Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Ze względu na swoje właściwości wytrzymałościowe i przystępną cenę stal węglowa jest bardzo popularnym stopem. Jego głównymi elementami są żelazo i węgiel przy minimum cen. Stal węglowa jest używana do produkcji różnych produktów inżynieryjnych, części rurociągów i kotłów, narzędzi. W budownictwie stopy są również szeroko stosowane.

Najważniejsze funkcje

W zależności od głównego przeznaczenia, stale węglowe są dzielone na narzędzia i konstrukcje, praktycznie nie ma w nich składników stopowych. Różnią się one od zwykłych stopów stali tym, że mają znacznie mniej podstawowych zanieczyszczeń w ich składzie: mangan, magnez i krzem. Zawartość głównego elementu - węgla - zmienia się w dość szerokich granicach . Skład stali wysokowęglowej zawiera 0, 6–2% C, średni węgiel - 0, 3–0, 6%, niski poziom węgla - do 0, 25%.

Główny element definiuje właściwości i strukturę. W wewnętrznej strukturze stopów o mniej niż 0, 8% C (stal podeutektoidalna) jest to głównie perlit i ferryt, a wraz ze wzrostem stężenia głównego pierwiastka powstaje wtórny cementyt.

Prezentowana stal z przewagą struktury ferrytycznej jest wysoce ciągliwa i ma niską wytrzymałość. Jeśli cementyt przeważa w strukturze, metal charakteryzuje się jednak dużą wytrzymałością i dużą kruchością. Wraz ze wzrostem zawartości C do 0, 8–1% wzrasta wytrzymałość i twardość, ale lepkość i ciągliwość znacznie się pogarszają.

Ilościowa zawartość węgla wpływa na charakterystykę technologiczną, w szczególności spawalność, łatwość obróbki i ciśnienie.

  • Części i konstrukcje nieprzeznaczone do dużych obciążeń są wykonane ze stali niskowęglowych.
  • Charakterystyka stali o średniej zawartości węgla sprawia, że są one głównym materiałem konstrukcyjnym stosowanym w produkcji konstrukcji i części do transportu i inżynierii ogólnej.
  • Wysokowęglowe stopy są optymalne do produkcji części, które powinny mieć zwiększoną odporność na zużycie, w produkcji narzędzi pomiarowych i dysz.

Metal, podobnie jak inne stopy stali, zawiera zanieczyszczenia w składzie:

  • krzem;
  • fosfor;
  • mangan;
  • azot;
  • siarka;
  • wodór;
  • tlen.

Krzem i mangan są użytecznymi zanieczyszczeniami, które są wprowadzane do kompozycji na etapie wytapiania w celu odtleniania. Fosfor i siarka są szkodliwymi zanieczyszczeniami, które pogarszają cechy jakościowe stopu.

Uważa się, że domieszkowanie i gatunki węglowe są niekompatybilne, niemniej jednak, w celu poprawy ich właściwości technologicznych i fizykomechanicznych, mikrostopienie można przeprowadzić przez dodanie różnych dodatków:

  • bor;
  • tytan;
  • cyrkon;
  • pierwiastki ziem rzadkich.

Z ich pomocą nie będzie możliwe przekształcenie metalu w stal nierdzewną, ale będzie to działać w celu znacznej poprawy właściwości.

Klasyfikacja według stopnia odtlenienia

Na podział na typy wpływa w szczególności stopień odtlenienia. W zależności od tego parametru nasze stopy są podzielone na pół-spokojne, spokojne i wrzące.

Dość stale mają bardziej jednolitą strukturę wewnętrzną, której odtlenianie osiąga się przez dodanie do stopionego metalu aluminium, żelazokrzemu i żelazomanganu . Ze względu na fakt, że stopy naszej kategorii są całkowicie odtlenione w piecu, nie zawierają tlenku żelaza. Resztkowe aluminium, które zapobiega wzrostowi ziarna, zapewnia drobnoziarnistą strukturę. To i prawie absolutny brak rozpuszczonych gazów pozwala uzyskać wysokiej jakości metal do produkcji najważniejszych części i konstrukcji. Oprócz zalet cichych stopów istnieje duży minus - dość drogie wytapianie.

Istnieją tańsze, choć niższej jakości stopy węglowe, których wytapianie wykorzystuje minimum specjalnych dodatków. W strukturze takiego metalu, ponieważ proces odtleniania w piecu nie został zakończony, istnieją rozpuszczone gazy, które negatywnie wpływają na charakterystyki. Azot, na przykład, źle wpływa na spawalność i prowokuje powstawanie pęknięć w obszarze spawania. Rozwinięta segregacja w strukturze stopów prowadzi do tego, że wykonany z nich walcowany metal wyróżnia się niejednorodnością struktury i właściwości mechanicznych.

