§ 17. 特殊構造用鋼

特殊鋼は、高合金鋼 (18% 以上) です。 特別な性質・耐食性、耐熱性、耐熱性、耐摩耗性など。
耐食鋼。耐食性 (またはステンレス鋼) は、攻撃的な環境において高い耐薬品性を備えた鋼です。 耐食鋼は、低炭素鋼および中炭素鋼にクロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、マンガンを合金化して製造されます。 鋼に多量のクロム、またはクロムとニッケルを導入することで耐食性が付与されます。 最も広く使用されているのは、クロム鋼およびクロムニッケル鋼です。
クロム鋼安価ですが、クロムニッケル製の方が耐食性に優れています。 ステンレス鋼のクロム含有量は少なくとも 12% でなければなりません (表 7)。 クロムが少なくなると、電極電位がマイナスになるため、鋼は腐食に耐えることができなくなります。
鋼の最高の耐食性は、適切な熱処理および適切な処理の後に達成されます。 機械加工。 したがって、鋼 12X13 の場合、油中での焼き入れ (1000 ～ 1100 ℃)、焼き戻し (700 ～ 750 ℃)、研磨後に最高の耐食性が達成されます。 この鋼は、軽度の攻撃的な環境 (水、蒸気) に対して耐性があります。 鋼40X13は、1000～1050℃の油中で焼入れし、表面を研削・研磨して焼戻し（180～200℃）した後に使用されます。 熱処理後、この鋼は高硬度 (HRC 52 ～ 55) になります。

7. 一部のステンレス鋼の化学組成(%)

スチール 12X17 は、(酸性環境で) より耐食性があります。 の製造のため 溶接構造物この鋼は、900 ～ 950°C 以上に加熱され、(溶接中) 急冷されると、結晶粒の周辺領域のクロムが枯渇 (12% 未満) するため、推奨されません。 これは、粒界に沿って炭化クロムが析出し、粒界腐食を引き起こすことで説明されます。
粒界腐食は非常に特殊な現象です。 危険な表情オーステナイト粒の境界に沿った金属の腐食破壊。クロムの枯渇によりオーステナイト粒の境界領域の電気化学的電位が低下し、腐食環境の存在下では粒界が陽極になります（§50 を参照）。
この種の腐食を防ぐために、チタン合金鋼 08X17T が使用されます。 鋼 08X17T は、鋼 12X17 と同じ目的、および溶接構造の製造に使用されます。
クロムニッケル鋼含む たくさんのクロムとニッケルは低炭素で、オーステナイト系に属します。 単相オーステナイト組織を得るには、鋼 (12×18×9 など) を 1100 ～ 1150 °C の温度で水中で焼き入れします。 この場合、比較的低い強度で最高の耐食性が達成されます。 強度を高めるために、鋼は冷間塑性変形を受け、冷間圧延されたシートやストリップの形でさまざまな部品の製造に使用されます。
鋼 12Х18Н9 は、フェライト系クロム鋼と同様、加熱すると粒界腐食を起こしやすいです。 粒界腐食が発生する理由は同じです。オーステナイトからのクロム炭化物の析出によるクロム粒子の周辺領域の減少（12％未満）です。 粒界腐食を防ぐために、鋼はチタンと合金化されます（鋼 12Х18Н9Т など）、または炭素含有量が減少します（鋼 04Х18Н10 など）。
オーステナイト系のクロムニッケルステンレス鋼は、クロム鋼よりも耐食性に優れており、化学、石油、食品産業、自動車産業、輸送工学、建設などで広く使用されています。
高価なニッケルを節約するために、ニッケルの一部をマンガンに置き換えます。 たとえば、鋼材 10Х14Г14НЗ は鋼材 12Х18Н9 の代替品として推奨されます。 オーステナイト・マルテンサイト鋼 09Х15Н8У は、高負荷部品に使用されます。 オーステナイトフェライト鋼 08X21N6M2T は、酢酸、硫酸、リン酸などの非常に攻撃的な環境で動作する部品や溶接構造の製造に使用されます。
高合金鋼グレードは、以下に基づいて開発されています。 複雑なシステム Fe-Cr-Ni-Mo-Ci-C。 一部の過酷な環境におけるクロム-ニッケル-モリブデン-銅鋼の耐食性は非常に高いです。 たとえば、80% 硫酸溶液の場合です。 このような鋼は、化学、食品、自動車、その他の産業で広く使用されています。
耐熱鋼。で 高温金属や合金は周囲のガス環境と相互作用し、ガス腐食 (酸化) や材料の破壊を引き起こします。 高温（400～900℃）およびガス環境での酸化で動作する構造物や部品の製造には、特殊な耐熱鋼が使用されます。 下 耐熱性(またはスケール耐性) は通常、材料が耐えられる能力として理解されています。 腐食損傷高温の空気またはその他のガス媒体の影響下。
耐熱鋼には、アルミニウム、クロム（図28）、シリコン（表8）を含む鋼があります。 このような鋼は高温でもスケールを形成しません。 たとえば、30% Cr を含むクロム鋼は 1200°C まで安定です。 アルミニウムを少量添加すると、クロム鋼の耐熱性が大幅に向上します (図 29)。 このような材料の高温での耐性は、緻密な物質の形成によって説明されます。 保護フィルム、主に合金元素（クロム、アルミニウム、シリコン）の酸化物で構成されています。 耐熱鋼の適用範囲は、暖房機器や発電プラントの各種部品の製造です。
耐熱鋼. 一部の機械部品（エンジン） 内燃機関、蒸気およびガスタービン、冶金装置など） 長い間重負荷および高温 (500 ～ 1000°C) で動作します。 このような部品の製造には、特殊な耐熱鋼が使用されます。 下 耐熱性高温下でも大きな変形を起こすことなく機械的負荷に耐える材料の能力を理解するのが一般的です。 耐熱鋼とは、クロム、シリコン、モリブデン、ニッケルなどを含む鋼で、650℃以上に加熱しても強度を維持します 熱交換器の発熱体、ボイラー部品、自動車やトラクターのエンジンの出入口バルブなどはそのような鋼から作られています (表 8 を参照)。 目的に応じてバルブ鋼、ボイラータービン鋼、ガスタービン鋼や耐熱性の高い合金などが区別されます。

