У наше време је једноставно немогуће замислити људске активности без употребе производа металуршке индустрије. Разни метали и легуре буквално су преплавили наше животе. Угљенични челик, који је своју активну примјену нашао у готово свим индустријама и областима, није изузетак. национална економија. Његова својства, сврха и састав биће дискутовани у овом чланку.
Дефиниција
Дакле, прво показујемо да је угљенични челик легура гвожђа и угљеника. Штавише, садржај последњег елемента не сме бити већи од 2,14%. Засебно је вредно размотрити класификацију. Такав челик се може поделити са:
- структура;
- начин производње;
- степен деоксидације;
- квалитет;
- одредиште.
О свему томе ће бити речи у наставку.
Структура легуре
Карбонски челик се дешава:
- хипереутектоидни (садржај угљеника је мањи од 0,8%);
- еутектоид (концентрација угљеника 0,8%);
- хипереутектоид (угљен више од 0,8%).
Ова градација вам омогућава да одредите својства угљеничног челика.
Методе производње
Апсолутно сваки челик се у почетку заснива на ливеном гвожђу, које се накнадно обрађује посебном технологијом. Угљен челик може се створити три главне методе:
- топљење претварача;
- топљење на отвореном огњишту;
- електротермални третман.
Производња челика у претварачу настаје пухањем растопљеног гвожђа кисеоником под притиском. Сам претварач је пећ у облику крушке, изнутра обложена посебном ватросталном опеком. Зависно од зидања (динас СиО)2 или је доломитна маса ЦаО и МгО) унутар конвертера, ова метода се дели на Бессемер и Тхомас.
Припрема челика у отвореној пећи своди се на сагоревање угљеника из ливеног гвожђа са кисеоником, који није само у ваздуху, већ и у оксидима гвожђа, који у пећ улазе у облику отпадака и руде гвожђа.
Метода отвореног огњишта, за разлику од методе конвертора, укључује контролу хемијског састава готовог производа на излазу увођењем металних компоненти у потребном удјелу. Нажалост, и поред својих предности, метода производње челика данас више није релевантна због технолошке заосталости и превелике штетне емисије у околиш.
У електротермалним пећима производи се челик најквалитетнијег квалитета. То је могуће због чињенице да из пећи извана скоро не улази ваздух. Због тога се готово не ствара штетни гвожђе моноксид, наиме, смањује својства челика и загађује га. Поред тога, температура у пећи не пада испод 1650 ° Ц, што вам са друге стране омогућава уклањање нежељених нечистоћа у облику фосфора и сумпора.
Наплата за такве пећи може бити различита: ливено гвожђе може преовлађивати у количини, али понекад метални отпад чини већину. Такође је могуће легирање челика са врло ватросталним материјалима - волфрамом и молибденом. Можда је једини значајан недостатак ове методе производње челика његов енергетски интензитет, јер се може произвести до 800 кВ / х по тони топљене масе.
Хемијске компоненте
Састав угљеничног челика вреди размотрити детаљније. Прво истичемо угљеник. Управо овај елемент има директан утицај на чврстоћу и тврдоћу челика: што је више, то су веће горње карактеристике, док је дуктилност смањена.
Манган и силицијум нису оне компоненте које имају значајан утицај на својства челика. У процес топљења уводе се ради цијепања.
Сумпор се сматра изузетно штетном нечистоћом. Због тога челик постаје крхак током третмана притиском пред загревањем. Сумпор такође смањује чврстоћу, отпорност на хабање и корозију.
Фосфор доводи до хладне крхкости - крхкости на ниским температурама.
Ферит уноси меку и пластичну микроструктуру у челик. Његов антипод је цементит - железов карбид који повећава тврдоћу.
Врсте термичке обраде
Угљенични челици, чија је употреба могућа скоро свуда где човек спроводи свој живот, у стању су да значајно измене своја механичка својства. Да бисте то учинили, потребно је извршити термичку обраду чија је значења промена структуре челика током загревања, старења и каснијег хлађења на основу посебног режима.
