I vores tid er det simpelthen umuligt at forestille sig menneskelige aktiviteter uden at bruge produkterne fra den metallurgiske industri. Forskellige metaller og legeringer oversvømte bogstaveligt talt vores liv. Carbon stål, der har fundet sin aktive anvendelse i næsten alle industrier og felter, er ingen undtagelse. national økonomi. Dets egenskaber, formål og sammensætning vil blive drøftet i denne artikel.
definition
Så for det første angiver vi, at kulstål er en legering af jern og kulstof. Derudover bør indholdet af det sidste element ikke være mere end 2,14%. Hver for sig er det værd at overveje klassificeringen. Sådant stål kan deles med:
- struktur;
- produktionsmetode;
- grad af deoxidation;
- kvalitet;
- udnævnelse.
Alt dette vil blive drøftet nedenfor.
Legering struktur
Kulstål sker:
- hypereutektoid (kulstofindhold er mindre end 0,8%);
- eutektoid (kulstof har en koncentration på 0,8%);
- hypereutektoid (carbon mere end 0,8%).
Denne graduering giver dig mulighed for at bestemme egenskaber ved kulstofstål.
Produktionsmetoder
Absolut ethvert stål er oprindeligt baseret på støbejern, som derefter forarbejdes ved hjælp af en speciel teknologi. Kulstål kan fremstilles ved tre hovedmetoder:
- konvertering smeltning;
- smeltning af åben ildsted;
- elektrotermisk behandling.
Produktionen af stål i konverteren sker ved at sprænge smeltet jern med ilt under tryk. Selve omformeren er en pæreformet ovn foret indefra med en særlig ildfast mursten. Afhængigt af hvilket murværk (dinas SiO2 eller dolomitmassen af CaO og MgO) er inde i konverteren, denne metode er opdelt i Bessemer og Thomas.
Fremstillingen af stål i en ovn med åben ild reduceres til forbrænding af kulstof fra støbejern med ilt, der ikke kun er i luften, men også i jernoxider, der kommer ind i ovnen i form af skrotmetal og jernmalm.
Åben ildsmetode involverer i modsætning til konverteringsmetoden styring af den kemiske sammensætning af det færdige produkt ved udløbet ved at indføre metalkomponenter i den krævede andel. På trods af dens fordele er åbenhærdemetoden til produktion af stål desværre ikke længere relevant i dag på grund af dens teknologiske bagudvendelse og for mange skadelige emissioner til miljøet.
I elektrotermiske ovne produceres stål af højeste kvalitet. Dette er muligt på grund af det faktum, at næsten ingen luft kommer ind i ovnen udefra. På grund af dette dannes skadeligt jernmonoxid næsten ikke, det reducerer stålets egenskaber og forurener det. Derudover falder temperaturen i ovnen ikke under 1650 ° C, hvilket igen giver dig mulighed for at fjerne uønskede urenheder i form af fosfor og svovl.
Afgiften for sådanne ovne kan være anderledes: støbejern kan dominerer i mængde, men nogle gange udgør metalskrot det meste af det. Det er også muligt at legere stål med meget ildfaste materialer - wolfram og molybdæn. Måske er den eneste markante ulempe ved denne metode til stålproduktion dens energiintensitet, da der kan produceres op til 800 kW / h pr. Ton smeltet masse.
Kemiske komponenter
Sammensætningen af kulstofstål er værd at overveje mere detaljeret. Vi påpeger kulstof først. Det er dette element, der har en direkte effekt på stålets styrke og hårdhed: jo mere det er, jo højere er ovennævnte egenskaber, mens duktiliteten reduceres.
Mangan og silicium er ikke de komponenter, der har en betydelig indflydelse på stålets egenskaber. I smelteprocessen introduceres de med henblik på spaltning.
Svovl betragtes som en ekstremt skadelig urenhed. På grund af det bliver stål sprødt under dens behandling til forvarmningstryk. Svovl reducerer også styrke, slidstyrke og korrosion.
Fosfor fører til kold skørhed - skørhed ved lave temperaturer.
Ferrit introducerer en blød og plastisk mikrostruktur i stålet. Dets modpode er cementit - jerncarbid, der øger hårdheden.
Typer af varmebehandling
Kulstål, hvis anvendelse næsten er overalt, hvor en person udfører sit liv, er i stand til at ændre deres mekaniske egenskaber markant. For at gøre dette bør varmebehandling udføres, hvis betydning er at ændre stålets struktur under opvarmning, ældning og efterfølgende afkøling på basis af et specielt regime.
