Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Oceľ je kov, ktorý sa široko používa v strojárstve, stavebníctve, stavebníctve a ďalších priemyselných odvetviach. Popularita materiálu je výsledkom kombinácie jeho vynikajúcich technologických a fyzikálno-mechanických vlastností. K oceliam patria zlúčeniny železa a uhlíka, ktorých chemické zloženie má obsah uhlíka menší ako 2, 14% a okrem tejto zložky existujú škodlivé a užitočné nečistoty.
Kombinácia charakteristickej cyklickej pevnosti v statickom stave a tuhosti sa dosahuje zmenou obsahu uhlíkových a legujúcich zložiek. Rôzne kvality ocele sa získavajú v dôsledku použitia určitých chemických a tepelných technológií vo výrobe.
Klasifikácia uhlíkovej ocele
Uhlíkové zliatiny sa delia nasledujúcimi charakteristikami:
- množstvo obsiahnutého uhlíka;
- menovanie;
- štruktúra v rovnováhe;
- stupeň dezoxidácie.
V závislosti od množstva uhlíka je materiál rozdelený do kategórií:
- vysoký obsah uhlíka - viac ako 0, 7%;
- stredný uhlík - 0, 3–0, 7%;
- nízky obsah uhlíka - do 0, 3%.
V dôsledku získanej kvality sa zliatiny ocele delia na: \ t
- vysoká kvalita;
- obyčajný;
- akosti.
Kyslík sa odstraňuje z kovu v kvapalnom stave, aby sa znížila krehkosť počas tvorby tepla, tento proces sa nazýva dezoxidácia. Vzhľadom na charakter tuhnutia a stupeň dezoxidácie je materiál klasifikovaný ako var, polopokojný a pokojný.
V závislosti od štruktúry získanej v rovnovážnom stave sa materiál delí na:
- eutektoid charakterizovaný perlitovou štruktúrou;
- hypoeutektoid obsahujúci perlit a ferit;
- proeutektoid - so sekundárnym cementitom a perlitom.
Zamýšľané použitie kovu je rozdelené do skupín:
- konštrukčné (zlepšené, vysokopevnostné, cementované, pružinové) používané v stavebníctve, strojárstve, strojárstve a konštrukcii lietadiel;
- nástroj pre horúce razítka (200˚С) a lisovacie, meracie a rezacie nástroje za studena.
Konštrukčné kovy
Oceľ bežnej kvality vyrobená vo forme nosníkov, tyčí, listového materiálu, kanálov, rúrok, uhlov a iných valcovaných výrobkov a je rozdelená do kategórií A, B, B. Názov obsahuje písmená St a číslo udávajúce číslo značky, so zvýšením hodnoty čísla. obsahu uhlíka. Pre materiály kategórií B a B, ale nie A, sa požadované písmeno umiestni pred článok, aby sa označila príslušnosť.
Dezoxidačná skupina je označená SP, PS, KP - pokojná, polopokojná a varná. Kategória A sa používa na výrobu častí získaných opracovaním za studena, kategória B sa používa na prvky vyrobené zváraním, kovaním podľa spôsobu tepelného spracovania. Oceľ V nákladoch drahších ako predchádzajúce kategórie sa používajú na výrobu kritických konštrukcií a zváracích prvkov.
Zo všetkých troch kategórií obyčajných uhlíkových ocelí sa kovové konštrukcie a ich časti vyrábajú v priemyselnej výrobe a strojárskom priemysle so slabou záťažou v prípadoch, keď je účinnosť spôsobená požadovanou tuhosťou. Do železobetónových konštrukcií sa investujú kovy vo forme výstuže. Z kategórií B a B vyrábame zvárané krovy, rámy a kovové zostavy, ktoré sú potom pokryté cementovou maltou.
Stredne uhlíkové skupiny s veľkou mierou bezpečnosti sa používajú pre koľajnice, kolesá železničných vozňov, kladky, hriadele a ozubené kolesá mechanických zariadení a strojov. Niektoré materiály tejto skupiny môžu byť tepelne spracované.
Kvalitná oceľová uhlíková skupina používaná v ľahko zaťažených častiach, je označená číslami od 05 do 85, udávajúcimi percento koncentrácie uhlíka. Uhlíkaté materiály sú ocele so zvýšeným obsahom mangánu, ktoré sa vyznačujú vysokou kaliteľnosťou. Zmenou množstva uhlíka, mangánu a výberom vhodného spôsobu tepelného spracovania sa získajú rôzne technologické a mechanické vlastnosti.
