтом стали и сплавов. На сегодня применение находят материалы трёх серий:

• 200-й (наиболее дешевые сплавы)
• 300-й (универсальные нержавеющие стали)
• 400-й (недорогие, хорошо свариваемые стали)

Нержавейка 200-й серии

Наиболее востребованный материал данной серии – марка AISI 201, аналогом которой в российской спецификации будет сталь 12Х15Г9НД. Это дешевый материал, в котором существенная доля никеля заменена марганцем с азотом. Вместе с тем, даже такая бюджетная замена даёт вполне сбалансированный химический состав, демонстрирующий характеристики, близкие к материалам более дорогим и качественным – AISI 304 или AISI 321. Из нержавейки 200-й серии производят изделия для пищевой и медицинской промышленности.

Сталь 300-й серии

Эта большая группа представлена аустенитными, аустенитно-мартенситными и аустенитно-ферритными материалами, отличающимися друг от друга содержанием хрома, никеля, титана и углерода. Практически любой материал этой категории является универсальной нержавейкой, что обуславливает достаточно высокий рыночный спрос на марки AISI 304 (аналог – 08Х18Н10), AISI 316 (10Х17Н13М2), AISI 321 (12-08Х18Н10Т) и AISI 316T (10Х17Н13М2Т).

Материалы 400-й серии

Эта нержавейка отличается относительно низким содержанием углерода и высоким содержанием хрома, заменяющим любые другие легирующие элементы. Это позволяет существенно снизить себестоимость готового металла, к тому же небольшое количество углерода, присущее стали AISI 430 (12Х17) превращает данный материал в очень пластичный и легко свариваемый. Благодаря таким характеристикам такая сталь незаменима, в том числе в производстве штампованных деталей.

На любом металлургическом производстве, выпускающем стали и сплавы различных марок, вам обязательно предложат недорогую углеродистую конструкционную сталь обыкновенного качества, которая используется буквально повсеместно. Марка вст3 идет на изготовление стандартных несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций, которые эксплуатируются при температуре от -40 до +425°С. Данный материал не имеет ограничений по свариваемости, не склонен к отпускной хрупкости, отличается относительно высокой коррозионной стойкостью. К тому же, это достаточно прочный металл, который для удобства выпускается в трёх исполнениях: обычной прочности, повышенной прочности и высокой прочности.

Сталь вст3, выпускаемая по ГОСТ 380-71, имеет следующий химический состав (в процентах):

• углерод – 0,14-0,22
• марганец – 0,4-0,65
• хром – 0,3
• никель – 0,3
• медь – 0,3
• кремний – 0,05-0,17
• мышьяк до 0,08
• сера – 0,05
• фосфор – 0,04

Свойства металла вст3

Низкое содержание никеля, хрома, марганца и кремния говорит о том, что мы имеем дело с низколегированной сталью. Главным же элементом здесь, как и в любой конструкционной стали обыкновенного качества, выступает феррит. Он пластичный, но крайне хрупкий, поэтому его необходимо насытить углеродом, чтобы сделать материал пригодным для использования в ответственных строительных конструкциях. И всё же, высокопрочные стали получают не только повышением содержания углерода, но и легированием, а также дополнительной термической обработкой металла.

При производстве сплава вст3 применяются нормативы, прописанные в ГОСТ 380-71.Он допускает заменять данный металл углеродистой сталью обычного качества вст3сп при изготовлении листового или фасонного проката. В любом случае содержание углерода в этих сплавах не превышает 0,22%, поскольку заметное превышение этого параметра способно привести к возникновению горячих трещин.

Применение стали вст3

Применительно к сварочным работам, осуществляемым при помощи любого типа сварочного оборудования, эта сталь является крайне удобной: ей не требуется предварительный подогрев. Простота обработки прослеживается и в штамповочных работах, которые могут осуществляться с материалом и в горячем, и в холодном состоянии. В целом, конструкционная сталь вст3 незаменима как для строителей, так и для обработчиков металла. 1-10-миллиметровый прокат идёт на изготовление каркасов, рам, щитков, кожухов и крышек промышленных станков, т.е. деталей, не испытывающих серьезных нагрузок и работающих без трения.

Отдельная модификация ст3гсп идет на производство уголков, швеллеров и двутавровых балок; из материала марки ст3пс делают несущие элементы сварных конструкций. Конструкционная сталь – это и арматура, которую получают после калибровки горячекатаных прутков. Холодный прокат позволяет получать тянутую сталь, из которой в дальнейшем получают хомуты, каркасы, монтажную арматуру, проволоку, сетки, водогазопроводные трубы и пр.

ШХ 15 – это марка хромистой низколегированной стали, где в качестве основных легирующих элементов выступают углерод и хром, а дополнительных – марганец и кремний. Согласно ГОСТу 801-78, её химический состав должен соответствовать следующему соотношению элементов (в процентах):

• хром – 1,35-1,65
• углерод – 0,95-1,05
• марганец – 0,2-0,4
• кремний – 0,17-0,37

Эту конструкционную сталь часто называют подшипниковой, поскольку изначально она шла исключительно на производство подшипников. В ней намеренно использовалось повышенное содержание марганца и кремния, что значительно улучшало прокаливаемость стали, в то время как добавки из кобальта и алюминия несколько увеличивали характеристики теплостойкости сплава.

