Mūsų laikais tiesiog neįmanoma įsivaizduoti žmogaus veiklos, nenaudojant metalurgijos pramonės gaminių. Įvairūs metalai ir lydiniai pažodžiui užplūdo mūsų gyvenimą. Anglies plienas, kuris aktyviai naudojamas beveik visose pramonės šakose ir srityse, nėra išimtis. šalies ekonomika. Jo savybės, paskirtis ir sudėtis bus aptariamos šiame straipsnyje.
Apibrėžimas
Taigi, pirmiausia mes nurodome, kad anglies plienas yra geležies ir anglies lydinys. Be to, paskutinio elemento kiekis turėtų būti ne didesnis kaip 2,14%. Atskirai verta apsvarstyti klasifikaciją. Tokį plieną galima padalyti iš:
- struktūra;
- gamybos būdas;
- deoksidacijos laipsnis;
- kokybė;
- paskirties vieta.
Visa tai bus aptarta toliau.
Lydinio struktūra
Anglies plienas atsitinka:
- hipereutektoidas (anglies kiekis yra mažesnis nei 0,8%);
- eutektoidas (anglies koncentracija yra 0,8%);
- hipereutektoidas (anglies daugiau kaip 0,8%).
Ši gradacija leidžia nustatyti anglies plieno savybes.
Gamybos būdai
Iš pradžių bet koks plienas iš pradžių yra ketaus pagrindu, kuris vėliau yra apdorojamas naudojant specialią technologiją. Anglies plieną galima sukurti trimis pagrindiniais būdais:
- keitiklio lydymas;
- lydymasis atviroje vietoje;
- elektroterminis gydymas.
Plienas gaminamas keitiklyje pūtant išlydytą geležį deguonimi esant slėgiui. Pats keitiklis yra kriaušės formos krosnis, iš vidaus išklota specialia ugniai atspariomis plytomis. Priklauso nuo mūro (dinas SiO2 arba CaO ir MgO dolomito masė) yra keitiklio viduje, šis metodas skirstomas į Bessemerį ir Thomasą.
Plieno paruošimas atviros ugnies krosnyje yra sumažinamas iki deginant anglį iš ketaus kartu su deguonimi, kuris yra ne tik ore, bet ir geležies oksidais, kurie patenka į krosnį metalo laužo ir geležies rūdos pavidalu.
Atvirosios ugnies metodas, skirtingai nei keitiklio metodas, apima gatavo produkto cheminės sudėties kontrolę išleidimo angoje, įvedant reikiamą kiekį metalinių komponentų. Deja, nepaisant pranašumų, atviras plieno gamybos būdas šiandien nebeaktualus dėl jo technologinio atsilikimo ir per daug kenksmingų teršalų į aplinką.
Elektroterminėse krosnyse gaminamas aukščiausios kokybės plienas. Tai įmanoma dėl to, kad iš išorės į krosnį beveik nepatenka oras. Dėl to kenksmingas geležies monoksidas beveik nesusidaro, būtent jis sumažina plieno savybes ir jį užteršia. Be to, temperatūra krosnyje nenukrinta žemiau 1650 ° C, o tai, savo ruožtu, leidžia pašalinti nepageidaujamus nešvarumus fosforo ir sieros pavidalu.
Tokių krosnių mokestis gali būti skirtingas: daugiausia gali būti ketaus, tačiau kartais metalo laužas sudaro didžiąją dalį. Taip pat galima legiruoti plieną iš labai ugniai atsparių medžiagų - volframo ir molibdeno. Ko gero, vienintelis reikšmingas šio plieno gamybos būdo trūkumas yra jo energijos intensyvumas, nes vienai tonai lydytos masės galima pagaminti iki 800 kW / h.
Cheminiai komponentai
Anglies plieno sudėtį verta išnagrinėti išsamiau. Pirmiausia pažymime anglį. Būtent šis elementas daro tiesioginį poveikį plieno stiprumui ir kietumui: kuo jis didesnis, tuo aukščiau išvardytos charakteristikos, tuo tarpu sumažėja elastingumas.
Manganas ir silicis nėra tie komponentai, kurie daro didelę įtaką plieno savybėms. Lydymosi procese jie įvedami skilimo tikslais.
Siera laikoma ypač kenksminga priemaiša. Dėl to, apdorojant slėgį prieš kaitinimą, plienas tampa trapus. Siera taip pat sumažina stiprumą, atsparumą dilimui ir korozijai.
Fosforas sukelia šaltą trapumą - trapumą žemoje temperatūroje.
Feritas į plieną įveda minkštą ir plastinę mikrostruktūrą. Jo antipodas yra cementitas - geležies karbidas, kuris padidina kietumą.
Šiluminio apdorojimo tipai
Anglies plienas, kurio naudojimas yra įmanomas beveik visur, kur žmogus gyvena, sugeba žymiai pakeisti jų mechanines savybes. Tam reikia atlikti terminį apdorojimą, kurio paskirtis - pakeisti specialų režimą plieno struktūrą kaitinant, sendinant ir vėliau aušinant.
