Spośród wielu odmian stali, każdy rodzaj wyróżnia się pewnymi cechami, które mogą być pozytywne i negatywne. Aby element służył przez długi czas, wybierz materiał o pożądanym składzie chemicznym i strukturze, wynikający z obróbki cieplnej.
Stal 95 × 18
W produkcji części metalowych, komponentów i broni ustalono wymagania dotyczące plastyczności, wytrzymałości i wytrzymałości. Najpierw wybierz skład chemiczny materiału, a następnie za pomocą obróbki cieplnej nadaj mu pożądane właściwości i właściwości.
Charakterystyka stali 95 × 18 jest bardzo pożądana, służy do produkcji trwałych i twardych części, na przykład tulei, konstrukcji osiowych, łożysk, marka ta produkuje wysokiej jakości noże, dla których 95 × 18 jest najlepszą opcją. Ten skład chemiczny odkrył ostatnio swoje skuteczne właściwości, ale ze względu na wysoką wydajność zyskał popularność wśród hutników i producentów przedmiotów z broni .
Materiał jest dość kapryśny, z lekkim odchyleniem od zalecanej technologii dzieje się przedwczesne wakacje lub wypalenie. Doświadczone przedsiębiorstwa, które zdobyły niezbędne doświadczenie w takiej branży, pozwalają sobie na uwolnienie przedmiotów z tej stali.
Skład chemiczny
Skuteczność wskaźników gotowego materiału do produkcji części stałych zależy od obecności pierwiastków chemicznych w kompozycji:
- magnez i krzem - nie więcej niż 0, 8%;
- siarka i fosfor - nie więcej niż 0, 027−0, 32%;
- nikiel i mangan - nie więcej niż 0, 6%;
- tytan - nie więcej niż 0, 2%;
- chrom w zakresie 16, 5–19%.
Duża ilość chromu nadaje materiałowi właściwości antykorozyjne, nie pozwala na powstanie warstwy rdzy na powierzchni produktów. Metal uzyskany bez naruszania technologii, podczas kucia, uwalnia obrabiany przedmiot od małych pęknięć, stężenie wodoru i tlenu w jego porach zmniejsza się. Proces kucia uszczelnia strukturę, niewiele pustych wnęk pozostaje w sieci krystalicznej, podczas gdy plastyczność wzrasta, ale siła pozostaje niezmieniona.
Główne wskaźniki metalu i jego właściwości
Materiał należy do klasy stali, które są dobrze odporne na korozję, dlatego służy do produkcji trwałych elementów konstrukcyjnych, które podczas pracy mają specjalne wymagania pod względem odporności na zużycie, pracują w agresywnym środowisku, w wysokich temperaturach. Przemysł zaopatruje rynek w długie wyroby w postaci kalibrowanych, kształtowanych lub szlifowanych prętów, pasków, srebrnych cięć, kutych półfabrykatów i odkuwek.
Właściwości mechaniczne
Nieprawidłowe utwardzanie i brak czasowego odpuszczania prowadzą do pojawienia się negatywnych cech. Stal 95 × 18 należy do klasy martenzytycznej, jest wzmacniana podczas procesu hartowania, po wyżarzaniu struktura ledeburytu jest uzyskiwana z niewielkim nadmiarem węglików, które różnią się morfologicznie:
- kształt pierwotnych węglików jest wydłużony wzdłuż kierunku kucia lub walcowania, pojawiają się po fazie ciekłej;
- Wtórne drobne węgliki wytrącają się wzdłuż krawędzi i korpusu początkowych ziaren austenicznych po ochłodzeniu.
Wraz ze wzrostem temperatury podczas hartowania, liczba austenitów szczątkowych osiąga wartość maksymalną, twardość zyskuje ekstremalne właściwości, które zmieniają się w zakresie 57–58 HR. Takie wartości w stali uzyskuje się przez hartowanie w 1050 ° C, dla porównania, twardość 26 HR uzyskuje się w 1250 ° C .
Wydajność mechaniczna:
Stal 95 × 18 ma ciężar właściwy 7, 75 ton na metr sześcienny;- w MPa twardość materiału waha się od 230-245;
- wskaźnik gęstości - 7, 75 × 10 3 kg / m3;
- przewodność cieplna metalu - 24, 3 W;
- pojemność cieplna stali w 20 ° C wynosi 0, 483 × 10 3 J;
- parametr rezystywności wynosi 0, 68 × 106 omów. m
Podstawowe parametry przetwarzania
Praca z metalem wymaga stosowania właściwych metod technologicznych w celu stworzenia materiału zgodnie z przyjętymi standardami w Rosji. Do produkcji stali wysokiej jakości lub walcowanej przy użyciu metody walcowania lub odkuwania pierwotnego kęsa w wysokich temperaturach, a następnie stopniowego chłodzenia. Odkształcenie występuje w zakresie 1125–900 ° C, po czym następuje powolne chłodzenie lub utrzymywanie temperatury 750 ° C z dalszym chłodzeniem.
