стальные порошки, сплавы, металлы

Сталь

В мире ежегодно выплавляется более 1,5 млрд тонн различных сталей. Основу этих сплавов составляет железо, но ценные эксплуатационные качества им придают различные добавки. Прежде всего, углерод, реальное содержание которого обычно намного ниже теоретического процента 2,14%, обычно не больше 1,5%. Улучшает качество стали легирование другими металлами. При маркировке легированных сталей указывается в виде числа процент и буквенное обозначение основной добавки, затем в убывающем порядке указываются символы других добавок.

Традиционная форма выпуска стали — прокатная, в виде листов, прута, труб. Но сейчас эти сплавы все больше используют в порошковой металлургии, для чего производят в виде крупки, дроби, опилок, порошков. Разные легирующие добавки улучшают свойства стали. В виде порошка, опилок или крупки также производятся стандартные образцы сталей, или СО, которые используются в приборостроении, аналитике, экспериментах.

Углеродистые

По свойствам близка к чугуну, то есть не очень пластична. Содержит около 2% углерода. Обязательные компоненты углеродистых сталей — медь, никель и хром в количестве 0,1-0,25%. Чем меньше в этих сталях серы и фосфора, тем выше считается качество. Применяется для производства прочных инструментов с заточными лезвиями, сердечников и другой металлургической продукции. Не все виды углеродистых сталей можно использовать для получения лент и проволоки.

Хромистые

Высокая сопротивляемость коррозии в нержавеющей стали достигается добавками от 15% до 45% хрома. Еще больше усиливает антикоррозионные свойства добавка никеля, обычно от 9%. Улучшают качество таких сталей добавки марганца, молибдена, никеля, вольфрама, алюминия, циркония, ниобия, лантана, неодима. Кремний допустим в количестве не больше 1,9%, углерода до 2,1%. У хромистых сталей повышена прочность, прокаливаемость, твердость, усилены магнитные свойства. Но снижена пластичность. Хром добавляют во все специализированные подшипниковые стали.

Из нержавейки производят дробь колотую марки ДНК и литую ДНЛ для дробеструйной обработки. Порошки нержавеющих железохромовых сплавов используют для прессования конструкционных деталей сложной формы.

Высококремнистые

В этих сталях содержится до 20% кремния и 0,7% марганца. Углерода не должно быть больше 0,5%, фосфора 0,09%, а серы 0,07%. Кремний придает материалу упругость и конструктивную прочность. Поэтому из высококремнистых сталей делают пружины и рессоры. Также повышается окалино- и кислотостойкость. Измельченную высококремнистую сталь называют стальным песком, маркировка СП. Его выпускают во фракциях 0,3-1,4, используют для пескоструйной обработки поверхностей, отливок и деталей.

Титановые

У легированных титаном сталей температуры нормализации и отжига повышены, но зато выше термостойкость и меньше образуется окалины при тепловой обработке. Титан повышает пластические и прочностные качества стали. Если содержание легирующей добавки до 12%, то это повышает прокаливаемость, то есть образование твердого мартенситного слоя на поверхности при закалке.  А если титана больше 12%, то это уменьшает прокаливаемость.  Титан вводят в хромистые стали для уменьшения размеров зерен в структуре.

Молибденовые

Благодаря молибдену возрастает изностойкость, твердость, прокаливаемость и упругость стали. Но пластичность уменьшается. Молибденовые стали достаточно энергоемкие при обработке, так как характеризуются повешенной температурой закалки, отжига и нормализации. Молибден в сталях может сочетаться с хромом, ванадием, никелем, вольфрамом. Молибден добавляют для твердости в инструментальные быстрорежущие стали.

Марганцовистые

Легирование стали марганцем делает ее более износостойкой и твердой, повышает ударную вязкость. Содержание марганца может быть от 15% до 50%. В стальных сплавах марганец может сочетаться с хромом, кремнием, никелем, бором, ниобием и титаном. Больше всего марганца используется в строительных сталях.

Сталь с небольшими добавками марганца используется для литья дроби ДСЛ и ДСЛУ размером 0,3-3,6мм или производства колотой дроби ДСК и ДСКУ с диаметром дробин 0,1-2,2мм. Содержание углерода в ней не должно превышать 1,2%.  Допустимо до 2% кремния, 0,09% фосфора и 0,07% серы. Улучшение качества стали достигается термической обработкой, которая повышает твердость.

Легированные медью стали

Добавка меди делает сталь более коррозионностойкой, пластичной и твердой, повышает прокаливаемость. Но при этом также повышается температура нормализации и отжига, то есть энергии на обработку материала тратят больше. Легирование медью чаще всего применяют для строительных сталей.

Вольфрамовые и ванадиевые

Вольфрам – дорогая добавка, но он дает резкое повышение жаропрочности и твердости. Похожий эффект дает ванадий. При содержании вольфрама в стали до 1% его присутствие усиливает пластичность стали. Чаще используют хромованадиевые и хромовольфрамовые стали. У них невысокая прокаливаемость. То есть инструменты из таких материалов имеют прочную поверхность, но сердцевина у них незакаленная, более мягкая. Вольфрамовые стали применяют при изготовлении быстрорежущих инструментов.

Никелевые

У этих сталей меньше температура закалки, нормализации и отжига. Они более пластичные, прочные и ударно-вязкие. Никель помогает удалять нежелательные примеси в виде азота, водорода и кислорода. За счет этого повышается плотность сплава. При нагревании никелевые стали расширяются меньше, чем другие марки.  Легирование никелем придает стали структуру аустенита, который больше устойчив к коррозии, чем другие структуры сталей.

Кобальтовые

Пластические качества стали от кобальта ухудшаются, прокаливаемость снижается. Но возрастают магнитные способности, ударная вязкость и жаропрочность. Кобальт добавляют в быстрорежущие вольфрамовые стали.

Хромоникелевольфрамовые

Содержание хрома вольфрама в этом сплаве от 0,8%, никеля порядка 4%, хрома от 1,35%. Углерода не должно быть больше 0,22%. Эти высоколегированные стали применяются для получения особо прочных и жаростойких конструкций.