Keluli karbon: komposisi, sifat, GOST, tujuan, permohonan

Pada zaman kita, adalah mustahil untuk membayangkan aktiviti manusia tanpa penggunaan produk-produk metalurgi. Pelbagai logam dan aloi secara harfiah membanjiri kehidupan kita. Keluli karbon, yang telah menemui aplikasi aktifnya dalam hampir semua industri dan ladang, tidak terkecuali. ekonomi negara. Ciri, tujuan dan komposisinya akan dibincangkan dalam artikel ini.

Definisi

Jadi, pertama sekali, kami menunjukkan bahawa keluli karbon adalah satu aloi besi dan karbon. Selain itu, kandungan unsur terakhir harus tidak lebih daripada 2.14%. Secara berasingan, adalah sepatutnya mempertimbangkan klasifikasi. Keluli tersebut boleh dibahagikan dengan:

• struktur;
• kaedah pengeluaran;
• tahap pengoksidaan;
• kualiti;
• destinasi.

Semua ini akan dibincangkan di bawah.

Struktur aloi

Keluli karbon berlaku:

• hypereutectoid (kandungan karbon kurang daripada 0.8%);
• eutectoid (karbon mempunyai kepekatan 0.8%);
• hypereutectoid (karbon lebih daripada 0.8%).

Penggredan ini membolehkan anda menentukan sifat keluli karbon.

Kaedah pengeluaran

Benar-benar mana-mana keluli pada mulanya berasaskan besi tuang, yang kemudian diproses menggunakan teknologi khas. Keluli karbon boleh diwujudkan dengan tiga kaedah utama:

• peleburan penukar;
• pencairan terbuka;
• rawatan electrothermal.

Pengeluaran keluli dalam penukar berlaku dengan meniup besi lebur dengan oksigen di bawah tekanan. Penukar itu sendiri adalah ketuhar berbentuk pir berbentuk dari bahagian dalam dengan bata refraktori khas. Bergantung pada batu mana (dinas SiO₂ atau massa dolomit CaO dan MgO) berada di dalam penukar, kaedah ini dibahagikan kepada Bessemer dan Thomas.

Penyediaan keluli di relau terbuka untuk mengurangkan karbon dari besi tuang dengan oksigen, yang tidak hanya di udara, tetapi juga di dalam oksida besi, yang memasuki relau dalam bentuk besi dan bijih besi.

Kaedah terbuka, tidak seperti kaedah penukar, melibatkan mengawal komposisi kimia produk siap di outlet dengan memperkenalkan komponen logam dalam perkadaran yang diperlukan. Malangnya, walaupun kelebihannya, kaedah keluaran terbuka untuk menghasilkan keluli tidak lagi relevan hari ini disebabkan oleh kemunduran teknologi dan terlalu banyak pelepasan berbahaya ke alam sekitar.

Dalam relau elektromagnet, keluli berkualiti tinggi dihasilkan. Ini mungkin disebabkan oleh hakikat bahawa hampir tiada udara memasuki relau dari luar. Disebabkan ini, monoksida besi yang berbahaya hampir tidak terbentuk, iaitu, ia mengurangkan sifat keluli dan mencemarkannya. Di samping itu, suhu dalam relau tidak jatuh di bawah 1650 ° C, yang pada gilirannya membolehkan anda membuang kekotoran yang tidak diingini dalam bentuk fosforus dan belerang.

Tuduhan untuk relau seperti ini boleh berbeza: besi tuang boleh mendominasi dalam kuantiti, tetapi kadang-kadang sekerap logam menyusun sebahagian besarnya. Ia juga mungkin untuk keluli aloi dengan bahan-bahan yang sangat tahan api - tungsten dan molibdenum. Mungkin satu-satunya kelemahan utama kaedah pengeluaran keluli ini ialah keamatan tenaganya, kerana sehingga 800 kW / h boleh dihasilkan setiap satu ton jisim peleburan.

Komponen kimia

Komposisi keluli karbon bernilai dipertimbangkan dengan lebih terperinci. Kami menunjukkan karbon terlebih dahulu. Ia adalah elemen yang mempunyai kesan langsung ke atas kekuatan dan kekerasan keluli: semakin banyak ciri-ciri di atas, manakala kemuluran dikurangkan.

Mangan dan silikon bukanlah komponen-komponen yang mempunyai kesan yang signifikan terhadap sifat keluli. Dalam proses peleburan, mereka diperkenalkan untuk tujuan belahan.

Sulfur dianggap sebagai kekotoran yang sangat berbahaya. Oleh itu, keluli menjadi rapuh semasa rawatan tekanan pra-pemanasan. Sulfur juga mengurangkan kekuatan, ketahanan terhadap pakai dan kakisan.

Fosforus membawa kepada kelembutan sejuk - kelembutan pada suhu rendah.

Ferrite memperkenalkan mikrostruktur lembut dan plastik ke dalam keluli. Antipodenya adalah simentit - karbida besi yang meningkatkan kekerasan.

