Данная группа сталей отличается от углеродистых конструкционных сталей более высокой прочностью на разрыв, пластичностью, стойкостью к разрушению при динамических (ударных) нагрузках, лучшей характеристикой закалки через толщу и однородными свойствами по всему сечению изделия. Группа легированных конструкционных сталей с содержанием углерода около 0,25-0,50%, от которых требуются соответствующие механические свойства при хорошей пластичности, а также возможность механической обработки после термообработки.

Термическая обработка (+QT, -T) материалов заключается в сочетании закалки при температуре около 800-1000℃ и высокого отпуска при температуре около 500-700℃, что в результате приводит к образованию на материале структуры сорбита (смеси феррита и цементита), благодаря которой материал приобретает соответствующие характеристики. Описываемые конструкционные стали только в закаленном состоянии достигают соответствующих свойств по сравнению, например, с мягким состоянием.

Благодаря закалке и отпуску можно полностью получить параметры, которые определяются химическим составом данного материала и спецификацией. Согласно данному правилу, качественные конструкционные легированные стали следует использовать только в закаленном состоянии. Изделия из указанных марок поставляются в мягком состоянии (стали для закалки), термообработанном (термообработанные стали), нормализованном или сыром состоянии.

Химический состав — легирующие добавки и подразделение на подгруппы

Конструкционные сплавы для упрочнения в большинстве случаев содержат дополнительные или более высокие концентрации таких элементов, как марганец (Mn), хром (Cr), кремний (Si), никель (Ni), молибден (Mo), а также вольфрам (W), ванадий (V) и бор (B), концентрация которых обычно не превышает 4,8%.

В списках продуктов для легирования также присутствуют легирующие стали, не содержащие никеля и молибдена, такие как:

хромо-кремниевые стали (например, 38ХС)
хромистые стали (например, 30H, 40H, 45H, 38HA, 32HA)
с добавлением бора 27MnCrB5-2, 1.7182, 33MnCrB5-2, 1.7185, 32CrB4, 1.7076, 36CrB4, 1.7077
марганцевые стали с повышенной закаливаемостью (например, 20Г2, 25Г2, 35Г2, 40Г2, 45Г2),
износостойкие кремниево-марганцевые стали (например, 35ГС, 40ГС, 45ГС)
а также хромо-марганцево-кремниевые стали (например, 20ХГСА, 25ХГСА, 30ХГСА, 35ХГСА, 35HGSNA)

которые также характеризуются высокой твердостью, прочностью на растяжение, пределом пластичности и стойкостью к истиранию без добавления дополнительных элементов. Содержание марганца выше 1,8% может привести к снижению пластичности материала, поэтому часть марок дополняется соответствующей концентрацией кремния (35ГС, 30ХГСА).

Другие интересные факты о стали для закалки и отпуска

Ковка легированной стали при слишком высоких температурах приводит к грубости и хрупкости изделия, а при слишком низких — к образованию вредных напряжений и трещин.

Стали для упрочнения практически не обладают устойчивостью к атмосферной коррозии. Довольно высокое содержание углерода, низкая концентрация хрома и никеля приводят к автоматическому появлению налёта при контакте с внешней атмосферой. Изделия с таким составом элементов и структурой используются в качестве деталей сильно нагруженных машин и транспортных средств, авиационных компонентов, таких как валы, редукторы и шестерни, оси, винты, клапаны, шкворни, требующие высокой прочности и пластичности.

В видах стали для термической обработки также присутствует сталь для звеньев горных цепей 23GHNMA.

Другие марки для термообработки: 40Х, 42CrMo4, 38ХМ и 40ХФА, 1.7225, 20Х2Н4ВА, 30ХГСА, 38ChN3MFA, 30Х3А, 30ХН2МФА, 60С2ХА, 30ХГСНА, 35NiCrMoV12-5, 1.6959, 37ХГНM

Нормы

Вышеописанные легированные конструкционные стали для термической обработки определяют стандарты PN-72/H-84035, PN-89/H-84030-04, GOST 4543-71, в соответствии с которыми поставляются:

Бесшовные трубы для термообработки согласно PN-70/H-74256, PN-74/H-74207, PN-PN-74/H-74209, PN-EN 10297-1,PN-EN 10305-1, GOST 8732-78, GOST 8731-74,
Листы для термической обработки, прокатные согласно PN-75/H-92134, PN-81/H-92129, PN-81/H-92135, PN-EN 10029, GOST 19903-2015,
Свободно кованые отдельные отпечатки и стержни для термообработки согласно PN-79/H-94500, PN-54/H-94005, PN-84/H-94004, PN-EN 10250-3, PN-EN 10250-2, GOST 8479-70, GOST 1133-71,
Холоднокатаные ленты для термообработки согласно PN-75/H-92335, PN-84/H-92331, PN-67/H-92330, PN-93/H-92329, PN-EN 10132-3, GOST 2283-79,
Сварочные прутки для термообработки по PN-60/H-93013, PN-87/H-93200, PN-72/H-93202, PN-98/H-93237, PN-56/93223, PN-79/H-93203, сталь FE-PL2108, FEPL2108, EN 2480, PN-67/H-93225, PN-EN 10061, PN-EN 10025-6, а также PN-EN 10060, PN-EN 10058, PN-EN 10059, GOST 2590-2006,
Прутки со светлой поверхностью для термообработки согласно PN-85/H-93210, PN-72/H-93208, PN-EN 10278, PN-EN 10277-5, PN-85/H-93210, PN-86/H-93209, PN-52/H-93212, GOST 7417-75, GOST103-2006,
Проволока для термической обработки согласно PN-70/H-92600, PN-75/H-93200, PN-70/H-92608, PN-EN 10263-4, PN-EN 10263-1 GOST 30136-95, GOST 17305-91.