Físico e Propriedades quimicas Liga Para mudar várias propriedades(aumentando a dureza, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, etc.) da camada próxima à superfície de metais e ligas, vários tipos de ligas de superfície também são usados. A liga é realizada em diversas etapas da obtenção do material metálico, a fim de melhorar a qualidade dos produtos metalúrgicos e dos produtos metálicos.
Na fabricação de tipos especiais de vidro e cerâmica, muitas vezes é realizada liga superficial. Ao contrário da pulverização e de outros tipos de revestimento, as substâncias adicionadas difundem-se no material ligado, tornando-se parte da sua estrutura.
O objetivo principal é alterar o tipo de condutividade e concentração de portadores no volume do semicondutor para obter propriedades especificadas (condutividade, obter a suavidade necessária da junção pn). Os dopantes mais comuns para o silício são o fósforo P e o arsênico As (permitindo a condutividade do tipo n) e o boro B (tipo p).
Atualmente, tecnologicamente, a dopagem é realizada de três formas: implantação iônica, dopagem por transmutação de nêutrons (NTL) e difusão térmica.
A implantação iônica permite controlar os parâmetros do dispositivo com mais precisão do que a difusão térmica e obter transições pn mais nítidas. Tecnologicamente, ocorre em várias etapas:
A implantação iônica é controlada pelos seguintes parâmetros:
Com a dopagem por transmutação de nêutrons, as impurezas dopantes não são introduzidas no semicondutor, mas são formadas (“transmutadas”) a partir de átomos da substância original (silício, arseneto de gálio) como resultado de reações nucleares causadas pela irradiação da substância original com nêutrons . O NTL permite obter silício monocristalino com uma distribuição particularmente uniforme de átomos de impureza. O método é usado principalmente para dopagem de substrato, especialmente para dispositivos eletrônicos de potência.
Quando a substância irradiada é o silício, sob a influência de uma corrente de nêutrons térmicos, o isótopo radioativo 31 Si é formado a partir do isótopo de silício 30 Si, que então decai para formar o isótopo estável de fósforo 31 P. O 31 P resultante cria n- tipo condutividade.
Na Rússia, a possibilidade de dopagem do silício por transmutação de nêutrons em escala industrial em reatores de usinas nucleares e sem comprometer a produção de eletricidade foi demonstrada em 1980. Em 2004, a tecnologia de liga de lingotes de silício com diâmetro de até 85 mm foi levada para uso industrial, em particular, na Usina Nuclear de Leningrado. .
A difusão térmica contém as seguintes etapas:
A liga começou a ser usada propositalmente há relativamente pouco tempo. Isto se deveu em parte a dificuldades tecnológicas. Os aditivos de liga simplesmente queimaram ao usar a tecnologia tradicional de produção de aço. Portanto, para obter o aço Damasco (damasco), usaram uma tecnologia bastante complexa para a época.
Vale ressaltar que os primeiros aços com os quais o homem conheceu foram os aços de liga natural. Mesmo antes do início da Idade do Ferro, era utilizado ferro meteorito contendo até 8,5% de níquel.
Os aços de liga natural feitos de minérios inicialmente ricos em elementos de liga também eram altamente valorizados. O aumento da dureza e resistência das espadas japonesas com a capacidade de fornecer um fio afiado pode ser explicado pela presença de molibdênio no aço.
Vistas modernas sobre a influência nas propriedades do aço de vários elementos químicos começou a tomar forma com o desenvolvimento da química no segundo quartel do século XIX.
Aparentemente, o primeiro uso bem-sucedido de ligas direcionadas pode ser considerado a invenção em 1858 por Muschette de um aço contendo 1,85% de carbono, 9% de tungstênio e 2,5% de manganês. O aço foi destinado à fabricação de fresas para máquinas metalúrgicas e foi o protótipo da moderna linha de aços rápidos. A produção industrial desses aços começou em 1871.
É geralmente aceito que a primeira liga de aço produção em massa tornou-se Hadfield Steel, descoberto pelo metalúrgico inglês Robert Abbott Hadfield em 1882. O aço contém 1,0 - 1,5% de carbono e 12 - 14% de manganês, possui boas propriedades de fundição e resistência ao desgaste. Sem grandes mudanças composição química este aço sobreviveu até hoje.
