Vedúce miesto medzi všetkými kovovými materiálmi používanými v strojárstve, výrobe nástrojov, stavebníctve a mnohých ďalších oblastiach je oceľ. Majú cenné technologické vlastnosti, sú široko žiadané kvôli ich mechanickým vlastnostiam a fyzikálno-chemickým parametrom.
Ocel má výhodu oproti veľkému množstvu iných materiálov nielen kvôli komplexu svojich technologických a štrukturálnych vlastností, ale aj kvôli svojim demokratickým nákladom.
Technológie výroby ocele sa neustále zdokonaľujú, nejde len o zlepšenie kvality. Existujú nové značky so špeciálnymi sadami požadovaných vlastností.
Charakteristiky každej konkrétnej ocele závisia od jej klasifikácie a súboru prvkov obsiahnutých v jej zložení.
Zvážte princípy klasifikácie ocele .
Zásady klasifikácie ocele
Existuje päť hlavných klasifikačných znakov, podľa ktorých je oceľ oddelená:
- chemické zloženie;
- menovanie;
- kvalita;
- stupeň dezoxidácie;
- štruktúra.
Pozrime sa bližšie na každú funkciu.
Chemická klasifikácia
Chemické zloženie ocele je rozdelené do dvoch skupín: \ t
- uhlíka;
- dopoval.
Obe kategórie uhlíka sú rozdelené do troch podskupín:
- nízky obsah uhlíka (menej ako 0, 3% uhlíka);
- stredný uhlík (0, 3–0, 7% uhlíka);
- vysoký obsah uhlíka (nad 0, 7% uhlíka).
Liatie ocele sa vykonáva za účelom dosiahnutia týchto alebo iných požadovaných vlastností ocele zavedením špeciálnych legujúcich prvkov do kompozície. Ako také prvky sa často používajú chróm, nikel, mangán, kremík, volfrám, molybdén, vanád, titán a ďalšie.
V závislosti od obsahu legujúcich prvkov sú samotné legované ocele rozdelené do troch skupín:
- nízko legované (menej ako 5% legujúcich prvkov);
- stredne legované (legujúce prvky 5 - 10%);
- vysoko legované (viac ako 10% legujúcich prvkov).
Klasifikácia podľa účelu
Účel ocele je rozdelený do troch hlavných tried: \ t
- Výstavbe. Hlavnou oblasťou použitia je výroba dielov pre rôzne stroje a mechanizmy, zariadenia, stavebné konštrukcie.
- Inštrumentálne. Používa sa na nástroje na rôzne účely (rezanie, meranie, lisovanie). V závislosti od funkcií nástroja má oceľ vhodné vlastnosti.
- Špeciálny účel. Do tejto skupiny, nehrdzavejúcej ocele, žiaruvzdorné a žiaruvzdorné, rovnako ako elektrické.
Klasifikácia kvality
Kvalita by sa mala chápať ako komplex vlastností určený samotným procesom výroby ocele. Z kvalitatívnych charakteristík je možné spomenúť vyrobiteľnosť ocele, rovnomernosť chemického zloženia a štruktúry, ako aj mechanické vlastnosti. Na kvalitu ocele má vplyv zloženie plynov (vodík, kyslík, dusík) a škodlivých nečistôt (vrátane síry a fosforu).
Kvalitná oceľ je rozdelená do nasledujúcich skupín:
- bežná kvalita;
- kvalita;
- vysokej kvality.
Klasifikácia podľa stupňa dezoxidácie
Dezoxidácia je proces odstraňovania kyslíka z ocele v kvapalnom stave.
Podľa stupňa dezoxidácie sa rozlišujú tieto skupiny: \ t
- pokojný (úplne dezoxidovaný);
- semikilled;
- var (slabo dezoxidovaný).
Názov podskupín zodpovedá povahe procesu tuhnutia.
Klasifikácia podľa štruktúry
Základom tejto klasifikácie je štruktúra v žíhanom a normalizovanom stave, ktorá určuje vlastnosti vlastností ocele.
V žíhanom stave sú konštrukčné ocele rozdelené na:
- hypoeutektoid (majú nadbytok feritu v štruktúre);
- eutektoid (štruktúra pozostáva z perlitu);
- austenitická;
- ferritic.
Po normalizácii je oceľová konštrukcia rozdelená do nasledovných tried:
- perlit;
- martenzitická,
- austenitická
- feritové.
Vplyv každej štruktúry na vlastnosti ocele možno nájsť v odbornej literatúre.
Vplyv uhlíkových a legujúcich prvkov
Je to práve obsah uhlíka v oceli, ako aj názov a počet legujúcich prísad zavedených do jeho zloženia, ktoré sú najzaujímavejšie na analýzu vlastností konkrétneho získaného stupňa.