Der er sådanne typer varmebehandling:
- Udglødning - reducerer hårdhed og sliber korn, øger bearbejdelighed, sejhed og duktilitet, reducerer indre belastninger, eliminerer strukturelle heterogeniteter.
- Normalisering - korrigerer strukturen af overophedet og støbt stål, eliminerer det sekundære cementitnetværk i hypereutektoid stål.
- Quenching - giver dig mulighed for at få den højeste hårdhed og styrke.
- Vacation.
Differentiering som bestemt
Kulstål er opdelt i to store grupper:
- værktøj;
- strukturelle (skelne mellem almindelige sorter af høj kvalitet og automatiske sorter).
Almindelige stål er mærket med bogstaverne "St" og et tal fra 0 til 6. Alle stål med et brandnummer fra 1 til 4 er produceret kogende, semikalust og roligt. Numrene 5 og 6 kan kun være rolige eller semi-rolige. Derudover er disse stål inddelt i tre store grupper: A, B, C.
- Gruppe A. Jo højere antal i stålmærket er, desto større er styrken.
- Gruppe B. Med stigende antal stiger kulstofindholdet.
- Gruppe B. Mekaniske egenskaber svarer til gruppe A, den kemiske sammensætning svarer til gruppe B med samme antal.
De mest almindelige typer konstruktion er St1 og St2. Det er disse mærker, der er involveret i oprettelsen af reservoirer, rørledninger, søjler. St3 og St 4 er relevante for konstruktion af konstruktioner, og der fremstilles også armering til armeret beton. GOST 380-2005 carbonstål er grundlaget for plader, runde, I-bjælke og kanalstål.
Stål i høj kvalitet er kendetegnet ved billighed og kvalitet. Mærk dem som følger: fra 08 til 85 med præfikset i slutningen af "PS" (semi-stille), "SP" (rolig), "KP" (kogende). Tallene angiver kulstofkoncentration i hundrededele af en procent.
Værktøjsstål bruges til fremstilling af tre hovedgrupper af værktøjer: skæring, måling, stempling. Tallene på etiketten angiver kulstofindholdet i en tidels procent.
Kemisk eksponering
Kul- og legeringsstål kan være genstand for særlige behandlinger.
En af dem er cementering - en proces, der repræsenterer diffusionsmætning af overfladelaget af stål med kulstof, når det opvarmes i et passende medium. Det endelige mål med operationen er at opnå høj overfladehårdhed og slidstyrke med en viskøs kerne. Cementering kan også forekomme i en fast karburator, der er en blanding af trækul og kuldioxid.
Stålnitrering er en proces, der består i diffusionsmætning af overfladelaget af stål med nitrogen. Denne procedure udføres i en atmosfære af ammoniak ved en temperatur i området 500-700 grader celsius. Nitriding udføres for at opnå overfladen af delen, der er modstandsdygtig over for slid og korrosion og har stor hårdhed.
Borirovanie - det øverste stållag er mættet med bor. Dette gøres for at øge slidstyrke, varmemodstand og hårdhed.
For at opnå varmebestandige overflader bruges aliasering - mætning af stål med aluminium.
Legeringer af kulstofstålkvaliteter
Denne store gruppe er opdelt i konstruktion, værktøj og stål med specielle kvaliteter. De første bruges til fremstilling af gear, bøsninger, stender og dele, der arbejder under ekstremt vanskelige belastende forhold. Derudover inkluderer denne gruppe fjeder-fjeder og kugleleje stål.
Skære- og måleværktøjer er lavet af værktøjsstål.
Det beskrevne materiales særlige egenskaber manifesteres i dets skala og varmebestandighed. Rustfrie kvaliteter kan også inkluderes her.
konklusion
Som du allerede tydeligt har forstået fra det foregående, er et af de mest efterspurgte materialer i dag kulstofstål (dens formål har en bred vifte). Det er et relativt billigt grundlag for oprettelsen af mange maskiner, mekanismer, dele, strukturer, bygninger, strukturer og generelt meget af det, der omgiver os. Verdensledere inden for stålproduktion kaldes nu Kina, Japan, Tyskland, De Forenede Stater. Det er disse lande, der sætter tonen i metallurgien på planeten.