Маркировка ШХ означает подшипниковую конструкционную легированную сталь, а цифры после буквы Х – десятые доли процента концентрации хрома в сплаве. Соответственно, большее значение увеличивает эксплуатационные характеристики, а значит, позволяет изготавливать подшипники больших размеров.

Заметная особенность такого сплава – высокий уровень сопротивления большим контактным нагрузкам. Износостойкость и твердость стали ШХ 15 обеспечивает повышенная концентрация углерода, хром – отвечает за увеличение глубины прокаливания металла. Главным недостатком всех подшипниковых сталей, включая материал марки ШХ 15, является пониженная обрабатываемость металла резанием.

Особенности обработки стали ШХ 15

Подобно любым другим углеродистым сплавам, эта сталь характеризуется повышенной чувствительностью к основным производственным технологическим аспектам: горячая деформация и термическая обработка позволяют повысить стойкость готового изделия из сплава ШХ 15 в несколько раз. Достаточно сказать, что такой материал может обладать твердостью в 61-63 HRC, сохраняя при этом должную износостойкость, вязкость, пластичность и высокую стойкость к смятию.

Обработка, выполненная по всем указанным в ГОСТе нормам, помогает достичь прочности в 0,2-0,3 Мдж/м², что несколько ниже, чем у углеродных высоколегированных сталей. При этом ударная вязкость материала остается сопоставимой, а пластичность – более высокой. Закалка сплава ШХ 15 производится при t=810-820°С. Отпуск же выполняется при температуре 150-160°С.

Применение стали ШХ 15

Эта углеродистая хромистая малолегированная сталь известна технологам уже порядка 100 лет, за время которых она показала себя превосходным материалом для широкого ассортимента режущего и измерительного инструмента. Повышенная износостойкость этого металла всегда привлекала зарубежных производителей ножей, в то время как российские производители для этих целей длительное время использовали марганцевые сплавы наподобие У8 или 65Г. С начала 2000-х эти материалы постепенно вытеснялись более универсальной и недорогой в производстве сталью ШХ 15.

Такие популярные аналоги, как ШХ 6 или ШХ 9, чаще всего идут на производство роликов и шариков подшипников. В свою очередь, кольца подобных изделий, толщина стенок которых доходит до 15-20 мм, рекомендуется изготавливать из стали ШХ15. Причина в том, что для неё характерна гораздо большая износостойкость и твердость.

Конструкционная – это сталь, применяемая в производстве деталей для машиностроения и строительства. На сегодня выделяют 8 видов конструкционных сталей, однако наряду с износостойкой, подшипниковой, высокопрочной, рессорно-пружинной, улучшаемой, строительной и цементуемой самой распространенной всё же является сталь конструкционная углеродистая. Обозначается она символами Ст, после которых обычно идут цифры, указывающие на процентное содержание углерода (сотые доли процента). Таким образом, марка Ст5 будет означать наличие 0,05% углерода, Ст30 – 0,3% и т.д.

Типичные свойства всех вышеперечисленных конструкционных сталей включают:

• повышенную износостойкость
• высокую прочность
• достаточную пластичность и вязкость
• превосходную свариваемость
• доступность обработки давлением и резанием
• почти полное отсутствие склонности к растрескиванию и прочим деформациям

Применение конструкционных сталей

Данные материалы могут заметно отличаться характеристиками, поэтому область их применения также может варьироваться. К примеру, марки Ст1 или Ст2 идут только на изготовление гвоздей и проволоки, из марок Ст3 и Ст4 изготавливают крепежные детали и фасонный прокат, Ст5 и Ст6 становятся основным материалом изготовления слабонагруженных валов и осей.

Остальные металлы повышенного качества, которым соответствуют марки из диапазона Ст10-Ст70, являются материалом для производства ответственных элементов конструкций и деталей машин. Примеры: большинство сварных узлов и цельнотянутых труб делают из сталей Ст20 и Ст25, винты, валы, оси, втулки и муфты – из материалов марки Ст50-70.

Виды и характеристики конструкционных сталей

Высокопрочная конструкционная сталь рассчитана на колоссальные нагрузки (свыше 1500 МПа), поэтому из нее выпускают самые ответственные детали машин. Строительные металлы – это всевозможные конструкции, в том числе мосты, фермы, газо- и нефтепроводы. Для этого типа конструкционных сталей характерна отличная свариваемость. Примерно такие же свойства имеет арматурная сталь, являющаяся важным элементом напряженных железобетонных конструкций.

Улучшаемым называют среднеуглеродистый сплав, который специально подвергается закалке, а также быстрому отпуску металла при t=550-650°С. Цементуемая конструкционная сталь – это специальный материал, идущий на изготовление конструкций сложной конфигурации и больших размеров, которым необходимо противостоять огромным нагрузкам.

Подшипниковые конструкционные стали – это низко- или высокоуглеродистые сплавы, отличающиеся заметно более высокой твердостью. Рессорно-пружинный – еще один вид сплавов, являющийся максимально упругим, что позволяет компенсировать оказываемое на него давление.

Наконец, стали износостойкие – их получают при помощи такого вида обработки, как наклёп, графитизация или применение наплавов. Результат – получение максимально твердой и устойчивой к износу поверхности.