Постоје такве врсте термичке обраде:
- Жгарење - смањује тврдоћу и млеве зрна, повећава обрадивост, жилавост и дуктилност, смањује унутрашња напрезања, елиминише структурне хетерогености.
- Нормализација - исправља структуру прегрејаног и ливеног челика, елиминише секундарну мрежу цементита у хипереутектоидном челику.
- Каљење - омогућава вам највећу тврдоћу и чврстоћу.
- Одмор
Диференцијација како је планирано
Угљени челик је подељен у две велике групе:
- инструментал;
- структурални (разликују обичне, висококвалитетне и аутоматске сорте).
Обични челици су обележени словима "Ст" и бројем од 0 до 6. Сви челици са робним бројем од 1 до 4 производе се кључајуће, полу-смирено и смирено. Бројеви 5 и 6 могу бити само мирни или полу-мирни. Поред тога, ови челици су подељени у три велике групе: А, Б, Ц.
- Група А. Што је већи број ознака челика, већа је и чврстоћа.
- Група Б. Са повећањем броја, садржај угљеника расте.
- Група Б. Механичка својства одговарају групи А, хемијски састав одговара групи Б истог броја.
Најчешћи типови конструкција који се користе су Ст1 и Ст2. Управо су ове марке укључене у стварање резервоара, цевовода, стубова. Ст3 и Ст 4 су важни за изградњу конструкција, а од њих се прави и арматура за армирани бетон. Угљенични челик ГОСТ 380-2005 је основа за челичне лимове, округле, И-греде и канале.
Висококвалитетни челици одликују се јефтиноћом и квалитетом. Означите их на следећи начин: од 08 до 85 са префиксом на крају „ПС“ (полу-тихо), „СП“ (мирно), „КП“ (кључање). Бројеви показују концентрацију угљеника у стотинкама процента.
Челици алата користе се за израду три главне групе алата: сечење, мерење, жигосање. Бројеви на етикети укажу на садржај угљеника у десетинама процента.
Хемијска изложеност
Карбонски и легирани челици могу бити подложни посебним третманима.
Један од њих је цементација - поступак који представља дифузијско засићење површинског слоја челика угљеном када се загрева у одговарајућем медијуму. Крајњи циљ операције је постизање високе површинске тврдоће и отпорности на хабање са вискозним језгром. Цементација се такође може појавити у чврстом карбуратору, који је мешавина дрвеног угља и угљен диоксида.
Нитронирање челика је поступак који се састоји у дифузијском засићењу површинског слоја челика азотом. Овај поступак се изводи у атмосфери амонијака при температури у опсегу од 500-700 степени Целзијуса. Нитрирање се врши тако да се добије површина дела која је отпорна на хабање и корозију и има велику тврдоћу.
Борирование - горњи слој челика засићен је бором. То се ради да би се повећала отпорност на хабање, отпорност на топлоту и тврдоћу.
Такође, за добијање површина отпорних на топлоту, користи се стварање подметања - засићење челиком алуминијумом.
Класе легираног угљеничног челика
Ова велика група је подељена на конструкцијске, алатне и челичне с посебним особинама. Први се користе за израду зупчаника, водилица, носача и делова који раде у изузетно тешким стресним условима. Поред тога, у ову групу спадају челици са опругом-опругом и кугличним лежајевима.
Алат за сечење и мерење израђује се од челика алата.
Посебне особине описаног материјала се манифестују у његовој скали и отпорности на топлоту. Овде се могу укључити и нехрђајући производи.
Закључак
Као што сте већ очигледно схватили из претходног, један од најтраженијих материјала данас је угљени челик (његова намена има широк спектар). То је релативно јефтина основа за стварање многих машина, механизама, делова, конструкција, зграда, конструкција и уопште много онога што нас окружује. Светски лидери у производњи челика сада се називају Кина, Јапан, Немачка, Сједињене Државе. Управо те земље постављају тон у металургији на планети.