Do procesu hartowania wymagany jest olej o temperaturze od 1000 do 1050 ° C. Wakacje wykonane w temperaturze 200-310 ° C, jeśli zwiększysz wydajność do 490-500 ° C, odporność na korozję gwałtownie spadnie w wyniku wzrostu liczby węglików. Jeśli po hartowaniu w temperaturze do 350 ° C sól w postaci 3% roztworu zostanie dodana do wody chłodzącej, materiał otrzyma zadowalające właściwości antykorozyjne.
Dla wyżarzania ustawić maksymalną temperaturę w zakresie 880–910 ° C Jeśli profil jest obrabiany z przekrojem do 700 mm, wówczas stosowana jest technologia rekrystalizacji z dalszym uwalnianiem. Temperatura podczas obróbki na zimno wynosi 70–85 ° C, odkuwanie wykonuje się najpierw w temperaturze 1195 ° C, stopniowo doprowadzając temperaturę do 845 ° C, a następnie utrzymuje się w temperaturze 750 ° C, schładza.
Cechy materiału
Pomimo faktu, że domieszkowanie metali występuje w najbardziej ekonomicznym trybie produkcji, w niektórych przypadkach stal 95 × 18 nie jest zalecana do produkcji części konstrukcyjnych i komponentów ze względu na pewne cechy:
- zwiększona zdolność do tworzenia ziaren po podgrzaniu;
- gruboziarniste ziarna uzyskane z powodu braku procesów polimorficznych podczas przetwarzania technologicznego nie mogą być wyeliminowane przez działanie termiczne;
- odporność na spawanie połączeń spawanych z tego metalu i samej stali jest ograniczona progiem -40˚С;
- niskie formowanie w procesie plastycznego odkształcania na zimno, wynika to z małej liczby zaangażowanych płaszczyzn poślizgu w sieci strukturalnej.
Poprawa właściwości materiału
Aby zwiększyć trwałość i antykorozję spoin, należy zmniejszyć zdolność do tworzenia się ziarna w siatce wprowadzanej do kompozycji pierwiastków tworzących węgliki. Dodatkowy spadek ziarnistości występuje, gdy składniki powierzchniowo czynne są zawarte w stopie mikrodawki, z których najskuteczniejszym jest cer. Takie mikrostopienie z pierwiastkami ziem rzadkich okazuje się przydatne tylko przy starannie odmierzonym wprowadzeniu i przy zachowaniu technologii.
Następujące zanieczyszczenia wpływają na spadek zimnej pojemności stali:
- Azot i węgiel - gdy całkowita ilość tych zanieczyszczeń wynosi ≤ 0, 01%, wytrzymałość i wydajność spoin ich ferrytycznych stali bogatych w chrom znacznie wzrasta;
- tlen, fosfor, do pewnego stopnia siarka, krzem i mangan również zmniejszają zimną pojemność materiału.
Jeśli mówimy o wymogu czystości ferrytycznych stopów chromu, to przestrzeganie takiego wskaźnika jakości prowadzi do zwiększenia dokładności procesów technologicznych i wytapiania. Odporność na korozję przed zniszczeniem związków międzykrystalicznych osiąga się dzięki zawartości azotu i węgla w całkowitym stosunku 0, 01–0, 015%. Jeśli ten znormalizowany wskaźnik zostanie przekroczony, wówczas dodatkowo stosowane są stabilizatory w postaci dodatków niobu i tytanu.
Zwiększona kruchość stali ferrytycznych wynika z naruszenia technologii przetwarzania temperatury, czasami w zakresie 540–860 ° C środkowa faza ich roztworu stałego zostaje uwolniona i pojawia się „kruchość 475 ° C”. Te rodzaje zwiększonej kruchości materiału są odwracalne i są usuwane przy odpowiedniej ekspozycji termicznej.
Aby zwiększyć jakość powierzchni, ważne jest, aby wiązać wtrącenia krzemianowe z produktami odtleniania, w tym celu stosuje się metodę domieszkowania krzemu. Metoda uniemożliwia pojawienie się korozji punktowej na powierzchni z powodu działania krzemu w postaci pasywnej folii.