Para melhorar as propriedades físicas, químicas, de resistência e tecnológicas, os metais são ligados através da introdução de vários elementos de liga em sua composição. Cromo, manganês, níquel, tungstênio, vanádio, nióbio, titânio e outros elementos são usados para ligar aços. Pequenas adições de cádmio ao cobre aumentam a resistência ao desgaste dos fios; adições de zinco ao cobre e ao bronze aumentam a resistência, a ductilidade e a resistência à corrosão. A liga de titânio com molibdênio mais que dobra o limite de temperatura operacional da liga de titânio devido a uma mudança na estrutura cristalina do metal. Os metais de liga podem conter um ou mais elementos de liga que lhes conferem propriedades especiais.
Elementos de liga são introduzidos no aço para aumentar sua resistência estrutural. O principal componente estrutural do aço estrutural é a ferrita, ocupando pelo menos 90% do volume da estrutura. Ao dissolver-se na ferrita, os elementos de liga a fortalecem. A dureza da ferrita (no estado após normalização) é mais fortemente aumentada pelo silício, manganês e níquel. Molibdênio, tungstênio e cromo têm um efeito mais fraco. A maioria dos elementos de liga, embora fortaleçam a ferrita e tenham pouco efeito na ductilidade, reduzem sua resistência ao impacto (com exceção do níquel). O principal objetivo da liga é: aumentar a resistência do aço sem o uso de tratamento térmico, fortalecendo a ferrita pela dissolução de elementos de liga nela contidos; aumento da dureza, resistência e tenacidade como resultado do aumento da estabilidade da austenita e, portanto, aumento da temperabilidade; conferindo ao aço propriedades especiais, das quais a resistência ao calor e a resistência à corrosão são de particular importância para os aços utilizados na fabricação de caldeiras, turbinas e equipamentos auxiliares. Os elementos de liga podem se dissolver em ferrita ou austenita, formar carbonetos, produzir compostos intermetálicos e estar localizados na forma de inclusões sem interagir com ferrita e austenita, bem como com carbono. Dependendo de como o elemento de liga interage com o ferro ou o carbono, ele afeta as propriedades do aço de maneira diferente. Todos os elementos se dissolvem em maior ou menor grau na ferrita. A dissolução dos elementos de liga na ferrita leva ao fortalecimento do aço sem tratamento térmico. Neste caso, a dureza e a resistência à tração aumentam, e a resistência ao impacto geralmente diminui. Todos os elementos que se dissolvem no ferro alteram a estabilidade da ferrita e da austenita. Os pontos críticos dos aços-liga mudam dependendo de quais elementos de liga e em que quantidades estão presentes neles. Portanto, ao escolher temperaturas para têmpera, normalização e recozimento ou revenido, é necessário levar em consideração o deslocamento dos pontos críticos.
O manganês e o silício são introduzidos durante o processo siderúrgico para desoxidação; são impurezas tecnológicas. O manganês é adicionado ao aço em até 2%. É distribuído entre ferrita e cementita. O manganês aumenta significativamente o limite de escoamento, o limite de fragilidade a frio e a temperabilidade do aço, mas torna o aço sensível ao superaquecimento. Nesse sentido, para moer grãos com manganês, elementos formadores de carboneto são introduzidos no aço. Como o teor de manganês em todos os aços é aproximadamente o mesmo, seu efeito em aços de diferentes composições permanece imperceptível. O manganês aumenta a resistência sem reduzir a ductilidade do aço.
Uma versão alternativa do acima:
O silício não é um elemento formador de carboneto e sua quantidade no aço é limitada a 2%. Aumenta significativamente o limite de escoamento e a resistência do aço e, com um teor superior a 1%, reduz a tenacidade, a ductilidade e aumenta o limite de fragilidade a frio. O silício não é detectável estruturalmente, pois é totalmente solúvel em ferrita, exceto aquela parte do silício que, na forma de óxido de silício, não teve tempo de flutuar na escória e permaneceu no metal na forma de inclusões de silicato .
