Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Ocel je kov, který je široce používán ve strojírenství, stavebnictví, stavebnictví a dalších průmyslových odvětvích. Popularita materiálu je dána kombinací jeho vynikajících technologických a fyzikálně-mechanických vlastností. K ocelím patří sloučeniny železa a uhlíku, jejichž chemické složení předpokládá obsah uhlíku nižší než 2, 14% a kromě této složky existují škodlivé a užitečné nečistoty.
Kombinace charakteristické cyklické pevnosti ve statickém stavu a tuhosti se dosahuje změnou obsahu uhlíkových a legujících složek. V důsledku použití určitých chemických a tepelných technologií ve výrobě se získávají různé kvality oceli.
Klasifikace uhlíkových ocelí
Uhlíkové slitiny se dělí na následující charakteristiky:
- množství obsaženého uhlíku;
- účel;
- struktura v rovnováze;
- stupeň deoxidace.
V závislosti na množství uhlíku je materiál rozdělen do kategorií:
- vysoký obsah uhlíku - více než 0, 7%;
- střední uhlík - 0, 3–0, 7%;
- nízký obsah uhlíku - až 0, 3%.
V důsledku získané kvality jsou slitiny oceli rozděleny na:
- vysoká kvalita;
- obyčejné;
- kvality.
Kyslík je odstraňován z kovu v kapalném stavu, aby se snížila křehkost během tvorby tepla, tento proces se nazývá deoxidace. Vzhledem k povaze tuhnutí a stupni dezoxidace je materiál klasifikován jako vařený, polopokojný a klidný.
V závislosti na struktuře získané v rovnovážném stavu se materiál dělí na:
- eutektoid charakterizovaný strukturou perlitu;
- hypoeutektoid obsahující perlit a ferit;
- proeutektoid - se sekundárním cementitem a perlitem.
Zamýšlené použití kovu je rozděleno do skupin:
- konstrukční (zlepšené, vysokopevnostní, cementované, pružinové) používané ve stavebnictví, přístrojové technice, strojírenství a konstrukce letadel;
- nástroj pro horké razítka (200˚С) a nástroje pro lisování za studena, měření a řezání).
Konstrukční kovy
Obyčejná jakostní ocel vyráběná ve formě trámů, tyčí, listového materiálu, kanálů, trubek, úhelníků a jiných válcovaných výrobků a je rozdělena do kategorií A, B, B. Název obsahuje písmena St a číslo udávající číslo značky, se zvýšením hodnoty čísla. obsah uhlíku. U materiálů kategorií B a B, ale nikoli A, se před dopisem umístí požadované písmeno, které označuje příslušnost.
Deoxidační skupina je označena SP, PS, KP - klidná, polopokojná a varná. Kategorie A se používá pro výrobu dílů získaných opracováním za studena, kategorie B se používá pro prvky vyrobené svařováním, kováním podle způsobu tepelného zpracování. Ocel V nákladech dražších než předchozí kategorie se používají pro výrobu kritických konstrukcí a svařovacích prvků.
Ze všech tří kategorií běžných uhlíkových ocelí jsou kovové konstrukce a díly vyráběny ve výrobním průmyslu a ve strojírenském průmyslu se slabou zátěží v případech, kdy je účinnost způsobena požadovanou tuhostí. Do železobetonových konstrukcí jsou investovány kovy ve formě výztuže. Z kategorií B a B se zhotovují svařované nosníky, rámy a kovové sestavy, které jsou pak pokryty cementovou maltou.
Středně uhlíkové skupiny s velkou bezpečností se používají pro kolejnice, kola železničních vozů, kladek, hřídelí a ozubených kol mechanických zařízení a strojů. Některé materiály této skupiny mohou být tepelně zpracovány.
Kvalitní ocelová uhlíková skupina používaná v lehce zatížených částech, jsou označena čísly od 05 do 85, udávajícími procentuální koncentraci uhlíku. Uhlíkaté materiály jsou oceli se zvýšeným obsahem manganu, které se vyznačují vysokou kalitelností. Změnou množství uhlíku, manganu a volbou vhodného způsobu tepelného zpracování se získají různé technologické a mechanické vlastnosti.