図28。 クロム含有量に応じた鋼の酸化速度 (0.5% C)

8. 耐食鋼、耐熱鋼、耐熱鋼

米。 29. 耐熱鋼（C=0.1%、Cr=6%、Mo=0.5%）の800℃における酸化率（アルミニウム含有量による）

耐摩耗鋼。摩擦条件下で動作する機械部品の製造には、ボールベアリング、黒鉛化、高マンガンなどの特殊な耐摩耗鋼が使用されます。
ボールベアリング鋼(ШХ6、ШХ9、ШХ15)はベアリングのボールやローラーの製造に使用されます。 による 化学組成(GOST 801-60) および構造から見て、これらの鋼は工具鋼のクラスに属します。 これらには、約 1% の Cu、0.6 ～ 1.5% の Cr が含まれています。 サイズが 10 mm までの部品には ShKh6 鋼 (1.05 ～ 1.15% C および 0.4 ～ 0.7% Cr) が使用され、18 mm を超える部品には ShKh15 鋼 (0.95 ～ 1.05% C および 1.3 ～ 1.65% Cg) が使用されます。 。 低クロム含有量のボールベアリング鋼の熱処理は、焼き入れと低温焼き戻し (最高 200°C) で構成され、結果として HRG 60 ～ 66 の硬度が得られます。
黒鉛化鋼(1.5 ～ 2% の C と最大 2% の Cr を含む高炭素) は、摩擦条件下で動作するピストン リング、ピストン、クランクシャフト、その他の成形鋳物の製造に使用されます。 黒鉛化鋼は、その構造中にフェライトとセメンタイトの混合物と黒鉛を含んでいます。 グラファイトの量は、熱処理方法と炭素含有量に応じて大きく異なります。 焼入れ後の黒鉛化鋼は、焼入れ鋼とねずみ鋳鉄の特性を兼ね備えています。 このような鋼に含まれる黒鉛は潤滑剤の役割を果たします。
高マンガン鋼 1.2% の C と 13% の MP を含む G13L は、鉄道の桟、トラックリンクなどの製造に使用されます。この鋼は、単相オーステナイト組織を有するときに最大の耐摩耗性を備え、これは硬化 (1000 ～ 1100 度) によって保証されます。 °C) 空気中で冷却した場合。 焼入れ鋼の硬度は低く (HB 200)、強力な焼入れを行うと硬度は HB 600 に増加します。

炭素含有量を可能な限り最小限に減らし、鉄と固溶体を形成する合金元素を合金の電極電位が増加する量で導入すると、鋼の耐食性は向上します。 大気腐食に強い鋼をステンレス鋼といいます。 酸、塩、アルカリ、その他の攻撃的な環境の腐食作用に対して高い耐性を持つ鋼または合金は、耐酸性と呼ばれます。

腐食とは、金属と金属の電気化学的相互作用による金属の破壊です。 環境。 構造材料は高い耐食性を持っています。 炭素鋼および低合金鋼は、大気、水、その他の媒体中での腐食に対して耐性がありません。 耐食性とは、環境の腐食作用に耐えることができる金属および合金です。

クロムは、酸化環境における鋼の耐食性を高める主要な合金元素です。

耐熱性は、高温でのガスの腐食作用に耐える金属および合金の能力です。 ガスの腐食作用により、高温では鋼が酸化します。 酸化の強さは酸化膜の組成や構造に影響されます。 膜が多孔質であれば酸化は集中的に起こり、膜が緻密であれば酸化は遅くなるか完全に停止します。

酸素が鋼の深部に浸透するのを防ぐ緻密な酸化皮膜を得るために、クロム、シリコン、またはアルミニウムと合金化されます。 鋼の合金元素が多いほど、耐熱性は高くなります。

耐熱性。 工具材料の場合、その切削特性が維持される最高温度によって決まります。 使用するものの耐熱性 楽器素材 200から1500の範囲です ○ C. 耐熱性の高い順に、超硬、切削用セラミックス、 硬質合金、高速、合金、 炭素鋼。 長時間高温にさらされても、高い耐熱性を維持する必要があります。 ホットスタンプの金属には安定した焼き戻し耐性が求められます。

耐熱性は、高温での機械的負荷に耐える鋼の能力です。 耐熱鋼には、高温で長時間負荷をかけた状態で動作できる鋼や合金が含まれます。 耐熱鋼は通常、耐熱性もあります。

クリープとは、以下の条件下で増加する変形のことです。 長期的な行動一定の負荷と高温。 カーボンおよび合金用 構造用鋼クリープは 350 °C を超える温度で発生します。

クリープはクリープ限界によって特徴付けられます。クリープ限界は、特定の温度で特定の時間内に鋼に特定の量の変形を引き起こす応力として理解されます。

耐熱合金。 耐熱ニッケル合金の開発は、従来のニクロムにチタンとアルミニウムを少量添加することから始まりました。 熱処理を行わずに 2% 未満のチタンとアルミニウムを添加すると、約 700 °C の温度でのニクロムのクリープ特性が大幅に増加します。

