เหล็กกล้าคาร์บอน: องค์ประกอบคุณสมบัติ GOST วัตถุประสงค์การนำไปใช้งาน

ในช่วงเวลาของเรามันเป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการถึงกิจกรรมของมนุษย์โดยไม่ใช้ผลิตภัณฑ์ของอุตสาหกรรมโลหะ โลหะและโลหะผสมชนิดต่าง ๆ ส่งผลกระทบต่อชีวิตของเราอย่างแท้จริง เหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งพบแอปพลิเคชั่นที่ใช้งานอยู่ในเกือบทุกอุตสาหกรรมและทุกสาขาก็ไม่มีข้อยกเว้น เศรษฐกิจของประเทศ คุณสมบัติวัตถุประสงค์และองค์ประกอบของมันจะกล่าวถึงในบทความนี้

คำนิยาม

อย่างแรกเลยเราระบุว่าเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน ยิ่งกว่านั้นเนื้อหาขององค์ประกอบสุดท้ายไม่ควรเกิน 2.14% แยกเป็นมูลค่าการพิจารณาประเภท เหล็กดังกล่าวสามารถแบ่งได้โดย:

• โครงสร้าง
• วิธีการผลิต
• ระดับของ deoxidation
• คุณภาพ;
• การแต่งตั้ง

ทั้งหมดนี้จะกล่าวถึงด้านล่าง

โครงสร้างโลหะผสม

เหล็กกล้าคาร์บอนเกิดขึ้น:

• hypereutectoid (ปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.8%)
• eutectoid (คาร์บอนมีความเข้มข้น 0.8%)
• hypereutectoid (คาร์บอนมากกว่า 0.8%)

การไล่ระดับสีนี้ช่วยให้คุณกำหนดคุณสมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอน

วิธีการผลิต

แน่นอนว่าเหล็กทุกชนิดนั้นเริ่มต้นจากเหล็กหล่อซึ่งผ่านกระบวนการแปรรูปด้วยเทคโนโลยีพิเศษ เหล็กกล้าคาร์บอนสามารถสร้างขึ้นได้ด้วยสามวิธีหลัก:

• การหลอมตัวแปลง
• เตาหลอมแบบเปิด
• การรักษาด้วยไฟฟ้า

การผลิตเหล็กในเครื่องแปลงเกิดขึ้นโดยการเป่าเหล็กหลอมเหลวด้วยออกซิเจนภายใต้ความกดดัน ตัวแปลงเป็นเตาอบรูปลูกแพร์ที่เรียงรายจากด้านในด้วยอิฐทนไฟพิเศษ ขึ้นอยู่กับวัสดุก่อสร้าง (dinas SiO₂ หรือมวลโดโลไมท์ของ CaO และ MgO) อยู่ภายในตัวแปลงวิธีนี้จะถูกแบ่งออกเป็นเบสเบสและโทมัส

การเตรียมเหล็กในเตาเผาแบบเปิดจะถูกลดการเผาไหม้คาร์บอนจากเหล็กหล่อด้วยออกซิเจนซึ่งไม่เพียง แต่ในอากาศเท่านั้น แต่ยังอยู่ในเหล็กออกไซด์ซึ่งเข้าสู่เตาเผาในรูปแบบของเศษโลหะและแร่เหล็ก

วิธีแบบเปิดโล่งซึ่งแตกต่างจากวิธีการแปลงที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่ร้านโดยการแนะนำส่วนประกอบโลหะในสัดส่วนที่ต้องการ น่าเสียดายที่แม้จะมีข้อได้เปรียบ แต่วิธีการผลิตแบบเปิดโล่งไม่มีความเกี่ยวข้องกันอีกต่อไปในวันนี้เนื่องจากความล้าหลังทางเทคโนโลยีและการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

ในเตาเผาไฟฟ้าความร้อนผลิตเหล็กที่มีคุณภาพสูงสุด นี่เป็นไปได้เนื่องจากความจริงที่ว่าไม่มีอากาศเข้าไปในเตาจากภายนอก ด้วยเหตุนี้เหล็กมอน็อกไซด์ที่เป็นอันตรายจึงไม่เกิดขึ้นนั่นคือลดคุณสมบัติของเหล็กและก่อให้เกิดมลพิษ นอกจากนี้อุณหภูมิในเตาไม่ต่ำกว่า 1,650 ° C ซึ่งในทางกลับกันช่วยให้คุณสามารถกำจัดสิ่งสกปรกที่ไม่พึงประสงค์ในรูปแบบของฟอสฟอรัสและกำมะถัน