Yra tokie terminio apdorojimo tipai:
- Atkaitinimas - sumažina kietumą ir susmulkina grūdus, padidina darbingumą, tvirtumą ir lankstumą, sumažina vidinius įtempius, pašalina struktūrinius nevienalytiškumus.
- Normalizavimas - pataiso perkaitinto ir lietinio plieno struktūrą, pašalina antrinį cementito tinklą hipereutektoidiniame pliene.
- Grūdinimas - leidžia pasiekti didžiausią kietumą ir stiprumą.
- Atostogos
Diferenciacija, kaip numatyta
Anglies plienas yra padalintas į dvi dideles grupes:
- instrumentinis;
- struktūrinės (atskirti paprastas, aukštos kokybės ir automatines veisles).
Įprasti plienai žymimi raidėmis „St“ ir skaičiumi nuo 0 iki 6. Visi plienai, kurių prekės ženklo numeris yra nuo 1 iki 4, gaminami verdantys, pusiau ramūs ir ramūs. Skaičiai 5 ir 6 gali būti ramūs arba pusiau ramūs. Be to, šie plienai yra suskirstyti į tris dideles grupes: A, B, C.
- A grupė. Kuo didesnis plieno žymėjimo skaičius, tuo stipresnis.
- B grupė. Didėjant skaičiui, anglies kiekis didėja.
- B grupė. Mechaninės savybės atitinka A grupę, cheminė sudėtis atitinka to paties skaičiaus B grupę.
Dažniausiai naudojamos St1 ir St2 konstrukcijos. Būtent šie prekės ženklai yra susiję su rezervuarų, vamzdynų, kolonų kūrimu. St3 ir St 4 yra svarbūs statant konstrukcijas, taip pat iš jų gaminamas armatūra gelžbetoniui. GOST 380-2005 anglinis plienas yra lakštinio, apvaliojo, sijos ir kanalo plieno pagrindas.
Aukštos kokybės plienas pasižymi pigumu ir kokybe. Pažymėkite juos taip: nuo 08 iki 85 su priešdėliu „PS“ (pusiau tyliai), „SP“ (ramus), „KP“ (virimas) pabaigoje. Skaičiai rodo anglies koncentraciją procento šimtosiomis dalimis.
Įrankių plienas naudojamas gaminti tris pagrindines įrankių grupes: pjaustyti, matuoti, štampuoti. Skaičiai etiketėje nurodo anglies kiekį procentais dešimtosiomis dalimis.
Cheminis poveikis
Anglies ir legiruotasis plienas gali būti specialiai apdorotas.
Vienas iš jų yra cementavimas - procesas, kuris parodo paviršiaus plieno sluoksnio difuzinį prisotinimą anglimi, kai jis kaitinamas tinkamoje terpėje. Pagrindinis operacijos tikslas - pasiekti klampią šerdį, kad būtų užtikrintas didelis paviršiaus kietumas ir atsparumas dilimui. Cementavimas gali vykti ir kietajame karbiuratoriuje, kuris yra medžio anglies ir anglies dioksido mišinys.
Plieno nitridinimas yra procesas, kurį sudaro paviršinio plieno sluoksnio difuzinis prisotinimas azotu. Ši procedūra atliekama amoniako atmosferoje, esant 500–700 laipsnių Celsijaus temperatūrai. Nitrinimas atliekamas norint gauti detalės paviršių, kuris būtų atsparus dilimui ir korozijai ir būtų labai kietas.
Borirovanie - viršutinis plieno sluoksnis yra prisotintas boro. Tai daroma siekiant padidinti atsparumą dilimui, atsparumą karščiui ir kietumą.
Taip pat norint gauti karščiui atsparius paviršius, naudojamas pseudonimas - plieno prisotinimas aliuminiu.
Lengvojo lydinio anglinio plieno rūšys
Ši didelė grupė yra padalinta į konstrukcinius, įrankinius ir plieninius, pasižyminčius ypatingomis savybėmis. Pirmieji naudojami krumpliaračių, įvorių, smeigių ir dalių, veikiančių ypač sunkiomis stresinėmis sąlygomis, gamyboje. Be to, šiai grupei priklauso spyruokliniai ir rutuliniai plienai.
Pjovimo ir matavimo įrankiai gaminami iš įrankių plienų.
Ypatingos aprašytos medžiagos savybės pasireiškia jos dydžiu ir atsparumu karščiui. Čia taip pat gali būti nerūdijančio plieno gaminiai.
Išvada
Kaip jūs jau akivaizdžiai supratote iš to, kas pasakyta, viena iš geidžiamiausių medžiagų šiandien yra anglinis plienas (jo paskirtis turi platų pasirinkimą). Tai yra palyginti nebrangus pagrindas sukurti daugybę mašinų, mechanizmų, dalių, konstrukcijų, pastatų, konstrukcijų ir apskritai daug kas, kas mus supa. Pasaulio plieno gamybos lyderiais dabar vadinama Kinija, Japonija, Vokietija, JAV. Būtent šios šalys nustatė metalurgijos toną planetoje.