耐熱性 ニッケル合金デフォーマブルとキャストに分かれています。 変形可能な合金の耐熱特性は、熱処理中に形成されます。 鋳造耐熱ニッケル合金は、鍛造合金と組成が似ていますが、通常は以下の成分を含みます。 大量アルミニウムとチタン。

耐寒性は、低温の影響下で発生する可能性のある変形や破壊に抵抗する金属の能力です。

電磁鋼板は軟鋼の薄板です。 コアはそれから作られます 電気設備。 この鋼にはシリコンが含まれています。 冷間圧延と熱間圧延があります 電磁鋼板、ダイナミックとトランスフォーマーも同様です。 電磁鋼の合金化には、0.5%のAlが使用されます。

耐摩耗鋼。 摩耗、高圧および衝撃の条件下で動作する部品 (無限軌道車両の軌道、破砕機のジョー、鉄道および路面電車の軌道のスイッチ) には、0.9% C および 11.5% Mn を含むオーステナイト組織の高マンガン鋳鋼 110G13L が適しています。使用済み。

鋳造状態では、鋼組織はオーステナイトと、オーステナイト粒の境界に沿って放出された (Fe, Mn)3C タイプの炭化物で構成され、強度と靭性が大幅に低下するため、鋳造部品は加熱による焼き入れを受けます。 1100℃で水冷。 この温度では、炭化物がオーステナイトに溶解し、鋼はより安定したオーステナイト構造を獲得します。

衝撃や摩耗の条件下では、鋼の表層に結晶構造の欠陥（転位、積層欠陥）が形成され、表面硬化が起こります。 衝撃荷重や冷間塑性変形下では、冷間硬化の結果として硬度と耐摩耗性が向上する可能性があります。

摩耗とは、製品または工具のサイズ、形状、質量、または表面状態の変化です。
摩擦による製品表面層の破壊（摩耗）によるものです。
摩耗は製品の機能的品質の低下を招き、消費者価値の損失につながります。
耐摩耗性の高い材料を使用することにより、製品の耐摩耗性が向上します。

当社は A-3 軍用装甲を供給しています。 S450、45x2mfba、スチール 96すべての防衛企業に。

カラシニコフ、ウラルバゴンザヴォドの懸念…

民間生活では、原子力発電所の保護構造、自動車の装甲、燃料タンカーの防弾鋼、ドアの装甲、射撃場の標的、破砕機、コンクリートミキサーの装甲、製粉所、装甲室、装甲パネル、銃器の交換などに使用されています。 110G13l スチール、ショットブラスター プレート、セメント設備、摩耗が発生する場所の保護。 これ 最高の保護摩耗や摩擦から。

摩耗や摩擦はこれらの鋼に影響を与えません。 S450、S500 最良の選択肢摩擦仕事

高張力鋼

多くの高強度鋼は、主に鋼の焼入れ性を高め、溶接性を多少改善するために、合金元素としてマンガンを使用しています。

良質の高張力鋼はタングステンとバナジウムと合金化されています。 最後の元素は主に鋼の結晶粒を微細化するために添加されます。 安価な高張力鋼には、ニッケル、モリブデン、その他の安価な希少元素が含まれている場合があります。 高張力鋼中の硫黄とリンの含有量は最小限である必要があります。 リンは、たとえ少量であっても、高張力鋼のノッチに対する感受性を大幅に増加させます。 硫黄は、鋼の溶接性と溶接継手の強度に非常に悪影響を及ぼします。

最高の高張力鋼製軍用防弾装甲A3。

安価な類似品はスチール 96 (グレード 45x2mfba) です。

コンクリートミキサーの場合は装甲板を使用するのが最善です

セメント産業に最適な鋼は 45X2NMFBA 鋼 96 であり、耐摩耗性が向上した耐衝撃鋼、A3 装甲です。 代表的な例使用します:

コンクリートミキサーの装甲。
コンクリートミキサーの装甲には、軍用鋼 A-3 製の装甲板を使用するのが最善です。
オプションとして 110g13 シートも提供できますが、それは 10 倍悪く、ハドフィールド鋼と同様に硬化にしか機能しません。
防弾性と耐摩耗性を備えた A3 鋼は、摩耗に対して穏やかに反応し、最高の耐摩耗性を備えています。
民間生活における耐摩耗性の防弾鋼 A-3 は、ライニング、保護、ショット ブラスト チャンバーおよびミルとして破砕機で定期的に使用されています。

コンクリート混合プラントこれはキットです 技術設備技術的な運用を行う紙パルプ工場
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水と化学添加物の投与。 すべてのプロセスの管理が自動化されています。
コンクリートミキサー摩耗しやすいコンポーネントが多数あります。
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耐摩耗鋼には次のようなものがあります。