Nízko uhlíkové zliatiny majú dobrú tvárnosť pri spracovaní za studena, ale majú malú mieru bezpečnosti. Vyrábajú sa vo forme listov, materiál je mäkký, ľahko vyrazený, úseky, tu sú cín a kov pre smaltované predmety pre domácnosť. Keď je oceľ vo výrobnom procese stmelená, zvyšuje sa ukazovateľ povrchovej pevnosti, čo umožňuje vyrábať nízko zaťažené ozubené kolesá, vačky atď.
Stredné uhlíkové kovy a podobné zlúčeniny so zvýšeným percentom mangánu sa líšia v priemernej sile, ale ťažnosť a húževnatosť sa znižuje. Podľa podmienok práce náhradných dielov je určená metóda spevňovania ocelí vo forme normalizácie, nízkeho popúšťania a vysokofrekvenčného kalenia atď., Z ktorých sú vyrobené vysoko pevné drôty, pružiny, pružiny a zvýšené požiadavky na odolnosť proti opotrebeniu.
Zobrazenia automatu
Tieto materiály sú označené písmenom A a číslami udávajúcimi koncentráciu uhlíka v stotinách percenta. Olovo dopovanie pridáva písmeno C za A. Zavedenie selénu, mangánu, telúru znižuje použitie rezných nástrojov počas spracovania. Stupeň spracovateľnosti je tiež ovplyvnený pridaním fosforu, síry a vápnika, ktorý sa zavádza vo forme kremičitanu do kvapalnej zliatiny.
Obsah fosforu a síry znižuje kvalitu, síra znižuje antikorózne vlastnosti, sulfidy vedú k porušeniu homogenity kovu. Sú vyrobené z tejto triedy oceľových častí zložitého tvaru a povrchu, upevňovacích prvkov, určených pre malé zaťaženie.
Typy zliatin
Patria sem kovy s obsahom legujúcich prísad do 2, 5%. Písmeno oznaćenia znaćky zahŕńa písmená oznaćujúce şpecifické nečistoty a ćíslo po nich udáva percentuálny obsah prvku. Ak je jeho obsah menší ako 1, 5%, potom sa k označeniu nepridáva žiadna prísada.
Obsah uhlíka v tejto skupine ocele je normalizovaný o 0, 1 - 0, 3% Hlavné vlastnosti po tepelnom, chemickom spracovaní a nízkom popúšťaní po kalení zahŕňajú:
- vysoká tvrdosť materiálu na povrchu;
- znížená pevnosť strednej vrstvy a zvýšená viskozita.
Oceľ sa používa na výrobu strojných súčiastok a nástrojov určených na prácu s rázovými a premenlivými zaťaženiami v podmienkach zvýšeného opotrebenia.
Cementované materiály
Na zlepšenie tvrdosti, odolnosti pri kontakte, odolnosti proti opotrebeniu, kaliteľnosti, chrómu, horčíka a niklu, posledný prvok zvyšuje viskozitu a znižuje medzu studenej krehkosti. Cementované kompozície sú rozdelené do dvoch skupín:
- stredná pevnosť s medzou klzu menšou ako 700 MPa;
- vysoká pevnosť s rovnakým indikátorom v rozsahu 700 - 1100 MPa.
Obsah prídavných látok rozlišuje typy:
zlúčeniny chrómu a chrómu vanádu stmeleného do hĺbky menšej ako 1, 5 mm;- zlúčeniny chromo-mangánu zahŕňajú titán 0, 06%, mangán a chróm v množstve 1%, majú zvláštnu vnútornú oxidáciu počas cementácie plynov, čo vedie k zníženiu pevnostných charakteristík;
- zliatiny chróm-nikel-molybdén sú zástupcami martenzitickej triedy a vyznačujú sa zníženým skreslením v dôsledku ochladzovania vzduchu, dotovaním kovmi vzácnych zemín, ktoré zvyšujú kaliteľnosť, statickú pevnosť a odolnosť voči nárazom.
Zliatiny pružinovej pružiny
Diely pracujú v podmienkach elastickej deformácie a sú vystavené cyklickým zaťaženiam, preto sú ocele potrebné pre vysoké rýchlosti tekutosti, ťažnosti a odolnosti voči lomu. Štruktúra zahŕňa:
- mangán - menej ako 1, 2%;
- kremík - menej ako 2, 7%;
- vanád - až do 0, 26%;
- chróm - do 1, 25%;
- Nikel - menej ako 1, 75%;
- volfrám - menej ako 1, 2%.