O tipo de liga de aço de alta qualidade na Rússia consiste em uma combinação de letras e números que indicam sua composição química. Os elementos de liga possuem as seguintes designações: cromo (X), níquel (N), manganês (G), silício (C), molibdênio (M), tungstênio (B), titânio (T), tântalo (TT), alumínio (U ), vanádio (F), cobre (D), boro (P), cobalto (K), nióbio (B), zircônio (C), selênio (E), metais de terras raras (CH). O número após a letra indica o conteúdo do elemento de liga em porcentagem. Se o valor não for indicado, então o elemento de liga contém 0,8-1,5%, com exceção de molibdênio e vanádio (cujo teor em sais é geralmente de até 0,2-0,3%), bem como boro (em aço com a letra P deve ser de até 0,010%). Em aços-liga estruturais de alta qualidade, os dois primeiros dígitos indicam o teor de carbono em centésimos de por cento.
Exemplo: 03Х16Н15М3Б - aço de alta qualidade, que contém 0,03% C, 16% Cr, 15% Ni, até 3% Mo, até 1,0% NbCertos grupos de aços são designados de forma ligeiramente diferente:
Fundação Wikimedia. 2010.
Sinônimos:- (alemão legieren para fundir do latim ligo ligo, conecto), 1) Introdução à composição das chamadas ligas metálicas. elementos de liga (por exemplo, no aço Cr, Ni, Mo, W, V, Nb, Ti, etc.) para dar às ligas certas características físicas, químicas ou... ... Grande dicionário enciclopédico
- (alemão Legirung, do latim ligare para ligar). Fusão Metal nobre com qualquer outro. Dicionário de palavras estrangeiras incluídas na língua russa. Chudinov A.N., 1910. LIGA Alemão. Legirung, do lat. ligar, ligar. Fusão... ... Dicionário de palavras estrangeiras da língua russa
- (alemão legieren para fundir, do latim ligo eu ligo, conecto), a introdução em um metal fundido ou carga de elementos (por exemplo, em aço de cromo, níquel, molibdênio, tungstênio, vanádio, nióbio, titânio), aumentando a resistência mecânica , físico e ... ... Enciclopédia moderna
Sob certas condições operacionais de produtos e estruturas de aço, as características físicas e mecânicas usuais do material não atendem aos requisitos. Nesses casos, os aços são ligados - outros elementos químicos são adicionados à composição original durante a fundição (principalmente também metais, embora, como será mostrado abaixo, haja exceções). Com isso, o aço torna-se mais forte, mais duro e mais resistente a fatores externos adversos, embora perca sua ductilidade, o que na maioria das situações prejudica sua trabalhabilidade.
Os requisitos técnicos para aços-liga são regulamentados pelo GOST 4543 (para aço laminado de chapa fina, o GOST 1542 também se aplica). Ao mesmo tempo, vários aços-liga complexos e complexos são produzidos de acordo com as especificações das empresas metalúrgicas.
Do ponto de vista formal, alguns elementos químicos contidos nos aços comuns, tanto estruturais quanto de qualidade comum, também podem ser chamados de ligas. Estes incluem, por exemplo, cobre (até 0,2%), silício (até 0,37%), etc.
Companheiros constantes de qualquer aço são fósforo e enxofre. No entanto, atributo metalúrgico na maior parte não aos aditivos de liga, mas para impurezas, embora às vezes a percentagem de outro elemento de liga possa ser ainda menor.
A razão é que qualquer impureza é consequência da pureza do minério original (manganês) ou dos processos de fundição metalúrgica específicos (enxofre, fósforo). Teoricamente, o aço fundido sem cobre, fósforo e enxofre teria as mesmas propriedades mecânicas. A liga tem como objetivo final justamente o aumento de certos características técnicas tornar-se. Em que fósforo e enxofre definitivamente pertencem a impurezas prejudiciais, mas inevitáveis. A presença de cobre aumenta a ductilidade, mas promove a aderência da superfície metálica ter uma concentração excessiva (mais de 0,3%) de cobre na superfície da parte adjacente. Quando a estrutura opera sob condições de atrito intenso, esta é uma grande desvantagem.
A presença de um elemento químico com concentração superior a 1% justifica a introdução do seu símbolo na classe do aço. Além do já citado aço 65G, o alumínio (presente, em especial, no aço O8Yu) também recebe homenagem semelhante. EM nesse caso o alumínio é introduzido estrutural convencional Aço O8 para fins de sua desoxidação, e o fato de que, ao mesmo tempo, os indicadores de sua plasticidade aumentam ligeiramente é apenas uma circunstância feliz que acompanha. A boretação do aço fornece a ela aumentou subseqüente deformabilidade, portanto, mesmo os microaditivos de boro na composição química do aço são marcados de acordo, alterando sua marcação (por exemplo, no aço 20P há apenas 0,001...0,005% de boro).