耐摩耗・耐衝撃鋼 Roロシア生産: 45Х2НМФВАおよび軍用装甲鋼材A3

冷間加工鋼 110g13、110g13l、g13

比較的耐摩耗性が高い輸入生産: ハードックス, ラレックス, のために, ザー。

耐摩耗鋼は「現象」と表現されています。 金属表面「相互に相対的に動くものは、互いの表面の傷や金属の付着によって摩耗します。耐摩耗鋼の特性により、摩擦、衝撃、または圧縮荷重による摩耗に耐える能力が得られます。」 外部要因 セメント、砂、石などの材料であり、建設機械での使用や摩耗した部品の交換を目的としています。 たとえば、ダンプ本体、資材運搬装置、破砕機などは、継続的な摩耗や衝撃摩耗にさらされます。 解決策として、耐摩耗性と磨耗性に優れた特殊構造用鋼が開発されました。 鋼の耐摩耗性に影響を与える要因。 鋼の耐摩耗性に大きな影響を与える主な要因は 4 つあります。 これらは、(I) 熱処理、(II) 合金添加剤、(III) 炭素含有量の影響、および (IV) 一次および二次両方の炭化物の影響です。 耐摩耗性を左右する大きな要素は「硬さ」です。 一般に、材料が硬くなるにつれて耐摩耗性は向上します。 硬度と耐摩耗性の間には直接的な関係があります。 鋼表面の耐摩耗性は主に研磨粒子の破壊作用から生じる「有効」硬度に依存し、適用条件下での鋼のひずみ硬化率に依存します。 粒径、再結晶温度、硬度、ひずみ速度などの塑性変形に影響を与える要因も鋼の摩耗に影響します。 自由な境界を持つ単結晶とは異なり、多結晶鋼の粒子は変形プロセス中に隣接する粒子の影響を受け、その影響で平均粒径が微視的な接触領域よりも大きくなる程度に変形が制限されます。 したがって、多数の結晶粒による結合により、摩耗率が大幅に減少します。 したがって、鋼の優れた耐摩耗性にとって、粒径が大きいことは望ましくない。 機械的酸化によって空気中に放出された酸化膜は、酸化膜が表面に結合している限り、金属同士の接触を防ぎ、摩耗率を低減します。 酸化の影響に強い鋼は、特に焼入れ性が低い場合、接着や金属の転写が困難になる可能性があります。 トラックの摩耗表面の質感は、材料の微細構造に大きく依存します。 不連続構造は、オーデルにおいては、著しい結晶粒の成長を抑制する利点がある。 したがって、炭素鋼は均質なステンレス鋼よりも摩耗しにくいです。 フェライト・パーライト鋼の構造上、耐摩耗性はフェライト成分に限定されるため、炭素を増量するだけでフェライト量を減らし、硬度を高めることができ、耐摩耗性を向上させることができます。 カーボン量が増えると焼き入れが容易になります。 炭素量が0.6％を超えると焼き入れ後の硬さはほぼ一定になります。 硬度が一定になると、その時点では耐摩耗性は安定しませんが、カーボン含有量が増加すると耐摩耗性はさらに向上します。 鋼材は硬化すると鉄と炭素が結合してマルテンサイトになります。 このマルテンサイトが耐摩耗性に効果を発揮します。 しかし、高炭素鋼や高合金鋼では、焼き入れや焼きなましの際に材料のすべてがマルテンサイトに変換されるわけではなく、材料の約20%～30%がオーステナイトとして残ります。 この残留オーステナイトは耐摩耗性には良くありません。 超硬合金の存在により、鋼の耐摩耗性が向上します。 したがって、クロム、バナジウム、タングステンなどの合金元素が含まれます。 モリブデンは鋼の耐摩耗性に貢献します。 炭化物は微細構造の中で最も硬い成分であり、耐摩耗性に決定的な影響を与えます。 さらに、それよりも 小さいサイズ鋼に炭化物が含まれるほど、耐摩耗性は高くなります。 鋼の組織を強化するには、(I) 合金化、(II) 熱処理、(II) 冷間硬化の 3 つの主な方法があります。 炭素鋼の焼入れが耐摩耗性に及ぼす影響を図1に示します。 耐摩耗性 図 1

硬さと焼入れの関係 耐摩耗鋼の例 耐摩耗特殊構造用鋼は通常、焼入れまたは焼き入れ焼き戻し処理が施されており、優れたマルテンサイトまたはマルテンサイトベイナイト組織を有しています。 焼き入れ焼き戻し鋼は、熱処理または熱機械圧延のプロセスを通じて十分な強度と耐久性を実現し、さまざまな用途に適しています。 これらの鋼の硬度は、必要な耐摩耗性と必要な剛性を兼ね備えるよう設計されています。 経済的な方法で。 これらの鋼は最大 120 mm の厚さで製造されます。 これらは、XAR、BRINAR、DILLIDUR、HARDOX などの商品名で製造されています。 硬度 300 HB の正規化された特殊構造用鋼は、スクラップ金属のピックアップなど、低レベルから中程度の摩耗を受ける構造物に使用できるようになりました。また、グレード 600 HB は極度の耐摩耗性要件を満たします。 コーティング硬度範囲は 300 ～ 600 HB、 適切な材料したがって、用途に応じてあらゆるタイプのウェアが利用可能です。 現在最も使用されている材種は硬度 400 HB の鋼で、これは従来の構造用鋼の約 5 倍の強度です。 別の改良グレードである 450 HB の鋼は、さらに高い硬度を示し、同時に良好な強度を示します。 これにより、より安定した軽量かつ耐摩耗性に優れた構造を実現できます。 HB 鋼 450 の主な用途には、ダンプ本体と刃先の製造が含まれます。 すべての耐摩耗鋼には合金添加剤としてクロムが含まれており、特に低酸性の媒体において非常に効果的であることが証明されています。 強度が高いため寸法安定性が良く、変形が少ないです。 薄いものから 板金、より大きな正味負荷を許可することも可能です。 鋼鉄は、氷点下などの最も困難な条件下でも高い耐衝撃性を保証するレベルの強度を備えています。 耐摩耗鋼は、炎、プラズマ、熱にさらされても問題はありません。 レーザー切断。 溶接性が良好で、低温割れに対する感受性が低いことが示されています。 オーステナイト系マンガン (Mn) 鋼は、非常に硬く延性があり、高い靭性を備えた材料です。 マンガン鋼は 柔らかい素材、約２２０〜２４０ＨＢの初期硬度を有する。 耐摩耗性マンガン鋼は硬化現象を利用したものです。 マンガン鋼の表面に強い衝撃荷重や圧縮荷重が加わると、母材は硬いまま表面から硬化します。 加工硬化面の深さと硬さは用途や鋼のMn品位によって異なります。 加工硬化層の深さは 10mm ～ 15mm で、最初の塗布では硬度は最大 560 HB になります。 Mn/C 比とクロムの量も、これらの鋼の望ましい耐摩耗性に関係します。