V procese spracovania sa zmenšujú veľkosti zŕn, odpor kovu sa zvyšuje. Pri výrobe dopravy sú obzvlášť cenné silikónové zliatiny, ak ich technológia neumožňuje dekarbonizáciu vo výrobe, potom materiálová odolnosť zostáva na úrovni špecifikovaných parametrov. Zavedenie vanádu, chrómu, vanádu a niklu pomáha spomaliť nadmerný rast zŕn počas zahrievania a zvýšiť kaliteľnosť. Vysokotlakové drôty ťahané za studena, austenitické nehrdzavejúcej ocele a martenzitické ocele s vysokým obsahom chrómu sú tiež vyrobené z pružín a iných elastických prvkov.
Nástrojová oceľ
Aby bola zaistená spoľahlivá prevádzka nástrojov, musí mať oceľ špeciálne vlastnosti, ktoré sa prejavujú pre každú skupinu materiálov odlišne v závislosti od výroby a technológie zavádzania prísad.
Formy s guličkovými ložiskami
Pri výrobe zliatin sa očistia od nekovových nečistôt, použitie vákuovo-oblúkového alebo elektrického pretavenia technológiou znižuje pórovitosť kovu. Pri výrobe ložísk a ich jednotiek sa používajú chrómové guľkové ložiskové ocele s prísadami chrómu. Prídavné dopovanie sa vykonáva s mangánom a kremikom, aby sa zvýšila rýchlosť kalenia. Aby sa mohli diely vyrábať lisovaním za studena a na tvrdosť sa nanáša žíhanie kovov.
Kalenie častí (valce, guľkové ložiská a krúžky) sa vykonáva v olejovom kúpeli pri teplote 850 - 870 ° C, pred uvoľnením sa ochladzuje, aby sa zabezpečila stabilita až 25 ° C. Pretože ložiskové a podobné prvky počas prevádzky vykazujú silné dynamické zaťaženie, sú vyrobené z kovov s ďalším tepelným spracovaním a cementáciou.
Nosiť odolné druhy
Odolnosť voči opotrebeniu sa zvyšuje so zvyšujúcou sa tvrdosťou povrchového materiálu. Pre dlhodobú prevádzku sú dôležité také vlastnosti zliatiny:
- odolnosť voči lomu pri abrazívnom trení;
- dlhodobá prevádzka pri vysokom tlaku a rázovom zaťažení.
Kovy odolné voči opotrebeniu sa používajú pri výrobe pásových dráh, drviacich dosiek, zariadení na drvenie kameňa, drviacich líca. Práca v takýchto podmienkach je účinná vďaka vlastnostiam ocelí, že v podmienkach plastickej deformácie za studena dosahujú pevnosť a tvrdosť 70%. Pridanie fosforu viac ako 0, 027% vedie k zvýšeniu krehkosti surovín za studena.
Odlievaná oceľ má austenitovú štruktúru, v ktorej sa nadbytočný karbid mangánu uvoľňuje na hraniciach zŕn, čo vedie k zníženiu pevnosti a húževnatosti. Aby sa získala austenitická jednofázová štruktúra, potom sa predvalka zastaví vo vodnom médiu pri teplote asi 1100 ° C.
Odolná voči korózii
Tieto materiály sa používajú na výrobu prvkov zariadení pracujúcich v podmienkach elektrochemickej korózie, nazývajú sa nerezové. Odolnosť voči korózii vzniká po zavedení prísad, čo vedie k tvorbe povrchových filmov s dobrou priľnavosťou na kov. Tieto vrstvy znižujú priamu interakciu ocelí s vonkajšími dráždivými faktormi a zvyšujú potenciál v elektrochemickom prostredí.
Nerezové kovy sú rozdelené na chróm-nikel a chróm. Zlúčeniny chrómu sa používajú na plastové časti, ktoré sa vyrábajú razením a zváraním. Tento typ je rozdelený na feritické, martenziticko-feritické a martenzitické zliatiny. Na zvýšenie odolnosti voči otrasom sa ochladzujú v oleji pri teplote okolo 1000 ° C za vysokých podmienok popúšťania s teplotnými indexmi v rozsahu 600 - 800 ° C.
Žiaruvzdorné zliatiny
Používa sa na výrobu prvkov pracujúcich pri teplotách nad 500 ° C, nízkolegovaných zmesiach s obsahom do 0, 25% C a iných legovacích prísad: chróm, volfrám, nikel. Kalenie a normalizácia sa vykonáva v oleji pri teplote približne 890 - 1050 ° C. Perlitové ocele sa používajú na to, aby sa diely vystavovali tečeniu pri nízkych zaťaženiach, napríklad parné vykurovacie rúrky, parné kotly a upevňovacie prvky.