Em geral aceita-se que:
- não são considerados dopados. Por outro lado, se a porcentagem de ferro na liga fundida não ultrapassar 55%, esse material não poderá mais ser chamado de aço-liga.
Os metais ocupam posição predominante na lista dos elementos de liga. As exceções são o silício e o boro.
A presença de elementos de liga tem influência predominante na aparência do diagrama de fases do sistema ferro-carbono, e na presença/ausência de compostos químicos no produto final (nitretos, carbonetos e componentes mais complexos). Este último, por sua vez, modifica significativamente a microestrutura do aço.
A este respeito, os metais de liga de aço são divididos em dois grupos:
No processo de produção de aços-liga, os seguintes padrões em suas propriedades mudam.
Como é sabido, diferentes elementos têm diferentes estruturas cristalinas (para metais isto é centrado na face e centrado no corpo). O próprio ferro tem uma rede centrada no corpo.
Quando um metal com um tipo de rede semelhante é introduzido no aço, a região de existência de uma solução α (ferrita) aumenta devido a uma diminuição correspondente na região austenítica. Como resultado, a microestrutura é estabilizada, permitindo maior escolha processos tecnológicos tratamento térmico subsequente.
Pelo contrário, se o aço contiver um metal com um tipo diferente de rede, a região austenítica estreita-se. Esse aço será mais dúctil durante a usinagem subsequente.
Ligar o aço com alguns metais é geralmente impossível. Isso ocorre se a diferença nos diâmetros atômicos dos elementos ultrapassar 15%.
É por esta razão que um metal como o zinco é introduzido como aditivo de liga apenas em metais e ligas não ferrosos. Elementos químicos que são incapazes de formar compostos químicos estáveis com carbono, ferro e nitrogênio durante a fundição também são de uso limitado para fins de liga de aço.
A dependência das características do aço em sua saturação com determinados elementos químicos ainda não foi totalmente estudada. Isto é explicado pelo fato de que com a dopagem complexa, cada componente pode interagir de maneira diferente com os outros, e tais mudanças muitas vezes não podem ser explicadas naturalmente. Portanto, questões sobre a adequação do uso de um ou outro elemento de liga são resolvidas experimentalmente.
As seguintes disposições são consideradas comprovadas:
No entanto, as interações secundárias, que dependem fortemente do método de fundição do aço, podem corrigir significativamente estas disposições. Portanto, nesta fase só podemos falar com confiança sobre a influência de elementos de liga específicos nas propriedades do aço.
O cromo é um metal especialmente usado para fins de liga. É adicionado tanto aos aços estruturais (por exemplo, 20Х, 40Х) quanto aos aços para ferramentas (9ХС, Х12М). Além disso, as propriedades finais do aço com liga de cromo dependem fortemente do seu conteúdo. Em concentrações baixas (menos de 0,5...0,7%) estrutura de aço se torna mais áspero e sensível à direção de seu processamento subsequente, especialmente durante laminação a frio e dobra. A uniformidade de distribuição dos principais componentes da microestrutura também se deteriora.
Como observado acima, um dos principais objetivos da liga é a formação de carbonetos metálicos no aço, cuja resistência e dureza são visivelmente superiores às do metal base. O cromo forma dois tipos de carbonetos: Cr 7 C 3 hexagonal e Cr 23 C 6 cúbico, e em ambos os casos a resistência e a resistência ao frio do aço aumentam. Uma característica especial dos carbonetos de cromo é a presença de outros elementos em sua estrutura - ferro e vanádio. Como resultado, a temperatura de dissolução efetiva diminui, o que, por sua vez, leva a tal características positivas aços ligados ao cromo, como temperabilidade, possibilidade de endurecimento por dispersão secundária e resistência ao calor. Portanto, os aços ligados ao cromo apresentam maior resistência operacional sob condições operacionais difíceis.
No entanto, um aumento no teor de cromo no aço também leva a consequências negativas. Com ele concentrações superiores a 5...10% a homogeneidade do metal duro do material se deteriora acentuadamente, o que é acompanhado fenômenos indesejáveis durante seu processamento mecânico: mesmo quando aquecido, a ductilidade do aço é baixa, portanto, ao forjar com grandes graus de deformação, os aços com alto teor de cromo são suscetíveis a trincas.
