Изначально сталь имеет среднюю прочность, твердость и коррозионную стойкость. Это значительно ограничивает область применения материала, т.к. не позволяет использовать его для выполнения более сложных работ (например, сваривания редких сплавов).
В таких ситуациях прибегают к легированию стали ферросплавами, в ходе которого в чистый железный материал добавляют определенные химические элементы, призванные улучшить его физические характеристики.
Виды ферросплавов
Сегодня на рынке представлено свыше 100 видов ферросплавов. Однако наибольшей популярностью пользуются 14 из них. Причем каждый обладает своими свойствами и техническими характеристиками.
Феррохром содержит порядка 60-70% хрома и обладает:
- высокой температурой плавления (1900-1920 градусов);
- стойкостью к износу и коррозии;
- низким сопротивлением.
Никелевый порошок – смесь мельчайших частиц никеля, серы, цинка и других веществ. Такой состав обеспечивает ему ферромагнитные свойства и позволяет использовать материал для изготовления электродов и электротехнических деталей (контактов и аккумуляторных батарей).
Металлический марганец обладает небольшой твердостью, но хорошей гибкостью и сопротивлением ударным нагрузкам. Это делает его отличным вариантом для производства рельсовой, конструкционной и заводской стали.
Силикокальций состоит из 2-4% железа, 23-33% кальция и 63-75% кремния. Обладает высокой теплопроводностью, стойкостью к окислению и коррозии. Способен снизить содержание серы в стали и чугуне и улучшить текучесть сплавов.
Ферробор содержит около 17-23% бора и 77-83% железа, что обеспечивает ему температуру плавления в 1400-1500 градусов и отличную электропроводность.
Феррованадий – еще один металл, используемый для легирования сталей. Он обладает высокой температурной стабильностью, сопротивлением усталости и износу.
Ферровольфрам способен выдерживать критические температуры без потери своих характеристик и используется в ситуациях, когда требуется устойчивость к износу и высоким температурам (например, в энергетических установках).
Есть и другие металлы для легирования стали:
- ферромолибден (50-60 % молибдена);
- ферросиликомарганец (65% марганца, 15-20% кремния);
- ферросилиций (20-90% кремния);
- ферротитан (60% титана);
- феррониобий (60% ниобия);
- ферромарганец (65-95% марганца).
Свойства стали после легирования
Рассмотрим влияние легирования на свойства сталей подробнее:
| Ферросплав | Результат легирования | Пример стали |
| Ферровольфрам | Уменьшает чувствительность к отпускной хрупкости, повышает устойчивость к нагрузкам и вибрации, жаропрочность, пластичность и твердость |
18Х2Н4ВА 15ХНГ2ВА 38ХНЗВА |
| Ферромарганец | Легирование стали марганцем придает ей повышенную износостойкость, коррозийную стойкость и прочность на разрыв |
12ХГНР 20ХГНР 30ХГНМ |
| Ферромолибден | Обеспечивает отличные показатели жаропрочности и текучести, повышает предел прочности, защищает от питтинговой коррозии |
40ХНМА 38ХМЮА |
| Ферроникель | Легирование сталей никелем приводит к повышению их вязкости, жаропрочности и коррозионной стойкости, уменьшает скорость закалки |
21H5A ОН6/ОН9 |
| Феррованадий | Уменьшает склонность к перегреву, деформационному старению и ослаблению при отпуске, повышает литейные характеристики и свариваемость |
Р9М4К8 Р12Ф4К5 Р9/Р18 |
| Феррохром | Легирование стали хромом позволяет снизить ее ударную вязкость и склонность к перегреву, повысить прокаливаемость, твердость и сопротивляемость окислению |
12Х18АГ18 55Х21Г9АН4 |
| Феррониобий | Повышает ударную вязкость металла, его жаростойкость, сопротивляемость ползучести и межкристаллической коррозии |
20Х1М1Ф1БР 18Х11МВФБ |
| Ферротитан | Легирование стали титаном обеспечивает высокую устойчивость к коррозии, вибрации и агрессивным средам, прочность и износостойкость |
10XH2M 10Х17Н13М2 08Х18Н10 |
Таким образом, применение ферросплавов позволяет придать стали необходимые физико-химические характеристики и значительно расширить ее сферу использования. Главное – правильно подобрать марку «расходника» и учесть процентное содержание легирующего элемента.