Леговані стали на відміну від вуглецевих крім вуглецю, заліза і звичайних домішок містять певну кількість добавок, що додають сталей особливі властивості і званих легирующими елементами, К легирующим елементів відносяться: хром - X, вольфрам - В, молібден - М, мідь - Д, кремній - З, алю-міній - Ю, бор - Р, цирконій - Ц, нікель - Н, ванадій-Ф, марганець-Г, кобальт-К, титан - Т, фосфор - П, ніобій - Б.

Кожен легуючий елемент має своє назначеніе.Вліяніе легуючих добавок на властивості сталей. Властивості легованих сталей залежать від змісту в них легуючих елементів.

Нікель і хром покращують механічні властивості, підвищують жаростійкість і корозійну стійкість сталей.

Вольфрам підвищує твердість, міцність, покращує ріжучі властивості стали при високих температурах (красностойкость).

Марганець підвищує твердість, зносостійкість, опір ударним навантаженням сталей.

Кремній підвищує пружні властивості стали, збільшує кислотостійкість сталей.

Титан збільшує жароміцність і кислотостійкість стали.

Молібден покращує механічні властивості при нормальній і підвищеній температурах, трохи підвищує зварюваність сталей. .

Ванадій покращує пластичні властивості стали, подрібнює її мікроструктуру.

Кобальт збільшує ударну в'язкість і жароміцність сталей.

Леговані стали за призначенням поділяються на конструкційні, інструментальні і стали зі спеціальними властивостями.

Конструкційні стали (низьколеговані) Крім того, більшість низьколегованих сталей містять вуглець нe більше 0,6%. Основні легуючі елементи низьколегованих сталей - хром, нікель, кремній, марганець. Інші легуючі елементи вводять в сталь в невеликих кількостях, щоб додатково поліпшити її властивості. Загальна кількість легуючих елементів у більшості сталей не перевищує 5%.

Конструкційні низьколеговані сталі (ГОСТ 19281-73, 19282-73) мають найкращі механічними властивостями після термічної обробки. При маркуванні легованих сталей перші дві цифри показують вміст вуглецю в сотих частках відсотка, наступна за ними буква - умовне позначення легуючого елемента, що входить в сталь.

Якщо кількість легуючого елемента становить 2% і більше, то після букви ставиться ще цифра, яка вказує це кількість. Наприклад, 15Х - сталь містить 0,15% вуглецю і до 1% хрому, 20Х2Н4А - сталь містить 0,20% вуглецю, близько 2% хрому, 4% нікелю, високоякісна (А), т. Е. Містить менше шкідливих домішок сірки і фосфору.

Конструкційні леговані стали 19г, 14Г, 17ГС, 14ХГС найбільш широко застосовують при будівництві нафтогазопроводів високого тиску діаметром до 820 мм. Сталь 14Г2 використовують для великих листо-зварних конструкцій доменних печей, пиловловлювачів, повітронагрівачів. Сталь 17ГС призначається для корпусів апаратів, днищ, фланців і інших деталей парових котлів, що працюють при температурах до 475 ° С.

Хромокремненікелевие стали 10ХСНД, 15ХСНД використовують для зварних ферм, конструкцій мостів, вагонів, рам, апаратів і судин хімічної промисловості. Стали 35ХС і 25Г2С застосовуються для виготовлення арматури гладкого і періодичного профілів, для армування звичайних і попередньо напружених залізобетонних конструкцій.

Конструкційні леговані стали добре зварюються, не утворюють при зварюванні гарячих і холодних тріщин. Механічні властивості зварних з'єднань аналогічні властивостям основного металу.

У машинобудуванні застосовують велику кількість марок конструкційних легованих сталей, головним чином для виготовлення відповідальних деталей машин і металевих конструкцій: валів двигунів, важко навантажених зубчастих коліс екскаваторів, автокранів та інших будівельних машин, деталей і арматури, які працюють при підвищених температурах. З кременистих сталей виготовляють ресори і пружини.

Інструментальні стали. Інструментальні леговані сталі підрозділяються на конструкційні з вмістом легуючих елементів до 5%, і високолеговані з вмістом легуючих елементів більше 10%.

Низьколеговані інструментальні стали (ГОСТ 5950-73) 1IX, 13Х, ХСВГ, 9ХС, ХВГ після термічної обробки мають більш високими показниками механічних властивостей в порівнянні з вуглецевими інструментальними сталями: мають більш високу твердість після термообробки (62-65 HRC), підвищені зносостійкість і теплостійкість (до 200-250 ° С), меншу чутливість і схильність до перегріву і викривлення при термообробці.