Em caso de formação excessiva de carboneto o número de concentradores de estresse também aumenta, o que afeta negativamente a resistência desses aços a cargas dinâmicas. Levando isso em consideração, o conteúdo o cromo nos aços não deve exceder 5,6%.
O efeito desses aditivos de liga nos aços é aproximadamente o mesmo, por isso são considerados em conjunto. O tungstênio e o molibdênio melhoram o endurecimento por dispersão dos aços, o que aumenta sua resistência ao calor, especialmente durante operação prolongada em temperaturas elevadas. Os aços Maraging possuem um conjunto único de propriedades: combinam ductilidade e tenacidade suficientes com alta resistência superficial e, portanto, são amplamente utilizado como aços ferramenta, destinado ao forjamento a frio com altos graus deformação. A razão para isso é a formação de compostos intermetálicos Fe 2 W e Fe 2 Mo 3, que contribuem para o posterior aparecimento de carbonetos especiais (geralmente cromo e vanádio). Portanto, os aços são frequentemente ligados a esses metais junto com tungstênio e molibdênio. Exemplos são aços ferramenta do tipo Kh4V2M1F1, aços estruturais 40KhVMFA, etc.
Esta liga é mais eficaz para aços contendo relativamente um grande número de carbono. Isto explica a predominância o uso de aços contendo tungstênio e molibdênio para a produção responsável engrenagens, eixos e outras peças máquinas operando sob cargas complexas e fortemente cíclicas. A presença dos componentes de liga em questão melhora a temperabilidade dos aços e contribui para características finais mais estáveis dos produtos feitos a partir deles.
Há também lados negativos excesso de doping esses metais. Por exemplo, um aumento concentração de molibdênio superior a 3% promove a descarbonetação do aço quando aquecido, causando fratura frágil(especialmente se esse aço contiver uma quantidade aumentada – mais de 2% – de silício). O teor máximo de tungstênio no aço - 10...12% - está associado principalmente a um aumento acentuado no custo do produto acabado.
O vanádio é mais frequentemente usado como componente de ligas complexas. Sua presença dá aços de liga estrutura mais uniforme e favorável, que pouco muda mesmo com tratamento térmico. Além disso, o vanádio estabiliza a fase γ, o que aumenta a resistência do aço às tensões de cisalhamento (como se sabe, é durante as deformações de cisalhamento que os metais apresentam menor resistência).
O vanádio praticamente não tem efeito na dureza do aço, isso é especialmente perceptível nos aços estruturais, que contêm menos carbono do que os aços para ferramentas. Em ligas de aço complexas, o vanádio aumenta a resistência ao calor, o que aumenta sua resistência à fratura frágil. Nesse sentido, o efeito do vanádio é oposto ao do molibdênio. Uma característica do tratamento térmico de aços-liga contendo vanádio é a impossibilidade de realizar alto revenido após o endurecimento, uma vez que a subsequente ductilidade do aço é reduzida. Portanto, em aços destinados à fabricação de peças de grande porte ou forjadas, o percentual de vanádio é limitado a 3,4%.
O silício é o único não-metal “permitido” para processos de liga. Isso se explica por dois fatores - o baixo custo do elemento e a clara dependência da dureza da porcentagem de silício no aço. É por isso que o silício é frequentemente usado na fundição de aços de construção baratos e de baixa liga, bem como de aços para os quais a combinação ideal de resistência e elasticidade é importante para a durabilidade operacional. Na maioria das vezes, o manganês é usado junto com o silício - exemplos incluem o aço 09G2S, 10GS, 60S2, etc.
Em aços ferramenta, o silício raramente é usado como componente de liga e apenas em combinação com outros metais que neutralizam suas propriedades negativas são baixa ductilidade operacional e viscosidade. Destes aços - em particular, 9ХС, 6Х3С, etc. - fabricar ferramentas de corte e estampagem, que requer uma combinação de alta dureza e resistência a cargas repentinas.
Como o silício, cobalto quando introduzido na estrutura de aço, não forma seus próprios carbonetos, mas em aços-liga complexos intensifica sua formação durante o revenido. É por isso o cobalto não é usado sozinho, mas em combinação com metais como vanádio, cromo, tungstênio, porém, devido à escassez de cobalto, seu teor geralmente não ultrapassa 2,5...3%.