ロシアの軍産複合体は、輸入代替という流行語の枠組みの中で、A3装甲鋼材を広く宣伝している。

複数の優位性により、民間企業や外国の競合他社を簡単に追い越します

構造用耐摩耗鋼

「構造用鋼」という用語は、機械工学および機械工学におけるさまざまなコンポーネント、部品、構造、機構の製造に使用される多数の合金を意味します。 建設分野。 構造用鋼は、その特有の強度によって他のタイプと区別されます。

構造用鋼にはいくつかの分類があります。 特に、炭素含有量と添加剤に応じて炭素質と炭素質に分類できます。 合金化された; 加工方法別（セメンテッドおよび改良）、目的別（スプリング、ベアリング）。 このような鋼の特別なカテゴリは、耐摩耗性合金であり、摩耗が多く、滑りや衝撃による摩耗が起こる、非常に困難な条件での作業用に開発されました。製材業、廃棄物処理および金属スクラップ、道路建設、土壌栽培など。

耐摩耗鋼には次の条件が必要です 硬度の増加。 これが彼らが達成しようとしていることです 違う方法。 通常、取得するには このタイプの合金には、さまざまな合金元素、特にマンガンが使用されます。 国産合金では高マンガン鋼G13が該当します。 組成中に 1 ～ 1.4% の炭素と 12 ～ 14% のマンガンが含まれています。 この鋼はオーステナイト系なので、 特徴的な機能は 激しい硬化に対する耐性のみ。

ボールベアリング鋼は、滑り摩擦や転がり摩擦によって摩耗が増加する条件下で動作するように設計されています。 これらの鋼には、約 1% の炭素と最大 1.5% のクロムが含まれています。 このような合金には、国産鋼ШХ6、ШХ9、ШХ15が含まれます。

A3 タイプの高強度耐摩耗合金軍用鋼は際立っています。 SSAB Oxelosund AB が製造する鋼と、特にこれらを組み合わせた一連の合金 一般名ハードックス。 上記のブランドのボール ベアリング鋼と同様に、Hardox 鋼はクロム含有量が高くなります。 たとえば、Hardox 500 ブランドでは、シートの厚さに応じて 1 ～ 1.5% です。 ただし、これらの合金の炭素含有量ははるかに低いです。 このブランドの一部のグレードには、C が 0.2% しか含まれていません。炭素濃度は、鋼の硬度や強度などの特性に影響します。 Hardox 合金は低炭素合金であるにもかかわらず、高強度です。 たとえば、Hardox 450 鋼の硬度は 425 ～ 475 HB、引張強度は 1400 MPa です。 このメーカーは、マイロ合金化、不活性ガスによる取鍋パージ、高基準の原料の選択など、さまざまな革新的な技術を使用することでこれを実現しています。 当該企業の工場は、特に硫黄含有量の低い鉱石の使用を実践しています。 輸入代替プログラムの一環としてウラルバゴンザヴォードで行われた外国鋼とロシア鋼の比較試験では、HARDOX が A3 よりも何倍も劣っていることが示されました。

磨耗に関する実験室テストでは、HARDOX は 3 か月を超えて使用することはできませんが、A3 はほぼ永久に使用できます。

国内では、炭素とシリコンの含有量が高い鋼、いわゆる黒鉛化鋼も耐摩耗合金として使用されています。 これら 2 つの元素の量は 1.3 ～ 1.75% の範囲で変化します。 シリコンが存在するため、炭素の一部がグラファイトを形成します。 これらの合金は、シャフトの精錬、ダイ、ゲージ、金型の製造に使用されます。

G13 グレードのような高マンガン鋼は硬度が劣りますが (この特性は約 200 ～ 250 HB)、 安価なオプション耐摩耗鋼。 この合金は、1000 ～ 1100 °C の温度で焼入れし、空冷すると最大の耐摩耗性が得られます。 このような鋼は、トラクターの軌道用のリンクや鉄道に設置される横材の製造に使用できます。

耐摩耗鋼の使用は、合金鋼で作られた部品、アセンブリ、その他の製品に大きな負荷がかかるあらゆる産業において非常に有益であり、有望です。 したがって、そのような鋼の需要は日々着実かつ急速に増加しています。

耐摩耗鋼

鋼および合金は、摩耗（転がり摩擦、滑り摩擦）の条件下で耐摩耗性があります。ボールベアリングやローラーベアリング、シャフト、道路機械や土木機械の部品などの部品は、このような条件下で動作します。

材料が 耐摩耗性の向上このような条件下では高い硬度が要求されます。

高炭素鋼と並んで、白鋳鉄や超硬合金も耐摩耗性材料として使用されます。 後者は非常に高い耐摩耗性を持っています。

耐摩耗鋼の特別なグループは、約 1% の C と 0.6 ～ 1.5% の Cr を含む玉軸受鋼で構成されます。ShKh6 (0.6% C)、ShKh9 (0.9% C)、ShKh15 (1.5% C) などです。

