Сталь представляет собой достаточно распространенный материал, который используется для изготовления самых разных изделий. Сегодня существует довольно много разновидностей стали. Однако далеко не каждому известно, чем отличаются углеродистые стали от легированных. Разница между ними затрагивает состав, технологию изготовления, свойства. Все эти особенности обязательно требуется учитывать при выборе конкретного варианта.

Сталь представляет собой достаточно распространенный материал

Углеродистые и легированные стали — в чем их особенности

Для легирования используют металлы, которые могут формировать стойкие соединения с углеродом и железом. Под температурным воздействием из дисперсных частиц, карбидов и интерметаллидов образуется сложная кристаллическая решетка.

При снижении углеродной доли основой структуры становятся никель, марганец, хром или иные элементы. В этом случае карбидные вещества перемещаются к границам зерен. Активное же железо остается связанным. Как следствие, оно не способно вступать в реакции с агрессивными элементами.

В зависимости от уровня присадок легированные материалы имеют следующие разновидности:

  • низколегированные — количество дополнительных компонентов не превышает 2,5 %;
  • среднелегированные — доля присадок находится на уровне 2,5-10 %;
  • высоколегированные — объем дополнительных веществ превышает 10 %.
Чтобы определять разновидности сталей, используется система из букв и цифр. Для обозначения легирующих элементов применяются русские буквы.

Также легированные стали могут иметь различное предназначение. По этому признаку они делятся на следующие виды:

  • Инструментальные — используются для изготовления режущих приспособлений и инструментов для измерения.
  • Конструкционные — используются для производства агрегатов и механизмов. Из них делают всевозможное оборудование и автомобили.
  • Специальные — отличаются жаропрочностью, устойчивостью к коррозии и прочими особенностями.
Легированные стали имеют много преимуществ

Большая часть сплавов содержит не больше 1 % углерода. Однако эта особенность считается наиболее важной. Потому ее приводят в начале маркировки. Данный параметр указывают в сотых долях процента.

Сегодня существует больше 1000 легированных сплавов, которые имеют разные свойства. Они могут отличаться стойкостью к влиянию холода, кислот или щелочей. Также встречаются материалы, устойчивые к кавитационным нагрузкам.

Для углеродистых сталей характерны свои особенности. Качественные характеристики сплавов определяются степенью обработки.

На начальном этапе железная руда раскисляется, после чего производится восстановление окиси железа до металла.

В зависимости от атмосферных газов, которые остаются в расплаве, предусмотрены следующие классы:

  • спокойный;
  • полуспокойный;
  • кипящий.

Содержание углерода влияет на твердость и одновременно на ударную хрупкость. Потому стали делятся на следующие классы, которые имеют определенные отличия:

  • низкоуглеродистые — включают не больше 0,25 % углерода;
  • среднеуглеродистые — содержат 0,25-0,6 % активного вещества;
  • высокоуглеродистые — количество углерода превышает 0,6 %.
Пример расшифровки нержавеющей стали 12Х18Н9Т

В зависимости от сфер использования стали делятся на такие группы, которые имеют некоторые различия:

  • Конструкционные — крупная категория, в которую входит сразу несколько видов материалов. Среди них стоит выделить автоматные, строительные, высокой прочности. Такие материалы маркируются цифрами, которые обозначают количество углерода в сотых долях процента — от 08 до 85. При повышенном содержании марганца используется буква Г.
  • Инструментальные — этот вид материалов требуется для производства инструментов, которые не подразумевают нагревание. К ним относятся молотки, зубила и другие. Такие стали считаются очень качественными. Их маркируют буквой «У» в начале. Для обозначения высшего качества в конце ставят букву «А».
  • Общего назначения — представляют собой доступные сплавы, которые используются для изготовления прутков, труб, швеллеров. Они делятся на несколько категорий. Если кратко, в группу А входят стали, которые обладают стабильными механическими характеристиками. У группы Б химический состав регламентируется. Категория В имеет стабильный состав и свойства.
Углеродистые стали обладают доступной стоимостью.

Чем отличается?

Чтобы понять, чем именно отличается углеродистая сталь от легированной, важно проанализировать целый ряд параметров и особенностей.

Сравнение химического состава, методы получения

Легированная сталь, по сути, является углеродистым сплавом, который содержит дополнительные компоненты и особые добавки. Благодаря этим примесям удается получить повышенные физические, химические и механические свойства.

Углеродистая сталь представляет собой сплав, в который входит железо и углерод. При этом количество углерода может быть разным — от 0,02 до 2,14 %.

К дополнительным примесям относят серу, кремний, фосфор. Однако основным компонентом, который определяет характеристики стали, считается углерод.

Свариваемость рассматриваемых видов металлов отличается.

Температура плавления, свариваемость и тягучесть

Рассматриваемые материалы отличаются по температуре плавления. Этим термином называют температурный показатель, при котором происходит фазовое изменение. Для углеродистой стали характерна температура плавления на уровне 1535 градусов. При этом для легированного материала характерны параметры на уровне 1400-1480 градусов.

Свариваемость сталей определяется содержанием углерода и легирующих компонентов. По мере увеличения их количества это свойство ухудшается. Для сварки углеродистых сталей нужно использовать сварочную проволоку и плавленые флюсы.

Процесс осуществляется на небольших величинах тока. Это обеспечивает насыщение металла нужным уровнем кремния и марганца.

Где используют, примеры применения

Добавление в сталь легирующих компонентов расширяет спектр возможных использований металла, но существенно увеличивает его стоимость. Потому при выборе марки требуется ориентироваться также на экономическую целесообразность.

Из низкоуглеродистой стали часто делают листовое железо.

Чаще всего используют низкоуглеродистую сталь обычного качества, которая обладает маркировкой Ст. Она активно применяется в строительной сфере, в машиностроении, на производстве. Этот материал используется для изготовления следующих изделий:

  • листовое железо;
  • крепежные элементы;
  • рельсы;
  • проволока;
  • валы;
  • зубчатые колеса.
Химический состав

Стоит учитывать, что по большинству характеристик углеродистые стали уступают легированным. Однако они характеризуются достаточной надежностью и качеством. К тому же такие материалы имеют доступную стоимость, потому считаются довольно востребованными.

При выборе марки металла стоит проанализировать справочную литературу, плюсы и минусы марок. Также следует учесть жесткость, ковкость, пластичность.

Углеродистые марки обычно применяют для производства нагруженных элементов и конструкций. К ним относятся рельсы, валы, тяги. Также из этого материала делают оси, пружины рессор, элементы турбин. Такие материалы хорошо свариваются, режутся и куются. Однако их обязательно следует защищать от коррозии.

Видео по теме статьи

Виды стали и основные легирующие добавки в видеоролике ниже.

Заключение

Легированные и углеродистые стали представляют собой достаточно популярные виды материалов, которые имеют определенные особенности. Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант, важно проанализировать особенности каждого из них.