Nízké uhlíkové slitiny mají dobrou tvárnost při zpracování za studena, ale mají malou bezpečnost. Vyrábějí se ve formě plechů, materiál je měkký, snadno lisovaný, úseky, zde jsou cín a kov pro smaltované předměty pro domácnost. Když je ocel ve výrobě stmelena, zvyšuje se indikátor povrchové pevnosti, což umožňuje vyrábět ozubená kola s nízkým zatížením, vačky atd.
Střední uhlíkové kovy a podobné sloučeniny se zvýšeným procentem manganu se liší v průměrné síle, ale tažnost a houževnatost se snižuje. Podle podmínek práce náhradních dílů je stanovena metoda vyztužování ocelí ve formě normalizace, nízkého popouštění a vysokofrekvenčního kalení atd. Z nich jsou vyrobeny vysoce pevné drátky, pružiny, pružiny a zvýšené požadavky na odolnost proti opotřebení.
Zobrazení automatů
Tyto materiály jsou označeny písmenem A a čísly udávajícími koncentraci uhlíku v setinách procenta. Vedení dopingu přidává písmeno C za A. Zavedení selenu, manganu, teluru snižuje použití řezných nástrojů během zpracování. Stupeň zpracovatelnosti je také ovlivněn přidáním fosforu, síry a vápníku, který je zaveden ve formě silikonu do kapalné slitiny.
Obsah fosforu a síry snižuje kvalitu, síra snižuje antikorozní vlastnosti, sulfidy vedou k porušení homogenity kovu. Jsou vyrobeny z této třídy ocelových dílů složitého tvaru a povrchu, spojovacích prostředků, určených pro malé zatížení.
Typy slitin
Jedná se o kovy s obsahem legovacích přísad do 2, 5%. Písmenná označení značky zahrnují písmena označující konkrétní nečistoty a číslo za nimi označuje procentuální obsah prvku. Pokud je jeho obsah menší než 1, 5%, pak se k označení nepřidává žádná přísada.
Obsah uhlíku v této ocelové skupině je normalizován o 0, 1–0, 3% Hlavní vlastnosti po tepelném, chemickém zpracování a nízkém popouštění po kalení zahrnují:
- vysoká tvrdost materiálu na povrchu;
- snížená pevnost střední vrstvy a zvýšená viskozita.
Ocel se používá k výrobě strojních součástí a přístrojů určených pro práci s rázovými a proměnlivými zatíženími v podmínkách zvýšeného opotřebení.
Cementované materiály
Pro zlepšení tvrdosti, odolnosti při kontaktu, odolnosti proti opotřebení, kalitelnosti, chrómu, hořčíku a niklu, poslední prvek zvyšuje viskozitu a snižuje mez pevnosti za studena. Cementované kompozice jsou rozděleny do dvou skupin:
- střední pevnost s mezí kluzu menší než 700 MPa;
- vysoká pevnost se stejným indikátorem v rozsahu 700–1100 MPa.
Obsah přísad rozlišuje typy:
chromové sloučeniny a chrom vanadia cementovaný do hloubky menší než 1, 5 mm;- chromo-manganové sloučeniny zahrnují titan 0, 06%, mangan a chrom při 1%, mají zvláštní vnitřní oxidaci během cementace plynem, což vede ke snížení pevnostních charakteristik;
- slitiny chrom-nikl-molybden jsou zástupci martenzitické třídy a vyznačují se sníženým zkreslením vlivem kalení vzduchu, dotováním kovy vzácných zemin, které zvyšují kalitelnost, statickou pevnost a odolnost proti nárazu.
Pružinové pružiny
Díly pracují za podmínek pružné deformace a jsou vystaveny cyklickým zatížením, proto jsou oceli vyžadovány pro vysoké rychlosti tekutosti, tažnosti a odolnosti proti lomu. Struktura zahrnuje:
- mangan - méně než 1, 2%;
- křemík - méně než 2, 7%;
- vanad - až 0, 26%;
- chrom - do 1, 25%;
- Nikl - méně než 1, 75%;
- wolframu - méně než 1, 2%.