黒鉛化鋼は耐摩耗合金としても使用されます。 この鋼には、炭素 (1.3 ～ 1.75%) とシリコン (1.3 ～ 1.75) が多く含まれています。 これにより、鋼中の炭素の一部がグラファイトの形で放出されます。

黒鉛化鋼は、ダイス、ゲージ、シャフトの製造に使用されます。

研磨ジェットによる衝撃摩耗条件下での耐摩耗性材料。このような摩耗を受ける典型的な部品は、有機解砕機 (砂を粉砕するミル) の作業員です。

衝撃摩耗条件下で最も耐摩耗性の高い材料は、タイプ A3 の合金です。 A3 耐摩耗性装甲は、セメント産業や鉱業で広く使用されています。 有益な機能: 耐摩耗性、耐衝撃性、耐弾性、 耐摩耗性、防爆、理想的な溶接性により、HARDOX およびスチール 110g13、g13、110g13l (鋳造バージョン) のことを永遠に忘れることができます。

摩耗条件での作業に適した耐摩耗性高マンガン鋼グレード G13、大きな比負荷を伴います。 G13 鋼には 1 ～ 1.4% の炭素と 12 ～ 14% のマンガンが含まれており、オーステナイト構造で比較的低い硬度 (200 ～ 250 HB) を持っています。 G13 鋼は、ボールミル本体、岩石破砕ジョー、レールクロス、キャタピラトラック、浚渫浚渫キャノピーなどの部品の製造に広く使用されています。 激しい硬化傾向はオーステナイト鋼の特徴です。

耐摩耗性、耐衝撃性に優れた防弾鋼 A3 は 110g13 および HARDOX を 10 倍上回る 困難な摩耗条件下でも、大きな比荷重と衝撃荷重を伴う

鋼は、鉄に炭素 (最大 2.14%) およびその他の元素を加えた変形可能な (展性のある) 合金です。 これは主に、酸素転炉、平炉、電気炉で鋳鉄と鋼スクラップの混合物から得られます。 2.14%以上の炭素を含む鉄と炭素の合金は鋳鉄と呼ばれます。

鋼と合金の分類は次のように行われます。

化学組成による。

構造組成による。

品質別（製造方法および有害な不純物の含有量別）。

脱酸の程度と金型内の金属の凝固の性質に応じて;

予約制です。

化学組成

化学組成によれば、炭素鋼は炭素含有量に応じて次のグループに分類されます。

低炭素 - C 0.3% 未満。

中炭素 - 0.3〜0.7℃;

高炭素 - 0.7% 以上の C。

改善のために 技術的特性鋼は合金化されています。 合金鋼は、通常の不純物に加えて、特定の組み合わせで特別に導入された合金元素（Cr、Ni、Mo、V、Al、B、Tiなど）、および超過量のMnおよびSiを含む鋼です。技術的不純物としての通常の含有量 (1% 以上)。 いつもの、 最高の物件複雑な合金化を実現します。

合金鋼の化学組成による分類は、合金元素の合計パーセンテージによって決まります。

低合金 - 2.5%未満。

中程度の合金 - 2.5-10%;

高度に合金化 - 10% 以上。

構造組成

合金鋼および合金は、その構造組成に従って次のクラスにも分類されます。

焼きなまし状態 - 亜共析、過共析、レデブライト (炭化物)、フェライト、オーステナイト。

で 良好な状態で- パーライト、マルテンサイト、オーステナイト。

パーライト系には、合金元素の含有量が少ない炭素鋼と合金鋼、含有量が高いマルテンサイト系、および合金元素の含有量が多いオーステナイト系が含まれます。

製造条件

品質、つまり製造方法と有害な不純物の含有量に応じて、鋼と合金は4つのグループに分類されます

表1.1 鋼材の品質による分類

普通の品質（普通）
品質		0.035未満
高品質	0.025未満	0.025未満
特に高品質	0.015未満	0.025未満

普通鋼

化学組成が通常の品質（普通）の鋼は、C を最大 0.6% 含む炭素鋼です。これらの鋼は、酸素を使用する転炉または大型の平炉で精錬されます。 これらの鋼の例としては、鋼 St0、St3sp、St5kp があります。

普通品質の鋼は最も安価であり、他のクラスの鋼に比べて機械的性質が劣ります。

高品質の鋼

化学組成の点で高品質の鋼は、炭素または合金 (08kp、10ps、20) です。 これらは転炉または主平炉でも精錬されますが、装入、溶解および鋳造プロセスの構成についてより厳しい要件が課されます。

普通品質の炭素鋼と高級炭素鋼は、脱酸の程度と金型内の金属の凝固の性質に応じて、穏やか、半静か、沸騰に分けられます。 これらの品種はそれぞれ、酸素、窒素、水素の含有量が異なります。 沸騰した鋼にはこのように含まれています 最大の数これらの要素。

高品質の鋼

高品質の鋼は主に電気炉で製錬され、特に高品質の鋼はエレクトロスラグ再溶解 (ESR) またはその他の高度な方法を使用して電気炉で製錬され、非金属介在物 (硫黄とリンの含有量が 0.03 未満) の純度の向上が保証されます。 %) とガス含有量が向上し、機械的特性が向上しました。 20A、15Х2МАなどの鋼材です。

超高品質鋼

特に高品質の鋼材にはエレクトロスラグ再溶解が施され、 効果的な洗浄硫化物と酸化物から。 これらの鋼は合金のみが精錬されます。 これらは電気炉で特殊な電気冶金を使用して製造されます。 硫黄含有量は 0.01% 以下、リン含有量は 0.025% 以下です。 例: 18ХГ-Ш、20ХГНТР-Ш。