Низьколеговані інструментальні стали застосовують для виготовлення ріжучих інструментів великого перерізу, що працюють при невеликих швидкостях різання: ручних свердел, протяжок, розгорток, гребінок. Високолеговані інструментальні стали (ГОСТ 19265-76) містять велику кількість легуючих елементів, що утворюють в структурі стали хімічні сполуки з вуглецем (переважно карбіди).

Основний легуючий елемент таких сталей - вольфрам. Вироби, виготовлені з високолегованих інструментальних сталей з великою кількістю карбіду, зберігають високі твердість, міцність і зносостійкість при температурах 600-620 ° С, які з'являються в ріжучої кромці при різанні металів з великою швидкістю. Такі стали називають швидкорізальними.

До складу швидкорізальних сталей входять 0,7-0,95% вуглецю, 3,1-4,4% хрому, 8,5-19% вольфраму, 1-2,5% ванадію. Маркуються швидкорізальні стали наступним чином: Р9, Р18, Р12, де буква Р позначає, що сталь швидкоріжуча; цифри 9, 18, 12 показують середній вміст вольфраму, передбачене стандартом.

У швидкорізальних сталей з'являються високі показники механічних властивостей після складної термічної обробки. З таких сталей виготовляють свердла, фрези, долбяки, протягання, розгорнення, пили, напилки для твердих металів і інший інструмент.

До бистрорежующім відносяться Р14Ф4, кобальтові Р9К5, Р9КЮ, ке-Бальту-ванадієві Р10К5Ф5, Р18К5Ф2 і вольфрамо-мо-лібденовая Р6МЗ. Ці стали мають підвищену теплостійкість, меншою крихкістю. Застосовують їх для виготовлення ріжучих інструментів, призначених для обробки жароміцних і нержавіючих сталей з високою в'язкістю, титанових сплавів і пластмас.

Стали зі спеціальними властивостями (ГОСТ5632-72). Залежно від основних властивостей сталі підрозділяються на корозійностійкі жаростійкі, жароміцні і зносостійкі. Такі стали містять велику кількість легуючих елементів (10-35%).

Корозійностійкі нержавіючі стали мають високу стійкість проти електрохімічної корозії. За основними легирующим елементам - хрому і нікелю- корозійностійкі стали бувають хромисті і хромонікелеві. Як приклад можна привести марки сталей: 12Х18Н9Т, 5Х18Н9, 15Х25Н19С, 45Х17Г13НЗЮ, 55Х18П4СТ і ін.

Корозійностійкі стали застосовують для виготовлення арматури, колекторів вихлопних систем, деталей парових і газових турбін, деталей хімічного машинобудування і т.д. Жаростійкі сталі, що забезпечують тривалу стійкість деталей в роботі при невеликих навантаженнях, можна використовувати при температурах вище 550 ° С. Такі стали стійкі проти хімічного руйнування поверхні в газових середовищах.

До жаростійким сталям відносяться стали марок 25Х23Н7С, 30X21HI2C, 15Х6С10, 12X13, 09Х14Н16Б, 15X28. Застосовують ці стали для виготовлення клапанів двигунів внутрішнього згоряння, лопаток компресорів, деталей котельних установок, газових турбін, труб пароперегрівачів і інших деталей, що працюють при високих температурах і невеликому тиску.

Жароміцні сталі, що забезпечують тривалу стійкість деталей в роботі, можна застосовувати при високих температурах і великих навантаженнях; при цьому вони зберігають жаростійкість і високі показники механічних властивостей (міцності, пластичності). До жароміцних сталей відносяться сталі марок 12Х8ВФ, 10X11Н20ТЗР-, 09Х16Н4Б; їх застосовують для виготовлення деталей турбін, трубопроводів установок надвисокого тиску і інших деталей.

Зносостійка сталь (ГОСТ 2176-77) марки; 110Т13Л, що отримала найбільше поширення, містить в середньому 1,1% вуглецю і 13% марганцю. Така сталь дуже важко обробляється режущім- інструментом, тому її використовують для отримання деталей, що вимагають незначної механічної обробки. Деталі виготовляють методом лиття, тому в маркуванні стали на кінці стоїть буква Л. З цієї стали відливають стрілки залізничних колій, гусениці бульдозерів, щоки кам'яних дробарок, зуби ковшів екскаваторів, черпаки і козирки землечерпальних машин, драг і інші деталі.