Jenis rawatan haba

Keluli karbon, penggunaan yang mungkin hampir di mana-mana di mana seseorang menjalankan hidupnya, dapat mengubah sifat mekanik mereka dengan ketara. Untuk melakukan ini, rawatan haba perlu dilakukan, yang bermaksud untuk mengubah struktur keluli semasa pemanasan, penuaan dan penyejukan berikutnya berdasarkan rejim khas.

Terdapat jenis rawatan haba seperti:

• Annealing - mengurangkan kekerasan dan grinds bijirin, meningkatkan kebolehpasaran, keliatan dan kemuluran, mengurangkan tekanan dalaman, menghapuskan heterogen struktur.
• Normalisasi - membetulkan struktur superheated dan cast steel, menghilangkan rangkaian simentit sekunder dalam keluli hypereutectoid.
• Quenching - membolehkan anda mendapatkan kekerasan dan kekuatan tertinggi.
• Percutian

Pembezaan seperti yang dimaksudkan

Keluli karbon dibahagikan kepada dua kumpulan besar:

• instrumental;
• struktur (membezakan jenis biasa, berkualiti tinggi dan automatik).

Keluli biasa ditandakan dengan huruf "St" dan nombor dari 0 hingga 6. Semua keluli dengan nombor jenama dari 1 hingga 4 dihasilkan mendidih, separa tenang dan tenang. Bilangan 5 dan 6 hanya boleh tenang atau separa tenang. Di samping itu, keluli ini terbahagi kepada tiga kumpulan besar: A, B, C.

• Kumpulan A. Semakin tinggi bilangan dalam penanda keluli, semakin besar kekuatannya.
• Kumpulan B. Dengan peningkatan jumlah, kandungan karbon meningkat.
• Kumpulan B. Ciri-ciri mekanikal sesuai dengan kumpulan A, komposisi kimia sepadan dengan kumpulan B dari nombor yang sama.

Jenis pembinaan yang paling biasa digunakan ialah St1 dan St2. Ia adalah jenama-jenama yang terlibat dalam penciptaan takungan, saluran paip, lajur. St3 dan St 4 adalah relevan untuk pembinaan struktur, dan juga tetulang untuk konkrit bertetulang dibuat dari mereka. Keluli karbon GOST 380-2005 adalah asas untuk lembaran, bulat, balok dan keluli saluran.

Keluli berkualiti tinggi dicirikan oleh murah dan berkualiti. Labelkannya seperti berikut: dari 08 hingga 85 dengan awalan di hujung "PS" (separuh senyap), "SP" (tenang), "KP" (mendidih). Angka-angka menunjukkan kepekatan karbon dalam seratus peratus.

Keluli alat digunakan untuk pembuatan tiga kumpulan utama alat: memotong, mengukur, dicop. Nombor dalam label menandakan kandungan karbon dalam sepersepuluh peratus.

Pendedahan kimia

Keluli karbon dan aloi mungkin tertakluk kepada rawatan khas.

Salah satunya ialah penyekatan - satu proses yang mewakili tepu penyebaran lapisan permukaan keluli dengan karbon apabila dipanaskan dalam medium yang sesuai. Matlamat utama operasi ini adalah untuk mendapatkan kekerasan permukaan yang tinggi dan rintangan haus dengan teras likat. Penyinaran juga boleh berlaku dalam karburetor pepejal, yang merupakan campuran arang dan karbon dioksida.

Nitrida keluli adalah proses yang terdiri dalam tepu penyebaran lapisan permukaan keluli dengan nitrogen. Prosedur ini dijalankan dalam suasana ammonia pada suhu di antara 500-700 darjah Celsius. Nitriding dijalankan untuk mendapatkan permukaan bahagian, yang tahan terhadap pakai dan kakisan dan mempunyai kekerasan yang hebat.

Borirovanie - lapisan atas keluli adalah tepu dengan boron. Ini dilakukan untuk meningkatkan rintangan haus, rintangan haba dan kekerasan.

Selain itu, untuk mendapatkan permukaan tahan panas, aliasing digunakan - tepu keluli dengan aluminium.

Aloi keluli karbon

Kumpulan besar ini dibahagikan kepada struktur, alat dan keluli dengan kualiti istimewa. Yang pertama digunakan untuk pembuatan gear, bushings, kancing dan bahagian yang beroperasi dalam keadaan tekanan yang sangat sukar. Di samping itu, kumpulan ini termasuk keluli spring-spring dan bebola galas.

Alat memotong dan mengukur dibuat dari keluli alat.

Kualiti istimewa bahan yang dijelaskan ditunjukkan dalam skala dan rintangan haba. Gred tahan karat juga boleh disertakan di sini.

Kesimpulannya

Seperti yang anda sudah jelas difahami dari yang tersebut di atas, salah satu bahan yang paling dicari hari ini adalah keluli karbon (tujuannya mempunyai pelbagai). Ia adalah asas yang agak murah untuk penciptaan banyak mesin, mekanisme, bahagian, struktur, bangunan, struktur, dan secara umum banyak yang mengelilingi kita. Para pemimpin dunia dalam pengeluaran keluli kini dipanggil China, Jepun, Jerman, Amerika Syarikat. Ia adalah negara-negara yang menetapkan nada dalam metalurgi di planet ini.