Stale półspieszone mają pozycję pośrednią pod względem właściwości i stopnia odtlenienia. Przed wlaniem do form, pewna ilość odtleniania jest wprowadzana do kompozycji, dzięki czemu krzepnięcie metalu zachodzi praktycznie bez wrzenia, ale ewolucja gazów w nim trwa. Wynikiem jest odlewanie z mniejszą ilością pęcherzyków gazu w strukturze niż we wrzących stalach. Te wewnętrzne pory podczas następnego walcowania metalu są prawie całkowicie wykonane.

Większość pół-cichych stali węglowych stosuje się jako materiały konstrukcyjne.

Produkcja i podział według jakości

Stal węglowa jest produkowana przy użyciu różnych technologii. Są:

  • wysokiej jakości stale węglowe;
  • wysokiej jakości stopy stali;
  • stopy stali węglowej o zwykłej jakości.

Stopy zwykłej jakości produkowane są w piecach martenowskich, z których formowane są duże wlewki. Urządzeniami do wytapiania używanymi do otrzymywania takich stali są w szczególności konwertery tlenu. W porównaniu z wysokiej jakości stopami stali metal może zawierać wiele szkodliwych zanieczyszczeń, co wpływa na właściwości i koszt produkcji.

Formowane i mrożone wlewki walcowane na gorąco lub na zimno. Walcowanie na gorąco zapewnia produkty odmianowe i kształtowe, blachy i blachy, szerokie taśmy metalowe. Walcowanie na zimno daje blachy.

Do produkcji wysokiej jakości i wysokiej jakości stali stosuje się piece martenowskie i konwertery, a także piece do wytapiania, które działają na energię elektryczną.

Skład, a mianowicie obecność w strukturze szkodliwych i niemetalicznych zanieczyszczeń, GOST nakłada surowe wymagania. W stalach wysokiej jakości nie powinno być więcej niż 0, 04% siarki i nie więcej niż 0, 035% fosforu . Wysokiej jakości i wysokiej jakości stopy stali dzięki surowym wymogom dotyczącym metody wytapiania i właściwości mają zwiększoną czystość struktury.

Zastosowanie i etykietowanie

Stopy instrumentalne, w których 0, 65−1, 32% C, są używane do produkcji różnych narzędzi. Aby poprawić właściwości mechaniczne narzędzi, należy utwardzić materiał.

Stopy konstrukcyjne tworzą części do różnych urządzeń, elementów konstrukcyjnych do celów budowlanych i inżynieryjnych, elementów złącznych i innych. Drut węglowy jest wykonany ze stali konstrukcyjnej , która jest używana w życiu codziennym, w produkcji elementów złącznych, w budownictwie, do produkcji sprężyn. Po cementowaniu stopy strukturalne są z powodzeniem stosowane w produkcji części, które ulegają poważnemu zużyciu powierzchniowemu podczas pracy i są poddawane dużym obciążeniom dynamicznym.

Znakowanie mówi o składzie chemicznym stopu i jego kategorii. W oznaczeniu stali węglowej zwykłej jakości znajdują się litery „St”. GOST określa siedem warunkowych numerów marek (0–6), również wskazanych w oznaczeniu. Stopień odtlenienia oznaczony jest literami „kp”, „ps”, „cn”, umieszczonymi na końcu oznakowania. Gatunki stali wysokiej jakości i wysokiej jakości są oznaczone liczbami, które wskazują zawartość stopu C w setnych procentach.

Fakt, że narzędzie ze stopu można zrozumieć za pomocą litery „U” na początku oznaczenia. Liczba po tym liście wskazuje zawartość C w dziesiątych częściach procenta. Litera „A”, jeśli występuje w oznaczeniu stali narzędziowej, wskazuje na ulepszone właściwości jakościowe stopu.

Stale o wysokiej zawartości węgla mogą być mniej podatne na tworzenie struktur o niskiej ciągliwości. Pod wpływem naprężeń strukturalnych i spawalniczych metal o niskiej ciągliwości może zapaść się. Jest to ułatwione dzięki obecności w nim dyfuzji wodoru i jego szwu spawalniczego. Aby zapobiec pojawianiu się zimnych pęknięć, stosuje się metody eliminujące czynniki przyczyniające się do powstawania takich defektów.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Obróbka metalu