Низколегированная сталь

Для улучшения эксплуатационных характеристик сталей используется легирование – введение в состав при плавке различных добавок (одной или нескольких) в определенных процентных соотношениях. По величине процентного содержания легирующих элементов стали разделяют на группы: низколегированные, среднелегированные и высоколегированные.

Состав

Низколегированные стали отличаются более высокими механическими характеристиками, по сравнению с обычными. Технология производства низколегированных сталей включает введение легирующих элементов, общее количество которых не превышает 2,5% по одним источникам, и 5% – по другим.

Массово для легирования строительных сталей применяют недорогие распространенные элементы: марганец и кремний. Для получения комплекса требуемых характеристик востребованы более дорогие добавки: молибден, хром, никель, вольфрам, ванадий, ниобий, титан.

Обозначение

Одним из стандартов, регламентирующих производство низколегированной стали, является ГОСТ 19282-73. Стандарт распространяется на толстолистовую, широкополосную, рулонную сталь, в части нормативов на химсостав – на тонколистовую продукцию, поковки, штамповки, фасонный и сортовой прокат, востребованные в строительстве и реконструкции старых зданий, машиностроении для изготовления сварных и сборно-разборных конструкций. Применяются такие сплавы в основном без дополнительной термической обработки.

Для обозначения марок низколегированных сталей, согласно ГОСТу, используют буквенно-цифровую маркировку, включающую:

• группу цифр в начале, означающую содержание углерода в сотых долях процента;
• букву, соответствующую легирующему элементу, и цифры, обозначающие процентное содержание этого элемента. Если содержание добавки менее одного процента, то цифра не ставится

Например, маркировка 18ХГТ расшифровывается следующим образом: углерод – 0,18%, хром, марганец и титан присутствуют в количествах, не превышающих 1% (каждый).

Свойства низколегированных сталей

Применение различных легирующих добавок и их комбинаций позволяет получать требуемые характеристики металла.

• Кремний – единственный неметаллический элемент, применяемый для легирования. Его преимущества: дешевизна и однозначная зависимость твердости сплава от процентного содержания Si. Востребован при выплавке недорогих строительных сталей, применяется в сочетании с марганцем, например, в марках 09Г2С, 10ГС. Особенность низколегированных сталей с содержанием марганца более 1% – устойчивость к ударным нагрузкам.
• Хром – служит для повышения твердости и устойчивости стали к образованию и развитию очагов коррозии. Коррозионную стойкость также улучшают молибден, титан, никель.
• Медь – повышает пластичность. Но при избыточной концентрации этого элемента происходит налипание стали на смежные металлические поверхности. Для конструкционных легированных сталей, работающих в условиях интенсивного трения, это является большим недостатком.
• Вольфрам и молибден повышают теплостойкость, особенно при продолжительной эксплуатации при повышенных температурах.
• Ванадий – применяется в комплексном легировании, способствует созданию равномерной структуры.

Низколегированные стали, помимо химического состава, различаются по отсутствию или наличию дополнительной термической обработки (закалка+отпуск, нормализация+отпуск), отжига, а также способности к свариваемости.