Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Díky své pevnostní charakteristice a dostupné ceně je uhlíková ocel velmi běžnou slitinou. Jeho hlavními prvky jsou železo a uhlík s minimem cen. Uhlíková ocel se používá k výrobě různých strojírenských výrobků, potrubí a kotlových dílů, nástrojů. Ve stavebnictví se také široce používají slitiny.

Klíčové vlastnosti

V závislosti na svém hlavním účelu jsou uhlíkové oceli rozděleny na nástrojové a konstrukční, v jejich složení prakticky neexistují žádné legovací prvky. Liší se od běžných ocelových slitin tím, že mají ve svém složení mnohem méně základních nečistot: mangan, hořčík a křemík. Obsah hlavního prvku - uhlík - se pohybuje v širokých mezích . Složení oceli s vysokým obsahem uhlíku obsahuje 0, 6 - 2% C, střední uhlík - 0, 3 - 0, 6%, nízký obsah uhlíku - až 0, 25%.

Hlavní prvek definuje vlastnosti a strukturu. V interní struktuře slitin s méně než 0, 8% C (hypoeektektoidní ocel) se jedná především o perlit a ferit a se vzrůstající koncentrací hlavního prvku vzniká sekundární cementit.

Předložená ocel s převahou feritické struktury je vysoce tvárná a má nízkou pevnost. Pokud ve struktuře převládá cementit, kov se vyznačuje vysokou pevností a velkou křehkostí. S rostoucím obsahem C na 0, 8-1% se zvyšuje pevnost a tvrdost, ale viskozita a tažnost se značně zhoršují.

Kvantitativní obsah uhlíku ovlivňuje technologické vlastnosti, zejména svařitelnost, snadné obrábění a tlak.

  • Díly a konstrukce, které nejsou určeny pro velká zatížení, jsou vyrobeny z nízkouhlíkových ocelí.
  • Charakteristiky středně uhlíkových ocelí z nich činí hlavní konstrukční materiál používaný při výrobě konstrukcí a dílů pro dopravu a všeobecné inženýrství.
  • Vysoké uhlíkové slitiny jsou optimální pro výrobu dílů, které by měly mít zvýšenou odolnost proti opotřebení, při výrobě nástrojů pro měření a rázové hubice.

Kov, stejně jako ostatní slitiny oceli, obsahuje nečistoty ve směsi:

  • křemík;
  • fosfor;
  • mangan;
  • dusík;
  • síra;
  • vodík;
  • kyslíku.

Křemík a mangan jsou užitečné nečistoty, které se zavádějí do kompozice v etapě tavení pro dezoxidaci. Fosfor a síra jsou škodlivé nečistoty, které zhoršují jakostní vlastnosti slitiny.

Předpokládá se, že dopingové a uhlíkaté látky jsou nekompatibilní, nicméně za účelem zlepšení jejich technologických a fyzikálně-mechanických vlastností lze mikrolegování provádět přidáním různých přísad:

  • bór;
  • titan;
  • zirkonium;
  • prvky vzácných zemin.

S jejich pomocí nebude možné kov přeměnit na nerezovou ocel, ale bude to výrazně přispívat ke zlepšení vlastností.

Klasifikace podle stupně deoxidace

Rozdělení na typy je ovlivněno zejména stupněm dezoxidace. V závislosti na tomto parametru jsou naše slitiny rozděleny na polořadovku, klid a var.

Docela ocel má jednotnější vnitřní strukturu, jejíž dezoxidace je dosažená přidáním hliníku, ferrosilicon a ferromanganese k roztavenému kovu . Vzhledem k tomu, že slitiny naší kategorie jsou v peci zcela dezoxidovány, neobsahují oxid železitý. Zbytkový hliník, který zabraňuje růstu zrna, poskytuje jemnozrnnou strukturu. To a téměř absolutní nepřítomnost rozpuštěných plynů umožňuje získat vysoce kvalitní kov pro výrobu nejdůležitějších částí a konstrukcí. Spolu s výhodami tichých slitin, tam je velký mínus - poměrně drahé tavení.

