Мартенситностареющие стали относятся к высоколегированным сталям. В мартенситностареющих сталях стремятся получить минимальное количество углерода ((0,03 %), так как углерод, образуя с легирующими элементами карбиды, способствует охрупчиванию сталей; Кроме того, при этом понижается содержание легирующих элементов в твердом растворе. Термическая обработка таких сталей заключается в закалке с 800-860С.
Мартенситостареющие стали наряду с самолето- и ракетостроением используют в криогенной технике, так как они при низких температурах обладают высокой прочностью и достаточной вязкостью.
Инструментальная сталь идет для изготовления различного инструмента: ударно-штампового, измерительного, режущего. Она имеет ряд преимуществ перед инструментальной углеродистой сталью. Штампы из углеродистой стали обладают высокой твердостью и прочностью, но плохо сопротивляются удару. Метчики, развертки и другие длинные и тонкие инструменты из углеродистой стали при закалке получаются хрупкими, они ненадежны в работе и часто ломаются.
Важнейшие легирующие примеси инструментальной легированной стали: хром, вольфрам, молибден, марганец, кремний. Содержание углерода в этой стали может быть ниже, чем в углеродистой, и колеблется от 0,3 до 2,3%. Условия работы отдельных видов инструментов различны, поэтому для каждого вида инструмента необходимо применять сталь, подходящую по своим качествам к данным условиям работы.
Сталь для ударно-штампового и измерительного инструмента.
Для нагруженных штампов, деформирующих металл в холодном состоянии, применяют высоколегированную хромовую сталь (х12), отличающуюся после закалки многократного высокого отпуска весьма высокой твердостью и износоустойчивостью. Примером стали для тяжелонагруженных штампов, деформирующих металл в горячем состоянии (горячая штамповка), может служить сталь марок 5ХНМ и 5ХГМ (для небольших штампов) После закалки и высокого отпуска подобная сталь обладает повышенной прочностью, вязкостью и износоустойчивостью при высоких температурах.
Низколегированная сталь для режущего инструмента.
Низколегированная сталь по своей режущей способности существенно не отличается от углеродистой стали и применяется при небольших скоростях резания, так как понижение твердости стали начинается уже при температуре 200-220С. Однако эта сталь имеет меньшую критическую скорость закалки по сравнению с углеродистой сталью и поэтому обладает более высокой прокаливаемостью, что позволяет получить структуру мартенсита в более крупных сечениях инструмента; кроме того, она менее хрупка. В качестве основного легирующего элемента для стали этих марок применяют хром, а также вольфрам. Наиболее распространенные марки стали для режущих инструментов являются: 9ХС, ХВГ и В1.
Быстрорежущая сталь.
Самые распространенные - Р18,Р6М3. Наиболее массовое употребление в СССР и России получила марка Р6М5.
Это высоколегированная инструментальная сталь, обладающая красностойкостью, то есть не теряющая режущих свойств при нагреве до 600-700С. Она способна резать металл со скоростями в 3-4 раза выше допустимых для углеродистых и низколегированных инструментальных сталей.
По структуре в равновесном состоянии быстрорежущая сталь относится к ледебуритному классу. После ковки и отжига она имеет перлитно-сорбитную основу с округлыми включениями зерен легированных карбидов. Термическая обработка быстрорежущей стали состоит из закалки с температурой нагрева до 1260-1300С и двух или трехкратного отпуска для уменьшения содержания остаточного аустенита. Высокая температура закалки необходима для растворения возможно большего количества легированных карбидов в аустените, чтобы получить мартенсит, более насыщенный легирующими элементами и стойкий против отпуска.
Легированные стали широко применяют в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, в автомобильной промышленности, тяжелом и транспортном машиностроении в меньшей степени в станкостроении, инструментальной и других видах промышленности. Это стали применяют для тяжело нагруженных металлоконструкций.
Стали, в которых суммарное количество содержание легирующих элементов не превышает 2.5%, относятся к низколегированным, содержащие 2.5-10% - к легированным, и более 10% к высоколегированным (содержание железа более 45%).
Наиболее широкое применение в строительстве получили низколегированные стали, а в машиностроении - легированные стали.