ค่าใช้จ่ายสำหรับเตาเผาดังกล่าวอาจแตกต่างกัน: เหล็กหล่อสามารถมีอิทธิพลเหนือกว่าปริมาณ แต่บางครั้งเศษโลหะทำขึ้นเป็นส่วนใหญ่ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะผสมเหล็กด้วยวัสดุทนไฟมาก - ทังสเตนและโมลิบดีนัม บางทีข้อเสียเปรียบที่สำคัญเพียงอย่างเดียวของวิธีการผลิตเหล็กนี้คือความเข้มพลังงานเนื่องจากสามารถผลิตได้มากถึง 800 กิโลวัตต์ / ชั่วโมงต่อมวลที่มีการหลอมเหลว

องค์ประกอบทางเคมี

องค์ประกอบของเหล็กกล้าคาร์บอนนั้นมีค่าควรพิจารณาอย่างละเอียด เราชี้ให้เห็นคาร์บอนก่อน มันเป็นองค์ประกอบที่มีผลกระทบโดยตรงต่อความแข็งแรงและความแข็งของเหล็กยิ่งมีมากก็ยิ่งมีคุณสมบัติดังกล่าวข้างต้นสูงขึ้นในขณะที่ความเหนียวลดลง

แมงกานีสและซิลิคอนไม่ใช่ส่วนประกอบที่มีผลกระทบอย่างสำคัญต่อคุณสมบัติของเหล็ก ในกระบวนการถลุงพวกเขาจะถูกนำเสนอเพื่อจุดประสงค์ของความแตกแยก

กำมะถันถือว่าเป็นสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายอย่างยิ่ง ด้วยเหตุนี้เหล็กจึงเปราะในระหว่างการบำบัดด้วยความดันก่อนการให้ความร้อน กำมะถันยังช่วยลดความแข็งแรงความต้านทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน

ฟอสฟอรัสนำไปสู่ความเปราะบางเย็น - เปราะที่อุณหภูมิต่ำ

Ferrite เปิดตัวโครงสร้างจุลภาคที่อ่อนนุ่มและพลาสติกลงในเหล็ก ขั้วของมันคือซีเมนต์คาร์ไบด์เหล็กที่เพิ่มความแข็ง

ประเภทของการรักษาความร้อน

เหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งสามารถนำไปใช้ได้เกือบทุกที่ซึ่งบุคคลใช้ชีวิตของเขาสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติเชิงกลได้อย่างมีนัยสำคัญ ในการทำเช่นนี้ควรทำการรักษาความร้อนซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนโครงสร้างของเหล็กในระหว่างการให้ความร้อนอายุและการระบายความร้อนที่ตามมาบนพื้นฐานของระบอบการปกครองพิเศษ

มีการรักษาความร้อนประเภทดังกล่าว:

• การอบอ่อน - ลดความแข็งและการบดธัญพืชเพิ่มความสามารถในการใช้งานความเหนียวและความเหนียวลดความเค้นภายในขจัดความแตกต่างของโครงสร้าง
• การปรับสภาพให้เป็นมาตรฐาน - แก้ไขโครงสร้างของความร้อนสูงและเหล็กหล่อ, กำจัดเครือข่ายซีเมนต์รองในเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์
• การชุบ - ช่วยให้คุณได้รับความแข็งและความแข็งแรงสูงสุด
• วันหยุด

ความแตกต่างตามที่ตั้งใจไว้

เหล็กกล้าคาร์บอนแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่:

• เครื่องมือ;
• โครงสร้าง (แยกแยะความแตกต่างสามัญพันธุ์คุณภาพสูงและอัตโนมัติ)

เหล็กธรรมดาจะถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษร "เซนต์" และตัวเลขจาก 0 ถึง 6 เหล็กทั้งหมดที่มีหมายเลขยี่ห้อ 1-4 จะผลิตเดือดกึ่งสงบและสงบ หมายเลข 5 และ 6 สามารถสงบหรือกึ่งสงบได้เท่านั้น นอกจากนี้เหล็กเหล่านี้ยังแบ่งออกเป็นสามกลุ่มใหญ่: A, B, C

• กลุ่มก. จำนวนที่มากขึ้นในการทำเครื่องหมายเหล็กความแข็งแกร่งยิ่งมากขึ้น
• กลุ่ม B. ด้วยจำนวนที่เพิ่มขึ้นปริมาณคาร์บอนจะเพิ่มขึ้น
• กลุ่ม B. คุณสมบัติทางกลสอดคล้องกับกลุ่ม A องค์ประกอบทางเคมีสอดคล้องกับกลุ่ม B ของจำนวนเดียวกัน

