Легированные листы: сортамент, механические свойства и области применения
Легированные листы плоский металлопрокат, изготавливаемый из сталей с добавлением хрома, никеля, молибдена, ванадия, вольфрама и других элементов. Легирование изменяет структуру металла, обеспечивая повышенную прочность, закаливаемость, коррозионную стойкость или жаропрочность по сравнению с углеродистыми сталями. Поставка осуществляется в горячекатаном или холоднокатаном состоянии, толщина листов варьируется от 0,5 до 160 мм в зависимости от марки и способа производства.
Классификация и марки легированных листов
По содержанию легирующих элементов прокат делится на низколегированный (до 2,5% суммарно), среднелегированный (от 2,5 до 10%) и высоколегированный (свыше 10%). Для изготовления листов применяются конструкционные, инструментальные, нержавеющие и жаропрочные марки. Среди распространённых позиций 09Г2С, 12Х18Н10Т, 40Х, 30ХГСА, 20Х13, 08Х17Т, 10ХСНД. Химический состав регламентируется ГОСТ 4543, ГОСТ 5632 и ГОСТ 19281, механические свойства соответствующими ТУ и стандартами на сортамент.
Технология производства и геометрические параметры
Горячекатаные листы получают прокаткой слитков или непрерывнолитых заготовок при температуре аустенитного превращения. Холоднокатаный прокат дополнительно подвергается дрессировке и правке, что обеспечивает более точные допуски по толщине и улучшенное качество поверхности. По точности прокатки листы классифицируются на классы А, Б и В, по плоскостности на особо высокую, повышенную и обычную плоскостность. Нормируемые параметры включают серповидность, косой рез и отклонение от плоскостности на 1 м длины.
| Марка стали | Толщина, мм | Предел текучести, МПа | Временное сопротивление, МПа | Ударная вязкость KCU, Дж/см |
|---|---|---|---|---|
| 09Г2С | от 4 до 50 | от 295 до 345 | от 430 до 490 | от 59 до 69 |
| 30ХГСА | от 2 до 40 | от 735 до 835 | от 980 до 1080 | от 44 до 54 |
| 12Х18Н10Т | от 0,5 до 20 | от 196 до 216 | от 510 до 530 | от 98 до 118 |
Эксплуатационные характеристики
Низколегированные листы марок 09Г2С и 10ХСНД применяются в строительных металлоконструкциях, работающих при температурах от 70 до +50 C. Хромистые стали типа 40Х и 30ХГСА после закалки и отпуска приобретают твёрдость от 269 до 302 HB, что позволяет использовать их для изготовления деталей гидравлических систем, валов и зубчатых колёс. Коррозионностойкие аустенитные листы 12Х18Н10Т сохраняют механические свойства в интервале от 196 до +600 C и применяются в химическом аппаратостроении, пищевом оборудовании и теплообменных агрегатах.
Обработка и свариваемость
Легированные листы допускают газовую, дуговую и контактную сварку. Для низколегированных марок предварительный подогрев требуется при толщине свыше 30 мм и температуре окружающей среды ниже 15 C. Высокоуглеродистые и инструментальные стали свариваются с ограничениями рекомендуется предварительный подогрев до температуры от 200 до 300 C и последующий отпуск для снятия напряжений. Аустенитные нержавеющие стали свариваются без подогрева, однако для предотвращения межкристаллитной коррозии применяются низкоуглеродистые электроды или аргонодуговая сварка неплавящимся электродом.
Применение в промышленности
- Несущие конструкции мостовых переходов, крановых балок и опор ЛЭП низколегированные стали 09Г2С, 10ХСНД.
- Детали горнодобывающего оборудования, ковши экскаваторов, рамы самосвалов износостойкие марки с добавками бора и хрома.
- Обечайки и днища химических реакторов, трубопроводы агрессивных сред аустенитные стали 12Х18Н10Т, 08Х17Т.
- Лопатки паровых турбин, камеры сгорания и жаровые трубы жаропрочные сплавы на никелевой основе.
- Штампы, пресс-формы и режущий инструмент инструментальные стали 5ХНМ, Х12МФ.
Контроль качества и испытания
Каждая партия легированных листов сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава, результатов механических испытаний и данных ультразвукового контроля. Приёмка осуществляется по ГОСТ 7566: проверяются геометрические размеры, качество поверхности, отсутствие расслоений и трещин. Для ответственных применений дополнительно проводятся испытания на ударный изгиб при отрицательных температурах, контроль твёрдости и макроструктуры. Листы поставляются в термообработанном состоянии нормализованном, закалённом или отпущенном в зависимости от требований заказчика.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем легированный лист отличается от углеродистого?
Легированный прокат содержит добавки хрома, никеля, молибдена и других элементов, которые повышают прочность, коррозионную стойкость или жаропрочность. Углеродистые стали дешевле, но уступают по комплексу эксплуатационных свойств при работе в агрессивных средах и при высоких нагрузках.
Какая толщина легированных листов доступна для заказа?
Диапазон толщин составляет от 0,5 до 160 мм. Тонколистовой прокат до 3,9 мм поставляется в рулонах или листах, толстолистовой мерной длины от 2 до 12 м. Конкретные размеры зависят от марки стали и способа производства.
Как маркируются легированные стали?
Первые две цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента, буквы легирующие элементы: Х хром, Н никель, М молибден, В вольфрам, Т титан. Цифра после буквы указывает процентное содержание элемента. Например, 12Х18Н10Т содержит 0,12% углерода, 18% хрома, 10% никеля и титан.
Требуется ли термообработка после сварки легированных листов?
Для низколегированных сталей отпуск после сварки рекомендуется при толщине свыше 30 мм. Закаливающиеся стали типа 30ХГСА требуют полного цикла термообработки для восстановления механических свойств в зоне термического влияния. Аустенитные нержавеющие стали обычно не нуждаются в последующей термообработке.