Níquelé o único componente de liga dos aços que aumenta sua ductilidade e reduz a dureza. Portanto, os aços não são ligados apenas com níquel. Mas em combinação com o manganês, o níquel leva a um aumento notável na temperabilidade do aço, o que é muito importante na fabricação de grandes peças de máquinas para as quais a alta durabilidade operacional é importante. Ao mesmo tempo, a presença de níquel reduz os requisitos de precisão no cumprimento das faixas de temperatura do tratamento térmico.
A liga com níquel possui vários recursos. Em particular, o níquel, sem formar seus próprios carbonetos, contribui para um aumento no acúmulo de carbonetos “estranhos” ao longo dos limites dos grãos, como resultado da diminuição da resistência ao calor e do aumento da fragilidade na faixa de 20...400 0 C Portanto, a porcentagem de níquel nos aços-liga está estritamente ligada à presença de manganês e cromo: se estiverem presentes, a concentração máxima de níquel é de 2%, e se estiverem ausentes - não mais que 0,5...1%. .
Os aços-liga para áreas de uso especiais também contêm vários outros metais (por exemplo, titânio, alumínio, etc.). A escolha do tipo de aço é ditada por considerações operacionais e financeiras.
Elementos de liga – elementos químicos especialmente introduzidos no aço para obter propriedades específicas. Melhorar o físico e Propriedades quimicas Material Principal.
O principal elemento de liga é cromo (0,8…1,2)%. Aumenta a temperabilidade e ajuda a produzir aço de alta qualidade e uniforme. aços cromo - (0...-100) ó COM.
Elementos de liga adicionais:
Quando os aços cromo-manganês são ligados ao silício, os aços – cromansil (20ХГС, 30ХГСА). Os aços possuem uma boa combinação de resistência e são bem soldados, estampados e processados por corte.O silício aumenta a resistência ao impacto e a reserva de temperatura de viscosidade.
A adição de chumbo e cálcio melhora a usinabilidade. O uso de endurecimento melhora o complexo.
Os elementos de liga dissolvem-se em ligas básicas de ferro-carbono (ferrita, austenita, cementita) ou formam carbonetos especiais. Dissolução de elementos de liga em Feα ocorre como resultado da substituição de átomos de ferro por átomos desses elementos. Esses átomos criam tensões na rede, o que causa uma mudança no seu período. Uma mudança nas dimensões da rede causa uma mudança nas propriedades da ferrita - a resistência aumenta, a ductilidade diminui. O cromo, o molibdênio e o tungstênio fortalecem menos que o níquel, o silício e o manganês. O molibdênio e o tungstênio, assim como o silício e o manganês em certas quantidades, reduzem a viscosidade.
Nos aços, os carbonetos são formados por metais localizados na tabela periódica à esquerda do ferro (cromo, vanádio), que possuem características menos completas. d– tira eletrônica.
No processo de formação de carbonetos, o carbono doa seus elétrons de valência para preencher d– a banda eletrônica do átomo metálico, enquanto os elétrons de valência do metal formam uma ligação metálica, que determina as propriedades metálicas dos carbonetos.
Quando a proporção dos raios atômicos do carbono e do metal é maior que 0,59 Compostos químicos típicos são formados: Fe 3 C, Mn 3 C, Cr 23 C 6, Cr 7 C 3, Fe 3 W 3 C– que possuem uma rede cristalina complexa e se dissolvem em austenita quando aquecidos.
Quando a proporção dos raios atômicos do carbono e do metal é menor que 0,59 fases de implementação são formadas: Mo 2 C, WC, VC, TiC, TaC, W 2 C– que são simples e difíceis de dissolver na austenita.
Eles aprenderam a ligar o aço no século 19 - o cientista Muschette inventou uma composição de aço contendo 1,85% de carbono, 9% de tungstênio e 2,5% de manganês; foi usada para produzir cortadores usados em.
O aço para produção em massa surgiu graças aos desenvolvimentos do metalúrgico inglês Robert Hadfield. A liga do aço permitiu obter uma composição de 1,0–1,5% de carbono e 12–14% de manganês; caracterizou-se por maior resistência ao desgaste e boa qualidade fundição Esta marca sobreviveu praticamente inalterada até hoje.