Легирующие элементы могут растворяться в феррите, аустените., цементите, образовывать специальные карбиды (карбиды легирующих элементов в отличии от карбида железа) или интерметаллидные соединения с железом и между собой, например, FeCr, FeV и т.д.
Растворяясь в аустените или феррите, легирующие элементы упрочняют эти фазы, делают их более устойчивыми против распада при нагреве и охлаждении, изменяя температуры фазовых превращений и структуру сталей.
Легированная сталь обладает ценнейшими свойствами, которых нет у углеродистой стали, и не имеет ее недостатков. Применение легированной стали повышает долговечность изделий, экономит металл, увеличивает производительность, упрощает проектирование и потому в прогрессивной технике приобретает решающее значение.
Достоинства легированных сталей:
. особенности обнаруживаются в термически обработанном состоянии, поэтому изготовляются детали, подвергаемые термической обработке;
. улучшенные легированные стали обнаруживают более высокие показатели сопротивления пластическим деформациям;
. легирующие элементы стабилизируют аустенит, поэтому прокаливаемость легированных сталей выше;
. возможно использование более "мягких" охладителей (снижается брак по закалочным трещинам и короблению), так как тормозится распад аустенита;
. повышаются запас вязкости и сопротивление хладоломкости, что приводит к повышению надежности деталей машин.
1. Технология металлов и конструирование материалы. В.М. Никифоров, Москва, 2008, Изд. “Высшая школа”.
. Гуляев А.П. Металловедение.
. Матюнин В.М. Карпман М.Г., Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов - Высшая школа Год: 2002
. Фетисов Г.П. Материаловедение и технология металлов - Высшая школа, 2000
. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева «Материаловедение» «Технология металлов и материаловедение» под редакцией к.т.н. Л.Ф.Усовой.2004
. Гуляев А.П. Металловедение.2006
. Лахтин Ю.М. Материаловедение.2009
8. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М., 2000.
. Антикайн П.А. Металловедение. М., 2002.
11. Технология металлов и сварка. Под ред. П.И. Полухина. М. Высшая школа. 2007.
. Строительные материалы. А.Г. Домокеев. М. Высшая школа. 2009
. Большая советская энциклопедия. Под ред. А.М. Прохорова. М. изд. «Советская энциклопедия». 2004.
. Технология конструкционных материалов. Учебник для ВУЗов. /Под ред. А.М. Дальского - М.: Машиностроение, 2004
. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.В. Материаловедение. Учебник для ВУЗов. - М.: 2000
. Жадан В.Т., Гринберг Б.Г., Никонов В.В. Технология металлов и других конструкционных материалов. - М.: 2000
. Лахтин Ю.М. Основы металловедения. - М.:2008
. Евсеев Г.Б., Глизмененко Д.А. «Оборудование и технология газопламенной обработки металлов и неметаллических материалов». М.: Машгиз, 2000. - 312с.
. Гельман А.С. «Основы сварки давленим». М.: Машиносроение, 2009. - 312 с.
. Лашко Н.С., Лашко С.В. Вопросы теории и технологии пайки. М.: Машгиз, 2005. - 328 с.
. Молодык Н. В., Зенкин А.С., Сварка деталей машин. Справочник. - М.: Машиностроение, 2009. - 480 с.: ил.
. Никифоров Н.И., Нешумова С.П., Антонов И.А. «Справочник газосварщика и газорезчика» М. «Академия», 2009.
. Николаев Г. А., Винокуров В. А., Сварные конструкции. Справочник технолога: Учебн. для вузов/Под ред. Г. А. Николаева. - М: Высш. шк., 2000. - 446с.: ил.
. Ольшанский Н.А., Николаев Г.А. «Специальные методы сварки». М.:Машиностроение, 2005. - 232 с.
. Соколов И.И. «Газовая сварка и резка металлов», М. «Высшая школа», 2001.
. Справочник по сварке. Т. I-IV. М.: Машгиз. 2000. - 416 стр.
. Теоретические основы сварки. М.: Высшая школа, 2009. 592с.
. Ширшов И.Г., Котиков В.Н. «Плазменная резка», М. «Машиностроение», 2009.