Сталь – это сплав железа с углеродом и другими химическими элементами, содержащими до 2,14% углерода. Химический состав сталей позволяет разделить их на углеродистую (по количеству содержащегося углерода) и легированную, т.е. с добавками хрома, никеля, ванадия, вольфрама и иных компонентов, придающих им высокую прочность, износостойкость, жаропрочность, кислотоустойчивость и другие специальные свойства.
В соответствии с количественным содержанием легирующих присадок, легированные материалы подразделяются на низколегированные, среднелегированные и высоколегированные, у которых суммарное количество легирующего содержания (кроме углерода) составляет от 2,5% до 10% и выше.
Структурная классификация стали
Если рассматривать стали в соответствии с микроструктурой, то в этом случае они подразделяются на классы:
- Перлитный. Перлитная структура названа так из-за перламутрового блеска, видимого под микроскопом. Данный класс низколегированных марок используется в строительных, конструкционных и инструментальных целях.
- Мартенситный. Мартенситная сталь названа так по структуре игольчатого или пластинчатого вида, которая возникает после термообработки со сниженной скоростью и охлаждения на воздухе. Данный класс – это высоколегированная конструкционная сталь.
- Аустенитный. В данной структуре сильно влияние легирующих элементов, с помощью которых происходит изменение прочности, пластичности, коррозийной стойкости. Такая сталь применяется в машиностроении.
- Ферритный. Данный вид материала легирован такими элементами, которые после завершения процесса его производства придают ему структуру феррита или феррита + карбидов. Итог процесса – получение высокохромистой, нержавеющей, жаропрочной стали.
- Карбидный. Данный класс стали содержит большое количество углерода и карбидообразующих компонентов. Типичный пример подобного класса – быстрорежущая сталь.
Высоколегированные мартенситно-стареющие стали
Все высоколегированные стали получают присадки, способствующие появлению у конечного продукта уникальных качеств: сверхпрочности в совокупности с пластичностью и устойчивостью к деформации, теплостойкость, хладостойкость, антикоррозийность – всё это способствует эксплуатационной надежности. Собственно, такого «букета» свойств нет при использовании стали иных упомянутых классов.
Мартенситно-стареющие материалы – практически безуглеродистые, комплексно-легированные стали на основе железа. Основной легирующий элемент – никель, однако дисперсионное твердение железно-никелевого мартенсита способны вызвать также: алюминий, бериллий, ванадий, вольфрам, титан, марганец, молибден, иные присадки. Например, хром в мартенситно-стареющих материалах повышает их коррозионную стойкость, а кобальт – это дополнительный фактор прочности.
Получаемая высокопрочная сталь имеет предел прочности не ниже 1800÷2000 МПа. Такой материал высокотехнологичен и экономически эффективен, поскольку его термическая обработка проста. Изделия мало меняются во время процесса закалки и старения, легко штампуются, режутся и т.п.