Na prvom mieste je dôležitý uhlík, pretože oceľ je zliatina železa a uhlíka . Zvýšenie obsahu uhlíka vedie k zvýšeniu pevnosti pri súčasnom znížení ťažnosti. Určuje tiež spracovateľnosť ocele (rezanie, zvariteľnosť, tlakové spracovanie).
Legovacie prvky sa zavádzajú v požadovaných pomeroch v závislosti od potreby získať určité vlastnosti. Každý prvok má svoje vlastné charakteristiky. Napríklad chróm zlepšuje mechanické vlastnosti, nikel znižuje prah krehkosti za studena, volfrám a molybdén prispievajú k zvýšeniu tepelnej odolnosti rýchlorezného nástroja atď.
Ruský systém označovania ocele
Neexistuje jednotný systém označovania ocele na svetovom trhu s kovmi. Súbežne existujú ruské, európske , americké a japonské systémy . Nedostatok jednotnej normy zavádza určité ťažkosti v transakciách medzinárodného obchodu.
V našej krajine prijal alfanumerický systém. V ňom písmená zodpovedajú rôznym prvkom a čísla označujú obsah zodpovedajúcich prvkov. V Nemecku sa niekedy používa aj systém, ktorý je v zásade podobný ruskému systému.
Alfanumerický systém má obrovskú výhodu v porovnaní s inými, pretože umožňuje nielen odlíšiť jeden druh ocele od inej, ale tiež posúdiť technologické a konštrukčné charakteristiky pomocou súboru písmen a číslic.
V domácom systéme sa uplatňuje aj osobitná poznámka:
- Oceľ bežnej kvality je označená indexom „St“ nasledovaným číslom značky. Pred ním môže byť uvedená skupina garantovaných vlastností (mechanické, chemické zloženie).
- Uhlíkové ocele konštrukčnej kvality sa označujú stotinami percenta obsahu uhlíka a označujú stupeň odkyslenia (napríklad 08КП).
- Kvalitatívne uhlíkové ocele sú označené indexom "U", za ktorým nasleduje obsah uhlíka v desatinách percenta (napríklad Y8).
- Vysokorýchlostné ocele sa označujú indexom „P“, za ktorým nasleduje percento volfrámu (napríklad P18).
Značenie legovaných ocelí je veľmi informatívne: zodpovedajúce písmená ruskej abecedy sa používajú na označenie legujúcich prvkov: "X" - chróm, "H" - nikel, "T" - titán, "M" - molybdén, "U" - hliník, "B" - volfrám atď.
Pri označovaní konštrukčne legovaných ocelí na samom začiatku je obsah uhlíka udávaný v stotinách percenta a pri označovaní legovaných nástrojov v desatinách percenta.
Oceľ 12X18H10T
Zvážte z hľadiska ruského systému označovania zloženie a vlastnosti jednej z najobľúbenejších nerezových ocelí 12X18H10T . Dekódovanie nie je ťažké:
Začnime s "12". Tento obsah uhlíka je v stotinách percenta, t.j. v našom prípade je uhlík 0, 12%.- Písmeno "X" je chróm. Označenie "X18" hovorí, že oceľ obsahuje 18% chrómu. Je dôležité si uvedomiť, že obsah legujúcich prvkov na etikete je vyjadrený v percentách. Chróm poskytuje tejto oceli odolnosť proti korózii.
- "H10" - 10% niklu. Nikel je zodpovedný za odolnosť voči kyselinám, čo tiež zvyšuje odolnosť proti korózii.
- "T" - titán. Hodnota nie je špecifikovaná, to znamená, že obsah prvku nie je dostatočne vážny. Toto označenie znamená, že obsah prvku nie je väčší ako 1 - 1, 5%. Avšak aj toto množstvo titánu zabraňuje tvorbe medzikryštalickej korózie.
Označenie označuje iba hlavné legujúce prvky. Úplné chemické zloženie pre všetky triedy je uvedené v triedach ocele. Odtiaľ sa môžete dozvedieť o vlastnostiach ocele.
Po analýze zloženia 12X18H10T, s využitím in-hĺbkové znalosti o účinkoch legovacích prísad, môžeme konštatovať, že táto oceľ:
- môže byť použitý pre produkty pracujúce v agresívnom prostredí;
- má vysokú odolnosť voči elektrochemickej korózii;
- vhodné pre ľahko zaťažené časti v chemicky aktívnych médiách;
- môže byť použitý pre naložené diely, pracuje dlhú dobu pri teplotách do 600 stupňov.
V praxi sa 12X18H10T často používa pre zvárané zariadenia, pece a vykurovacie systémy. Vysokovýkonné vlastnosti tejto ocele umožňujú jej použitie vo veľkom počte priemyselných odvetví, kde sa vyžaduje vysoká odolnosť proti korózii .
Analogicky s uvažovaným príkladom ocele 12X18H10T, s využitím vysokého informačného obsahu domáceho systému značenia a znalosti účinku legujúcich prvkov, je možné, aby každá značka urobila záver o svojich vlastnostiach.