Tam jsou levnější, ačkoli nižší kvalita, slitiny uhlíku, tavení který používá minimum zvláštních přísad. Ve struktuře takového kovu, protože deoxidační proces v peci nebyl dokončen, jsou rozpuštěné plyny, které negativně ovlivňují vlastnosti. Dusík například špatně ovlivňuje svařitelnost a vyvolává vznik trhlin v oblasti svaru. Vyvinutá segregace ve struktuře slitin vede ke skutečnosti, že válcovaný kov z nich vyrobený se vyznačuje heterogenitou struktury a mechanických vlastností.

Polořadné oceli mají mezilehlou polohu, pokud jde o jejich vlastnosti a stupeň dezoxidace. Před nalitím do forem se do kompozice zavede určitá dezoxidace, v důsledku čehož k tuhnutí kovu dochází prakticky bez varu, ale vývoj plynů v něm pokračuje. Výsledkem je odlitek s menšími bublinami plynu ve struktuře než ve vroucích ocelích. Tyto vnitřní póry během následného válcování kovu se vyrábějí téměř úplně.

Většina poloklidných uhlíkových ocelí se používá jako konstrukční materiály.

Výroba a dělení podle kvality

Uhlíková ocel se vyrábí použitím různých technologií. Existují:

  • vysoce kvalitní uhlíkové oceli;
  • vysoce kvalitní ocelové slitiny;
  • slitiny uhlíkové oceli běžné jakosti.

Slitiny běžné jakosti se vyrábějí v pecích s otevřeným ohništěm a z nich se tvoří velké ingoty. Zařízení pro tavení, používané k získání takových ocelí, jsou zejména konvertory kyslíku. Ve srovnání s vysoce kvalitními slitinami oceli může kov obsahovat mnoho škodlivých nečistot, což ovlivňuje vlastnosti a výrobní náklady.

Tvarované a zmrazené ingoty válcované za tepla nebo za studena. Za tepla válcování získat odrůdové a tvarované výrobky, plech a plech, široké kovové pásy. Cold válcování dostat plech.

Pro výrobu kvalitních a vysoce kvalitních ocelí jsou používány nístějové pece a konvertory, stejně jako tavící pece, které pracují na elektřině.

Složení, a to přítomnost ve struktuře škodlivých a nekovových nečistot, GOST ukládá přísné požadavky. U vysoce kvalitních ocelí by nemělo být více než 0, 04% síry a ne více než 0, 035% fosforu . Vysoce kvalitní a vysoce kvalitní ocelové slitiny díky přísným požadavkům na způsob tavení a vlastností mají zvýšenou čistotu konstrukce.

Aplikace a označování

Přístrojové slitiny, ve kterých 0, 65–1, 32% C se používají k výrobě různých nástrojů. Pro zlepšení mechanických vlastností nástrojů je materiál vytvrzen.

Konstrukční slitiny vyrábějí díly pro různá zařízení, konstrukční prvky stavebních a inženýrských záměrů, spojovací materiál a další. Uhlíkový drát je vyroben z konstrukční oceli , která se používá v každodenním životě, při výrobě spojovacích prvků ve stavebnictví pro výrobu pružin. Po cementaci se konstrukční slitiny úspěšně používají při výrobě dílů, které během provozu podléhají silnému opotřebení povrchu a jsou vystaveny vysokému dynamickému zatížení.

Značení hovoří o chemickém složení slitiny a její kategorii. V označení uhlíkové oceli běžné kvality existují písmena "St". GOST stanoví sedm podmíněných značek (0−6), které jsou také uvedeny v označení. Stupeň dezoxidace je označen písmeny „kp“, „ps“, „cn“, umístěnými na konci označení. Třídy vysoce jakostních a vysoce kvalitních ocelí jsou označeny čísly, která označují obsah slitiny C v setinách procenta.

Skutečnost, že nástroj na slitiny může být chápán písmenem "U" na začátku označení. Číslo následující za tímto písmenem označuje obsah C v desetinách procenta. Písmeno „A“, pokud je obsaženo v označení nástrojové oceli, označuje zlepšené jakostní vlastnosti slitiny.

Ocele s vysokým obsahem uhlíku mohou být méně náchylné k tvorbě struktur s nízkou tažností. Při vystavení konstrukčním a svařovacím napětím může dojít ke zhroucení kovu s nízkou tažností. To je usnadněno přítomností difuze vodíku v něm a jeho svarového švu. Aby se zabránilo vzniku studených trhlin, používají se metody, které eliminují faktory, které přispívají k vzniku takových vad.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Obrábění kovů