การก่อสร้างที่ใช้กันมากที่สุดคือ St1 และ St2 มันเป็นแบรนด์เหล่านี้ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างอ่างเก็บน้ำท่อส่งคอลัมน์ St3 และ St 4 เกี่ยวข้องกับการก่อสร้างโครงสร้างและการเสริมแรงสำหรับคอนกรีตเสริมเหล็กทำจากพวกเขา เหล็กกล้าคาร์บอน GOST 380-2005 เป็นพื้นฐานสำหรับเหล็กแผ่นกลมเหล็กทรงกลมและเหล็กช่อง

เหล็กคุณภาพสูงมีความถูกและคุณภาพ ติดป้ายชื่อพวกเขาดังต่อไปนี้: จาก 08 ถึง 85 ด้วยคำนำหน้าในตอนท้ายของ "PS" (กึ่งเงียบ), "SP" (สงบ), "KP" (เดือด) ตัวเลขดังกล่าวบ่งบอกถึงความเข้มข้นของคาร์บอนในหนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์

เหล็กกล้าเครื่องมือใช้สำหรับการผลิตเครื่องมือหลักสามกลุ่ม ได้แก่ การตัดการวัดการประทับ ตัวเลขในฉลากระบุปริมาณคาร์บอนในสิบของเปอร์เซ็นต์

การได้รับสารเคมี

เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมอาจได้รับการดูแลเป็นพิเศษ

หนึ่งในนั้นคือซีเมนต์ - กระบวนการที่แสดงถึงความอิ่มตัวของการแพร่กระจายของชั้นผิวของเหล็กกล้ากับคาร์บอนเมื่อถูกความร้อนในตัวกลางที่เหมาะสม เป้าหมายสูงสุดของการใช้งานคือให้ได้ความแข็งผิวสูงและทนต่อการสึกหรอด้วยแกนที่มีความหนืด การตกตะกอนสามารถเกิดขึ้นได้ในคาร์บูเรเตอร์ของแข็งซึ่งเป็นส่วนผสมของถ่านและคาร์บอนไดออกไซด์

Steel nitriding เป็นกระบวนการที่ประกอบด้วยความอิ่มตัวของการแพร่กระจายของชั้นผิวของเหล็กด้วยไนโตรเจน ขั้นตอนนี้ดำเนินการในบรรยากาศของแอมโมเนียที่อุณหภูมิในช่วง 500-700 องศาเซลเซียส ไนไตรดิ้งถูกออกแบบมาเพื่อให้ได้พื้นผิวของชิ้นส่วนซึ่งทนต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนและมีความแข็งที่ยอดเยี่ยม

Borirovanie - ชั้นบนของเหล็กอิ่มตัวด้วยโบรอน ทำเพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอทนความร้อนและความแข็ง

นอกจากนี้เพื่อให้ได้พื้นผิวที่ทนความร้อนใช้นามแฝง - ความอิ่มตัวของเหล็กด้วยอลูมิเนียม

เหล็กกล้าคาร์บอนผสมอัลลอย

กลุ่มใหญ่นี้แบ่งออกเป็นโครงสร้างเครื่องมือและเหล็กกล้าที่มีคุณสมบัติพิเศษ ครั้งแรกที่ใช้สำหรับการผลิตเกียร์บูชบูลส์และชิ้นส่วนที่ทำงานในสภาวะที่ยากลำบากอย่างยิ่ง นอกจากนี้กลุ่มนี้ยังรวมถึงสปริงสปริงและเหล็กลูกปืน

เครื่องมือตัดและตรวจวัดที่ทำจากเหล็กกล้าเครื่องมือ

คุณสมบัติพิเศษของวัสดุที่อธิบายจะปรากฏในระดับและทนความร้อน สามารถใส่เกรดสแตนเลสได้ที่นี่

ข้อสรุป

ดังที่คุณได้เข้าใจอย่างชัดเจนจากสิ่งที่กล่าวมาแล้วหนึ่งในวัสดุที่เป็นที่ต้องการมากที่สุดในปัจจุบันคือเหล็กกล้าคาร์บอน มันเป็นพื้นฐานที่ค่อนข้างถูกสำหรับการสร้างเครื่องจักรกลไกชิ้นส่วนโครงสร้างอาคารสิ่งปลูกสร้างและโดยทั่วไปสิ่งที่ล้อมรอบเรา ผู้นำระดับโลกในการผลิตเหล็กปัจจุบันเรียกว่าจีนญี่ปุ่นเยอรมนีสหรัฐอเมริกา มันเป็นประเทศเหล่านี้ที่ให้ความสำคัญกับโลหะวิทยาบนโลกใบนี้