O aço-liga possui maior resistência, resistência à corrosão e ductilidade.
Os aços possuem uma determinada classificação dependendo de sua estrutura e aplicação.
De acordo com sua estrutura são divididos em classes:
Com base na porcentagem de aditivos de liga, o aço é dividido em:
As ligas estruturais ligadas são adequadas para a fabricação de peças de máquinas e mecanismos na indústria de engenharia - elas produzem peças de grande porte que são endurecidas e submetidas a alto revenido. A maioria dos aditivos de liga no aço aumentam a temperabilidade. A introdução de aditivos deve ser suficiente, mas não excessiva. Um alto grau de doping pode causar:
A exceção é o níquel, que desloca o limiar de fragilidade a frio para a região Baixas temperaturas portanto, para máquinas que operam no Norte, os mecanismos são feitos de aços contendo níquel. O aço-liga para molas contém 0,5–0,7% de carbono e cromo, molibdênio e tungstênio são adicionados como aditivos. Tal composição deve proporcionar alta resistência a pequenas deformações plásticas e alta resistência à fadiga.
Rolamentos de esferas - classificados como hipereutetóides - o carbono tem cerca de 1% com liga adicional do metal com cromo (1,3–1,65%). Em rolamentos resistentes ao calor, o cromo é aumentado para 5%. Os rolamentos estão sujeitos a requisitos especiais de limpeza metalúrgica. A utilização de refusão de refino, métodos de refusão a vácuo e tratamento com escórias sintéticas permitem reduzir a proporção e o tamanho das inclusões não metálicas, aumentando assim a resistência à fadiga de contato.
O aço para ferramentas de liga destina-se à produção de ferramentas de corte de metal operadas em condições com alta velocidade corte e para fabricação de ferramentas de estampagem.
Os aços rápidos são capazes de manter alta dureza e resistência ao desgaste ponta ferramenta. Molibdênio, vanádio, tungstênio, cromo e cobalto são adicionados a este aço.
Os aços para matrizes para trabalho a frio contendo 1,0–2,0% de carbono apresentam resistência ao desgaste e tenacidade. Eles são ligados com cromo até 12%, vanádio, tungstênio e molibdênio.
Os aços para matrizes para deformação a quente contêm carbono na faixa de 0,3–0,5%, possuem alta resistência ao calor, tenacidade ao impacto e resistência à fadiga térmica. Tungstênio, molibdênio e vanádio são introduzidos como aditivos.
A palavra "ligar" vem do alemão "legieren" (ligar, conectar). O efeito positivo dos componentes de liga nas propriedades do aço está associado à garantia da ocorrência de dois processos físicos e químicos.
A formação de soluções de substituição termodinamicamente estáveis, acompanhada pela substituição de parte dos átomos de ferro (íons) em sua rede cristalina (íons) do elemento de liga. Isso leva à distorção estrutura de cristal ferro, uma vez que os raios dos íons (cátions) dos elementos de liga diferem do raio dos cátions do ferro, o que aumenta a dureza e a resistência do ferro, mantendo sua ductilidade.
O aparecimento de compostos químicos fortes e praticamente insolúveis no ferro líquido entre aditivos de liga introduzidos no metal fundido e não metais nele dissolvidos (oxigênio, nitrogênio, enxofre, carbono, etc.).
Os resultados da formação de tais compostos são: 
E também há uma liberação (precipitação) do metal líquido dessas pequenas inclusões não metálicas, que servem como centros de cristalização e levam à formação de uma estrutura primária e secundária de granulação fina de aço. Devido a isso, possui melhor ductilidade, baixa anisotropia de propriedades após laminação, etc. Pequenas inclusões não metálicas liberadas durante a cristalização tendem a se acumular na superfície dos cristais em crescimento, reduzindo a taxa de crescimento das faces, e isso, por sua vez, reduz o tamanho do grão do aço.
A principal forma de ligar o aço é o método de liga metalúrgica volumétrica. Consiste na fusão do elemento principal com elementos de liga em fornos tipos diferentes(indução, arco a vácuo, cadinho, conversores, arco, plasma, etc.). Com este método, é possível uma perda significativa de substâncias ativas (manganês, cromo, molibdênio, etc.).