V procesu zpracování se zmenšují velikosti zrna, odpor kovu se zvyšuje. Pro výrobu v dopravě jsou obzvláště cenné silikonové slitiny, pokud technologie neumožňuje jejich oduhličování ve výrobě, pak materiálová odolnost zůstává na úrovni stanovených parametrů. Zavedení vanadu, chromu, vanadu, niklu pomáhá zpomalit nadměrný růst zrn během zahřívání a zvýšit kalitelnost. Vysoce uhlíkové dráty tažené za studena, austenitické nerezové oceli a martenzitické oceli s vysokým obsahem chromu jsou také vyráběny z pružin a dalších elastických prvků.
Nástrojová ocel
Pro zajištění spolehlivého provozu nástrojů musí mít ocel speciální vlastnosti, které se pro každou skupinu materiálů liší v závislosti na výrobě a technologii zavádění přísad.
Formy s kuličkovými ložisky
Při výrobě slitin se čistí nekovové nečistoty, použití technologie vakuového oblouku nebo přetavování elektrickým proudem snižuje pórovitost kovu. Při výrobě ložisek a jejich jednotek se používají chromové kuličkové ložiska s chromovými přísadami. Další doping se provádí s manganem a křemíkem, aby se zvýšila míra kalitelnosti. Aby mohly být díly vyráběny ražbou za studena a žíhání kovů je aplikováno na tvrdost.
Kalení dílů (válečky, kuličková ložiska a kroužky) se provádí v olejové lázni o teplotě 850-870 ° C, před uvolněním se chladí, aby byla zajištěna stabilita až 25 ° C. Protože ložiskové a podobné prvky během provozu vykazují silné dynamické zatížení, jsou vyrobeny z kovů s dalším tepelným zpracováním a cementací.
Nosit odolné druhy
Odolnost proti opotřebení se zvyšuje s rostoucí tvrdostí materiálu povrchu. Pro dlouhodobý provoz jsou tyto vlastnosti slitin důležité:
- odolnost vůči lomu při abrazivním tření;
- dlouhodobý provoz při vysokém tlaku a rázovém zatížení.
Kovy odolné proti opotřebení se používají při výrobě pásových drah, drticích desek, zařízení na drcení kamene, drcení líc. Práce v takových podmínkách je účinná díky vlastnostem ocelí, že v podmínkách plastické deformace za studena dosahují pevnosti a tvrdosti až 70%. Přidání fosforu o více než 0, 027% vede ke zvýšení křehkosti surovin za studena.
Litá ocel má austenitovou strukturu, ve které se na hranicích zrn uvolňuje nadbytečný karbid manganu, což vede ke snížení pevnosti a houževnatosti. Za účelem získání austenitické jednofázové struktury se předlitek zchladí ve vodném prostředí při teplotě asi 1100 ° C.
Odolný vůči korozi
Tyto materiály se používají pro výrobu prvků zařízení pracujících v podmínkách elektrochemické koroze, nazývají se nerezové. Odolnost proti korozi se vyvíjí po zavedení přísad vedoucích k tvorbě povrchových filmů s dobrou přilnavostí k kovu. Tyto vrstvy snižují přímou interakci ocelí s vnějšími dráždivými faktory a zvyšují potenciál v elektrochemickém prostředí.
Nerezové kovy se dělí na chrom-nikl a chrom. Chromové sloučeniny se používají pro plastové díly, které se vyrábějí lisováním a svařováním. Tento typ je rozdělen na feritické, martenziticko-feritické a martenzitické slitiny. Pro zvýšení odolnosti proti nárazům jsou kaleny v oleji při teplotě asi 1000 ° C za vysokých podmínek popouštění s teplotními indexy v rozsahu 600–800 ° C.
Žáruvzdorné slitiny
Používá se pro výrobu prvků pracujících při teplotách nad 500 ° C, nízkolegovaných směsí obsahujících až 0, 25% C a dalších legovacích přísad: chrom, wolfram, nikl. Kalení a normalizace se provádí v oleji při teplotě asi 890–1050 ° C. Oceli Perlit se používají k tomu, aby se díly vystavovaly tečení při nízkém zatížení, například parním topným trubkám, parním kotlům a spojovacím materiálům.