Основные легирующие элементы легированной стали включают кремний, марганец, хром, никель, молибден, вольфрам, ванадий, титан, ниобий, цирконий, кобальт, алюминий, медь, бор, а также редкоземельные элементы. Среди них ванадий, титан, ниобий и цирконий являются элементами, способствующими образованию карбидов – при наличии достаточного количества углерода и при соответствующих условиях они могут образовывать свои карбиды. Если же содержание углерода недостаточно или при высоких температурах, эти элементы растворяются в сплаве в виде атомов. Марганец, хром, вольфрам и молибден также относятся к элементам, образующим карбиды: часть из них присутствует в виде атомов, растворённых в сплаве, а другая часть образует замещающие легированные карбиды. Алюминий, медь, никель, кобальт и кремний не образуют карбидов и обычно находятся в сплаве в виде атомов.
Легированные стали разнообразны, и в зависимости от свойств и назначения их можно разделить на легированные конструкционные стали, нержавеющие стали, кислотоустойчивые стали, износостойкие стали, жаропрочные стали, легированные инструментальные стали, стали для роликовых подшипников, легированные пружинные стали, а также стали с особыми свойствами (например, мягкие магнитные стали, перманентные магниты, немагнитные стали).
Ниже приведены характеристики и области применения некоторых специальных легированных сталей:
- Отожжённые стали:
Относятся к сталям со средней концентрацией углерода, при этом содержание легирующих элементов относительно невысоко, но прочность остаётся высокой. Часто используются для изготовления высокотемпературных болтов, гаек и других деталей. - Пружинные стали:
Содержание углерода в них выше, чем в отожжённых сталях. После соответствующей термообработки они приобретают высокую прочность и отличную усталостную стойкость, что делает их подходящими для изготовления пружин. - Стали для роликовых подшипников:
Представляют собой специальные легированные стали с высоким содержанием углерода и легирующих элементов, обладают высокой и равномерной твёрдостью, а также высокой износостойкостью, что делает их идеальными для производства роликовых подшипников. - Легированные инструментальные стали:
Это высокоуглеродистые специальные легированные стали с относительно невысоким содержанием легирующих элементов, характеризующиеся высокой твёрдостью и износостойкостью, хорошей обрабатываемостью и стабильностью. Применяются для изготовления измерительных инструментов. - Стали с особыми свойствами (нержавеющие стали):
Представляют собой низкоуглеродистые высокоспециализированные легированные стали с отличной коррозионной стойкостью, которые могут использоваться как в коррозионных условиях, так и частично в качестве жаропрочных материалов. - Жаропрочные стали:
Также относятся к низкоуглеродистым высокоспециализированным легированным сталям, обладающим хорошей термостойкостью. Могут применяться как в условиях высоких температур, так и в качестве материалов, устойчивых к коррозии. - Стали для низких температур:
Это низкоуглеродистые специальные легированные стали, при этом содержание легирующих элементов варьируется в зависимости от требуемой устойчивости к низким температурам. Они обладают хорошей стойкостью к низким температурам и часто используются для изготовления материалов, предназначенных для эксплуатации в холодных условиях (специальные стали, такие как никелевые стали).