Obciążenia mechaniczne dla metalu dobiera się ściśle zgodnie z ich przeznaczeniem, ponieważ zwiększona kruchość powoduje zniszczenie krawędzi i pojawienie się krzywizny ostrza z powodu nieprawidłowego użycia przedmiotów. Pomimo właściwości antykorozyjnych metalu, długi pobyt łopatek w warunkach nasyconego roztworu soli prowadzi do naruszenia integralności powierzchni i słabo wpływa na wydajność produktu. W większości przypadków charakterystyki 95 × 18 są wykorzystywane do produkcji części, które nie podlegają spawaniu podczas instalacji.
Wspólny podział stali
Wszystkie produkowane metale są podzielone na grupy węglowe i stopowe.
Węgiel
Jest wytwarzany przez połączenie węgla z żelazem w procesie, podczas gdy zawartość węgla jest ograniczona do 2%, staje się głównym składnikiem, oprócz wprowadzania fosforu, krzemu, siarki, magnezu. Stal węglowa ma kilka wad:
wraz ze wzrostem wytrzymałości zmniejsza ciągliwość metalu;- przy stosowaniu produktów w środowisku o wysokiej temperaturze (200 ° C) traci się wytrzymałość i twardość, zmniejsza się jakość cięcia noży;
- materiał ma niską odporność na korozję, agresywne środowisko, warunki atmosferyczne;
- po podgrzaniu znacznie zwiększa rozmiar;
- ze względu na niskie wskaźniki wytrzymałości metali węglowych wzrasta grubość elementów konstrukcyjnych, produkt staje się droższy, pojawiają się trudności projektowe.
Stop
Oprócz zwykłych zanieczyszczeń metale te są domieszkowane podczas procesu produkcyjnego pierwiastkami chemicznymi w celu poprawy ich wydajności. W procesie wytapiania do kompozycji wprowadza się nikiel, chrom, wanad, wolfram, molibden, mangan i krzem. Stale stopowe dzielą się na grupy:
- związki niskostopowe - nie więcej niż 2, 5% dodatków i zanieczyszczeń;
- metale średniostopowe - zanieczyszczenia w zakresie wskaźników 2, 5–10%;
- Stale wysokostopowe zawierają dodatki przekraczające 10% wagowych.
W porównaniu z metalami węglowymi, stale stopowe mają wiele pozytywnych właściwości:
- zwiększona żywotność produktów;
- oszczędność metalu;
- zwiększona wydajność;
- zmniejszenie złożoności projektu.
Zastosowanie domieszkowanej grupy metali ma decydujące znaczenie w technologii progresywnej, ponieważ wyróżniają się wysokim wskaźnikiem sztywności połączonym z wytrzymałością w stanie statycznym. Liczby te różnią się w procesie produkcyjnym ze względu na procentową zmianę zawartości węgla i warunków obróbki cieplnej. W zależności od zawartości węgla rozróżnia się następujące rodzaje metali:
- niski poziom węgla - mniej niż 0, 31%;
- średni węgiel - węgiel zawiera 0, 31–0, 75%;
- Skład stali wysokowęglowych wynosi ponad 0, 75% węgla.
Proces produkcyjny
Stal wytapiana z kęsów żeliwnych lub żeliwnych, produktów i materiałów zawierających żelazo, wykorzystuje złom metalowy i odpady. W celu rozpoczęcia tworzenia żużla wprowadza się spar i wapno, stosuje się odtleniacze, na przykład dodaje się żelazomangan, glin i składniki stopowe.
Metoda konwektora tlenowego polega na początkowym usuwaniu zanieczyszczeń i węgla z żeliwa przez przedmuchiwanie go tlenem i jest przeprowadzana w okrągłych piecach w kształcie gruszki, które się obracają. Ta metoda jest podzielona na Bessemera i Thomasa.
Metoda Bessemera służy do topienia materiału źródłowego zawierającego wysoki procent krzemu, który w procesie rozdmuchiwania znacznie podnosi temperaturę stopu (do 1500 ° C). Jednocześnie żelazo jest utleniane, a zanieczyszczenia węglowe wypalają się. Tlenek żelaza przechodzi do stali, ponieważ jest doskonale rozpuszczalny w składzie żeliwa.
Metoda Thomas jest stosowana do żeliwa z dużą ilością fluoru w kompozycji. Tlenek magnezu i wapnia stosuje się do wyłożenia pieca, co prowadzi do zwiększonej zawartości tlenków w substancjach żużlotwórczych. W procesie spalania otrzymuje się anhydryt fosforanowy, który reaguje z nadmiarem wapnia i zamienia się w żużel. Ciepło powstaje podczas spalania fosforu.
Stal 95 × 18 doskonale nadaje się do produkcji różnego rodzaju noży, elementów tnących kruszyw, obrabiarek. Jego właściwości wytrzymałościowe pozwalają na stosowanie produktów przez długi czas bez naruszania pierwotnie określonych właściwości.