目的

鋼および合金は、その目的に応じて、構造用鋼、工具鋼、特殊な物理的および化学的性質を備えた鋼に分類されます。

形鋼

構造用鋼は通常、構造用鋼に分けられます。 コールドスタンピング、セメンテッド、アップグレード可能、高強度、スプリングスプリング、ボールベアリング、自動、耐食性、耐熱性、耐熱性、耐摩耗性鋼。

建設用鋼材

建設用鋼には、通常の品質の炭素鋼と低合金鋼が含まれます。 建設用鋼材の主な要件は、良好な溶接性です。 例: S255、S345T、S390K、S440D。

冷間成形鋼

コールドスタンピングに使用 板金低炭素品質の鋼グレード08Yu、08ps、08kpから作られています。

肌焼き鋼

肌焼き鋼は、表面摩耗の条件下で動作し、動的荷重を受ける部品の製造に使用されます。 超硬鋼には、0.1 ～ 0.3% の炭素を含む低炭素鋼 (15、20、25 など) と一部の合金鋼 (15Kh、20Kh、15KhF、20KhN、12KhN3A、18Kh2N4VA、18KhGT、30KhGT、20KhGR) が含まれます。

改良鋼

改良鋼には、焼き入れと高温焼き戻しからなる熱処理という改良が施された鋼が含まれます。 これらには、中炭素鋼 (35、40、45、50)、クロム鋼 (40Х、45Х、50Х)、ホウ素含有クロム鋼 (30ХРА、40ХР)、クロムニッケル、クロムシリコンマンガン、クロムニッケル鋼が含まれます。モリブデン鋼。

高張力鋼

高張力鋼とは、化学成分の選定と熱処理により、従来の構造用鋼の約2倍の引張強さを実現した鋼のことです。 このレベルの強度は、30ХГСН2А、40ХН2МА、30ХГСА、38ХН3МА、03Н18К9М5Т、04Х11Н9М2Д2ТУなどの中炭素合金鋼で得られます。

ばね鋼

ばね（ばね）鋼は弾性限界が高く、耐破壊性や耐疲労性に優れているため、弾性特性を長期間維持します。 ばね鋼には、炭素鋼 (65、70) および弾性限界を高める元素 (シリコン、マンガン、クロム、タングステン、バナジウム、ホウ素) と合金化された鋼 (60S2、60S2KhFA、55KhGR、50KhGS) が含まれます。

軸受鋼

軸受鋼（玉軸受鋼）は、高い強度、耐摩耗性、耐久性を備えています。 軸受には、さまざまな介在物、マクロおよびミクロ細孔が存在しないことに対する要件が厳しくなっています。 一般に、ボールベアリング鋼は、高い炭素含有量 (約 1%) とクロム (ShKh9、ShKh15) の存在によって特徴付けられます。

自動鋼

自動鋼は、自動機械で加工される、重要ではない量産部品 (ネジ、ボルト、ナットなど) の製造に使用されます。 切削の被削性を向上させる効果的な冶金技術は、硫黄、セレン、テルル、鉛を鋼に導入することです。これにより、短く脆い切りくずの形成が促進され、カッターと切りくずの間の摩擦も軽減されます。 フリーカット鋼の欠点は延性の低下です。 自動鋼には、A12、A20、A30、A40G、AS11、AS40、ATs45G2、ASTS30KhM、AS20KhGNMなどの鋼が含まれます。

耐摩耗鋼

摩耗性の摩擦条件下で動作する部品には耐摩耗鋼が使用されています。 高圧そして吹く（クロス） 鉄道路線、装軌車両の履帯、破砕機のジョー、土木機械のスコップ、掘削機のバケットなど）。 耐摩耗鋼の例としては、高マンガン鋼 110G13L があります。

耐食性（ステンレス）鋼

耐食性 (ステンレス) 鋼は、クロム (少なくとも 12%) とニッケルを多く含む合金鋼です。 クロムは、製品の表面に保護（不動態）酸化膜を形成します。 カーボン入り ステンレス鋼- 望ましくない元素であり、クロムが多ければ多いほど耐食性は高くなります。

この目的に使用される最も一般的な合金の構造は次のとおりです。

フェライトカーバイドおよびマルテンサイト系 (12×13、20×13、20×17×2、30×13、40×13、95×18 - 軽度の攻撃性環境 (空気、水、蒸気) 用。

フェライト酸 (15×28) - 硝酸およびリン酸の溶液用。

オーステナイト系 (12Х18Н10Т) - で 海水、有機酸、硝酸、弱アルカリ。

マレージング熟成 (10Х17Н13М3Т、09Х15Н8У) - リン酸、酢酸、乳酸中で。

合金 06KhN28MT は、高温 (60℃まで) リン酸および硫酸 (濃度 20% まで) の条件で使用できます。

耐食鋼および合金は、使用される環境の攻撃性と、主な消費者の構成に応じて、耐食性、耐熱性、極低温性に分類されます。

耐食鋼

耐食鋼で作られた製品（タービンブレード、油圧プレスバルブ、スプリング、キャブレターニードル、ディスク、シャフト、パイプなど）は、最大 550 ℃の動作温度で動作します。

耐熱鋼

耐熱鋼は、高温で一定時間負荷をかけて使用することができ、同時に十分な耐熱性を備えています。 これらの鋼および合金は、パイプ、バルブ、蒸気およびガス タービン部品 (ローター、ブレード、ディスクなど) の製造に使用されます。

