Сплав та інструментальна стальвідноситься до сталі, яка містить значну кількість легуючих елементів (таких як хром, нікель, молібден, ванадій, титан тощо) для покращення її властивостей, надання їй особливих характеристик, таких як висока міцність, корозійна стійкість, зносостійкість тощо. Додавання легуючих елементів дозволяє адаптувати леговану сталь для різних промислових застосувань, включаючи виробництво, автомобільну, аерокосмічну та будівельну промисловість.
1.ВластивостіСплав та інструментальна сталь
Властивості легованої сталі значною мірою визначаються складом її сплаву та процесом виробництва. Загальні властивості включають:
Висока міцність і твердість: легована сталь часто має вищу міцність і твердість порівняно з вуглецевою сталлю, що робить її придатною для застосувань, які потребують стійкості до високих механічних навантажень.
Стійкість до корозії: Певні елементи сплаву (такі як хром і нікель) підвищують корозійну стійкість сталі, що робить її придатною для використання в суворих середовищах, включаючи високу температуру, окислювальні або хімічно корозійні умови.
Зносостійкість: леговані сталі демонструють чудову зносостійкість, особливо ті, що містять такі елементи, як молібден і ванадій, що робить їх придатними для виготовлення інструментів і обладнання, що мають високий рівень зносу.
Термічна стабільність: леговані сталі зберігають хорошу міцність і твердість при високих температурах, що робить їх ідеальними для компонентів, що працюють в умовах високих температур.
Жорсткість: деякі леговані сталі створені для підвищення міцності, що дозволяє їм протистояти ударам і вібрації без розтріскування чи руйнування.
2.ТипиСплав та інструментальна сталь
Леговану сталь можна класифікувати на основі типу та вмісту легуючих елементів, як правило, на такі категорії:
a.Низьколегована сталь
Низьколеговані сталі містять до 5% легуючих елементів. Ці сталі в основному покращують загальні властивості, такі як міцність, в'язкість і зносостійкість, зберігаючи при цьому нижчу вартість. Приклади:
b.Середньолегована сталь
Середньолеговані сталі містять від 5 до 10 % легуючих елементів. Вони пропонують вищу міцність, твердість і стійкість до корозії, що робить їх придатними для машинобудування та застосування в автомобілях. Приклади:
Сталь 20Cr: Зазвичай використовується для шестерень, валів та інших механічних частин.
Сталь 40Cr: Використовується у високоміцних механічних компонентах, таких як приводні вали та деталі двигуна.
в.Високолегована сталь
Високолеговані сталі містять більше 10% легуючих елементів, що забезпечує суттєві покращення специфічних властивостей, таких як стійкість до корозії, висока температура та зносостійкість. Приклади:
Нержавіюча сталь: Основним чином легований хромом, відомий своєю чудовою стійкістю до корозії. Він широко використовується в обладнанні для хімічної обробки, харчової промисловості та медичних приладах.
Інструментальна сталь: Містить велику кількість вольфраму, молібдену, хрому та ванадію, що забезпечує високу твердість і зносостійкість, ідеально підходить для виробництва ріжучих інструментів і форм.
3.ЗастосуванняСплав та інструментальна сталь
Завдяки чудовим механічним властивостям і особливим характеристикам, легована сталь використовується в різних галузях промисловості, із загальними застосуваннями, зокрема:
Механічне виробництво: легована сталь використовується для виробництва автомобільних деталей, компонентів двигуна, приводних валів, шестерень і підшипників. Високоміцні леговані сталі витримують значні механічні навантаження, зберігаючи хорошу зносостійкість.
Будівництво та інфраструктура: Низьколеговані сталі широко використовуються в будівництві будівель, мостів та інших конструкційних елементів. Їх хороша оброблюваність і зварюваність роблять їх ідеальними для несучих конструкцій.
Аерокосмічна: легована сталь використовується в аерокосмічних компонентах, таких як крила літаків, деталі двигунів і ракет. Високолеговані і жароміцні сталі особливо ефективні при високих температурах.
Нафтохімічна промисловість: леговані сталі використовуються в нафтовидобувному та хімічному обладнанні завдяки їх високій стійкості до корозії, високотемпературній міцності та стійкості до агресивних хімічних речовин.
Енергетичний сектор: леговані сталі використовуються в атомній енергетиці, теплоенергетиці та інших галузях енергетики для виробництва котлів, посудин під тиском і трубопроводів. Високотемпературні сплави особливо підходять для екстремальних умов праці.
Інструменти та прес-форми: леговані сталі широко використовуються у виробництві ріжучих інструментів, форм і калібрів. Інструментальна та формована сталь містить підвищений вміст вольфраму, молібдену, хрому та ванадію, що забезпечує виняткову зносостійкість, ударостійкість і стійкість до високих температур.
4.ПоширенийСплав та інструментальна стальМатеріали
Cr-Mo Steel (хромомолібденова сталь): Відомий своєю чудовою зносостійкістю, міцністю та в'язкістю, часто використовується для виготовлення механічних компонентів із високим навантаженням.
Ni-Cr сталь (хромонікель): забезпечує вищу міцність, міцність і стійкість до корозії, широко використовується в компонентах автомобільних двигунів, карданних валах тощо.
Сталь AISI 4140: широко використовувана легована сталь із хорошими загальними характеристиками, включаючи високу міцність і в'язкість, часто використовується для механічних деталей та інструментів.
Сталь AISI 4340: Високоміцна легована сталь, яка використовується для конструкційних компонентів літаків і автомобілів, таких як деталі двигунів і компоненти літальних апаратів.
Нержавіюча сталь (наприклад, 304, 316): забезпечує чудову стійкість до корозії та широко використовується в хімічній промисловості, харчовій промисловості та виробництві медичного обладнання.
5.ВибірСплав та інструментальна сталь
При виборі легованої сталі слід враховувати кілька факторів:
Вимоги до механічних характеристик: Такі як міцність, твердість, зносостійкість тощо.
Робоче середовище: чи має сталь стійкість до корозії, високих чи низьких температур.
Виробничий процес: міркування щодо зварюваності, оброблюваності та формування легованої сталі.
Економічна ефективність: Збалансування вартості легованої сталі з її необхідними експлуатаційними характеристиками.
Резюме
Легована сталь з поєднанням легуючих елементів значно підвищує міцність, стійкість до корозії, зносостійкість та інші особливі властивості сталі. Він широко використовується в різних галузях промисловості, включаючи машинобудування, будівництво, аерокосмічну, нафтохімічну, енергетику, а також інструменти та форми. Залежно від складу сплаву та призначення леговану сталь можна класифікувати на низьколеговану, середньолеговану та високолеговану, кожна з яких відповідає конкретним потребам застосування.