Há também: 
A liga mecânica é realizada em atritores - tambores, no centro dos quais existe um eixo com cames. Neles são colocados componentes em pó para obter a liga desejada. Durante a rotação, os cames “atingem” a mistura e os aditivos de liga são “conduzidos” para a base.
Durante a co-redução, os óxidos dos elementos da liga são misturados com um agente redutor, por exemplo, hidreto de cálcio (CaH 2) e aquecidos. Ocorre a reação de redução dos óxidos aos metais, e o processo de difusão ocorre simultaneamente, nivelando a composição da liga. O óxido de cálcio (CaO) resultante é lavado com água e a liga (em pó) segue para o próximo processamento. A redução metalotérmica envolve o uso de metais (magnésio, cálcio, alumínio, etc.) como agentes redutores.
Com a ajuda da liga superficial, a superfície do produto adquire propriedades especiais. Um determinado elemento ou liga é aplicado à camada superior na forma de uma pequena camada, depois é exposto à energia (radiação laser, plasma, corrente de alta frequência, etc.) - a superfície é derretida e uma nova liga é formado sobre ele.
Os aditivos de liga convencionais são componentes introduzidos no metal em quantidades significativas - mais de 0,10%. Eles causam uma alteração na estrutura cristalina do ferro, formando soluções intersticiais, e aumentam a resistência e outras propriedades do ferro (matriz).
Os seguintes metais são usados para ligas: 
Eles são embutidos em aço em quantidades diferentes e combinações.
Existe uma divisão das impurezas prejudiciais em comuns e residuais. As impurezas prejudiciais comuns incluem aquelas cujo conteúdo no metal pode ser reduzido durante a fundição - fósforo, enxofre, oxigênio, nitrogênio, carbono, ou seja, não metais.
Sob residual impurezas prejudiciaisÉ comum entender aqueles cujo conteúdo não pode ser reduzido durante a fundição, nem por refino oxidativo, nem por liga convencional. Isso é típico de elementos químicos que possuem solubilidade em ferro líquido. Na prática industrial, as impurezas residuais prejudiciais mais comumente encontradas são:
Na Rússia e na CEI existe um sistema de designação de marcas que consiste em letras e números.
A marcação desse aço consiste em números e letras. As letras são os principais aditivos de liga, os números após cada letra mostram o conteúdo do elemento designado, arredondado para o número inteiro mais próximo (se o teor do componente de liga for de até 1,5%, então o número atrás da letra não é escrito ). O teor de carbono em porcentagem, multiplicado por 100, está escrito no início do nome do aço.
| Elemento | Designação |
| N | |
| Cobalto | PARA |
| Molibdênio | M |
| Cromo | X |
| Manganês | G |
| Bor | R |
| Cobre | D |
| Zircônio | C |
| Fósforo | P |
| Silício | COM |
| Nióbio | B |
| Tungstênio | EM |
| Titânio | T |
| Azoto | A (no meio do nome) |
| Vanádio | F |
| Alumínio | VOCÊ |
| Metais de terras raras | H |
Se o aço for limitado no teor de fósforo P<0,03% и является высококачественной, в конце маркировки указывают «А». Высококачественные стали, полученные электрошлаковым переплавом, имеют маркировку в конце наименования с буквой «Ш» через тире, например, 18ХГ-Ш.
A letra “A” é indicada no início do nome. Se o chumbo for usado como aditivo de liga, a marcação começará com “AC”. Para exibir outros elementos, aplica-se o mesmo procedimento que para ligas de aço estruturais.
São marcados como ligas, apenas com “Ш” no início. Para o aço produzido por refusão por eletroescória, um “Ш” é adicionado ao final do nome através de um travessão. Por exemplo, ШХ8-Ш.
Eles são marcados de forma semelhante aos aços-liga estruturais. A porcentagem de teor de carbono é indicada no início da marcação, mas difere porque não é multiplicada por 100, mas por 10. Se o teor de carbono for inferior a 1%, então o número no início do nome do o tipo de aço não é indicado.
Eles são marcados no início do nome com a letra “P” e um número que indica o teor de tungstênio no aço, seguido de letras e números de outros elementos de liga.
Resistente à corrosão (inox), resistente ao calor e resistente ao calor possuem números na designação e são escritos da mesma forma que as marcações dos aços-liga estruturais. Para fundições, é adicionado “L”.