耐熱・耐熱工学鋼には、低炭素鋼（0.1～0.45％C）や高合金鋼（Si、Cr、Ni、Coなど）が使用されます。 耐熱鋼および合金の組成には必ずニッケルが含まれており、これにより降伏強さと引張強さがわずかに増加し、長期腐食強度の限界が大幅に増加します。また、マンガンも含まれています。 さらに、モリブデン、タングステン、ニオブ、チタン、ホウ素、ヨウ素などと合金化することもできます。したがって、ホウ素、希土類および一部のアルカリ土類金属とのマイクロ合金化により、高温でのねじり速度、延性、靭性などの特性が向上します。 。

最新の動作温度 耐熱合金融点の約 45 ～ 80% です。 これらの鋼は動作温度に従って分類されます (GOST 20072-74)。

400〜550˚С -15ХМ、12Х1МФ、25Х3МВФで。

500〜600˚С -15Х5М、40Х10С2М、20Х13;

600-650˚С -12Х18Н9Т、45Х14Н14В2М、10Х11Н23Т3МР、ХН60У、ХН70У、

耐熱鋼

耐熱性 (耐スケール性) 鋼は、空気中 +550 ～ 1200 °C の温度で、硫黄含有環境を含むガス環境での表面の化学的破壊に対して耐性があります。 炉のガス(15Х5、15Х6СМ、40Х9С2、30Х13Н7С2、12Х17、12Х17、15Х28)、酸化および浸炭環境(20Х20Н14С2、20Х23Н18)、および大きな負荷を加えるとクリープが発生する可能性があるため、無負荷または軽負荷の状態で動作します。負荷がかかります。 耐熱鋼は、激しい酸化が始まる温度によって特徴付けられます。 この温度の大きさは、合金内のクロム含有量によって決まります。 したがって、15% Cr では製品の動作温度は +950˚С、25% Cr では +1300˚С になります。 耐熱鋼には、ニッケル、シリコン、アルミニウムなどの合金も使用されます。

極低温鋼

極低温エンジニアリング鋼および合金 (GOST 5632-72) の化学組成は、オーステナイト系 (08Х18Н10、12Х18Н10Т、03Х20Н16AG6) の低炭素 (0.10% C) および高合金 (Cr、Ni、Mn など) 鋼です。 、03Х13AG19など）。 主要 消費者財産これらの鋼は延性があり、靭性があり、温度が低下しても (+20 から -196˚С まで) 変化しません。 冷間脆性の特徴である急激な粘度の低下はありません。 極低温エンジニアリング鋼は、-196 ～ -296˚С の範囲の使用温度に従って分類され、極低温機器部品の製造に使用されます。

工具鋼

工具鋼はその使用目的により、切削・測定機器用鋼とダイス鋼に分けられます。

切削工具用鋼

切削工具用鋼には、加熱時も含めて長期間にわたって高い硬度と切削能力を維持できることが求められます。 切削工具用鋼としては、炭素鋼、合金工具、高速度鋼などが使用されます。

炭素工具鋼

炭素工具鋼には 0.65 ～ 1.32% の炭素が含まれています。 たとえば、鋼グレード U7、U7A、U13、U13A。 このグループには、非合金炭素工具鋼に加えて、従来、炭素鋼とあまり変わらない合金元素の含有量が少ない鋼も含まれます。

合金工具鋼

で このグループ鋼には、合金元素を 1 ～ 3% 含む鋼が含まれます。 合金工具鋼は、（炭素工具鋼と比較して）耐熱性が最大 +300˚С まで向上しています。 最も広く使用されている鋼は、9ХС (ドリル、カッター、皿穴)、KhVG (ブローチ、リーマー)、KhVGS (ドリル、カッター、大型皿穴) です。

ハイス鋼

ハイス鋼はさまざまな製品の製造に使用されます。 切削工具最大 +650˚С の高い耐熱性を備えているため、高い切削速度で動作します。 最も広く使用されているハイス鋼種は、R9、R18、R6M5、R9F5、R10K5F5 です。

計測器用鋼材

測定機器（プレート、ゲージ、テンプレート）用の工具鋼は、硬度と耐摩耗性に加えて、寸法安定性を維持し、よく研削されている必要があります。 通常、U8….U12、X、12X1、KhVG、X12F1 鋼が使用されます。 メジャーブラケット、定規スケール、その他の平面および 長い工具から作られた 鋼板 15、15倍。 入手用 作業面浸炭焼入れを施し、高い硬度と耐摩耗性を備えた工具です。

金型鋼

ダイス鋼は高い硬度と耐摩耗性、焼入性、耐熱性を備えています。

冷間成形型用鋼

これらの鋼は、十分な靭性と併せて高い硬度、耐摩耗性、強度を備えていなければならず、耐熱性も備えていなければなりません。 たとえば、Х12Ф1、Х12М、Х6ВФ、7ХГ2ВМ、6Х5В3МФСなどです。 多くの場合、冷間成形金型の製造には高速度鋼が使用されます。

熱間成形型用鋼

これらの鋼は、高い機械的特性 (強度と靭性) を備えていなければなりません。 高温耐摩耗性、耐スケール性、耐熱性、高熱伝導性を備えています。 このような鋼の例としては、5ХНМ、5ХНВ、4Х3ВМФ、3Х2В8Ф、4Х2В5МФなどがあります。

圧延鋼材

これらの鋼は、圧延合金のワーク、サポートおよびその他のロール、複合サポートロールの包帯、金属の冷間切断用ナイフ、トリミングダイスおよびパンチに使用されます。 ロール鋼には、9Х1、55Х、60ХН、7Х2СМФなどの鋼が含まれます。