Легированная сталь: используемые элементы и функциональные параметры

Железо добывается из руды, которая в химическом выражении представляет собой оксидное соединение. Кроме кислорода, в руде имеются и другие примеси, которые могут сохраняться в готовом металлическом материале в зависимости от его наименования/предназначения. Легированная сталь - это материал, для получения которого целенаправленно добавляются "примеси". И, если содержащиеся в железном сырье сера, фосфор, кислород, водород устраняются/корректируются, то при легировании производится добавление в состав металла дополнительных химических элементов, улучшающих его физико-химические свойства.

Определяющие физико-химические свойства легированной стали

Легированная сталь в зависимости от состава и процентного содержания внесённых химических элементов приобретает характеристики, востребованные в строительстве, промышленности и в других областях хозяйственной деятельности. Большим спросом пользуется конструкционная сталь, которая применяется как в качестве каркасных конструкций в различных сооружениях, так и при изготовлении промышленно-технологической продукции. При выплавке конструкционной стали приоритетное значение имеют прочность и устойчивость к механическим нагрузкам, когда как металл, используемый, к примеру, в химической промышленности, должен обладать повышенной коррозионной и кислотной устойчивостью.

Определённые легирующие добавки в необходимом процентном соотношении формируют функциональные свойства материала. В металлургической промышленности существуют отработанные технологии/пропорции, согласно которых выполняется изготовление легированных сплавов. При легировании стали химическими элементами происходит изменение следующих физико-химических параметров:

• Коррозионная стойкость. Определяющий критерий при изготовлении нержавеющей стали. Может быть - на уровне противодействия окислительным процессам и доходить - до высокой устойчивости металла к воздействию концентрированной серной кислотой. Основная легирующая антикоррозионная добавка - хром, вспомогательная - никель.
• Свариваемость. Важный показатель для конструкционной стали, так как сварка в качестве метода соединения металлических деталей/частей используется на многих строительных объектах и производственных предприятиях. Качественная сварка достигается наличием в составе материала комплекса легирующих добавок (никель, титан, ниобий, ванадий, молибден).
• Усталостная прочность. Определяет долговечность стального сплава при эксплуатации под нагрузкой. Основные легирующие добавки - ванадий, молибден.
• Предел прочности. Показатель увеличивается за счёт увеличения процентного содержания углерода, ниобия, нитрида ванадия, бора, азота.
• Предел текучести. Имеет значение при выплавке формообразующих изделий/деталей.
• Твёрдость. Твёрдые стальные сплавы, легированные углеродом, хромом, бором, азотом, нитридом ванадия находят массовое применение в шарикоподшипниковой промышленности.
• Хладноломкость. Важный критерий при последующей эксплуатации стальных изделий в условиях низких температур.