Trong thời đại của chúng ta, đơn giản là không thể tưởng tượng được các hoạt động của con người mà không sử dụng các sản phẩm của ngành luyện kim. Kim loại và hợp kim khác nhau tràn ngập cuộc sống của chúng tôi. Thép carbon, đã tìm thấy ứng dụng tích cực của nó trong hầu hết các ngành công nghiệp và lĩnh vực, cũng không ngoại lệ. kinh tế quốc dân. Tính chất, mục đích và thành phần của nó sẽ được thảo luận trong bài viết này.
Định nghĩa
Vì vậy, trước hết, chúng tôi chỉ ra rằng thép carbon là một hợp kim của sắt và carbon. Hơn nữa, nội dung của phần tử cuối cùng không quá 2,14%. Một cách riêng biệt, nó là giá trị xem xét phân loại. Thép như vậy có thể được chia bởi:
- cấu trúc;
- phương thức sản xuất;
- mức độ khử oxy;
- chất lượng;
- đích đến
Tất cả điều này sẽ được thảo luận dưới đây.
Kết cấu hợp kim
Thép carbon xảy ra:
- hypereutectoid (hàm lượng carbon dưới 0,8%);
- eutectoid (carbon có nồng độ 0,8%);
- hypereutectoid (carbon hơn 0,8%).
Sự chuyển màu này cho phép bạn xác định các thuộc tính của thép carbon.
Phương pháp sản xuất
Hoàn toàn bất kỳ loại thép nào ban đầu đều dựa trên gang, sau đó được xử lý bằng công nghệ đặc biệt. Thép carbon có thể được tạo ra bằng ba phương pháp chính:
- chuyển đổi luyện kim;
- tan chảy mở lò sưởi;
- xử lý nhiệt điện.
Việc sản xuất thép trong bộ chuyển đổi xảy ra bằng cách thổi sắt nóng chảy với oxy dưới áp suất. Bản thân bộ chuyển đổi là một lò hình quả lê được lót từ bên trong bằng một viên gạch chịu lửa đặc biệt. Tùy thuộc vào khối xây (dina SiO2 hoặc khối lượng dolomit của CaO và MgO) nằm trong bộ chuyển đổi, phương pháp này đang được chia thành Bessemer và Thomas.
Việc chuẩn bị thép trong lò nung mở được giảm xuống để đốt carbon từ gang bằng oxy, không chỉ trong không khí, mà còn trong các oxit sắt, đi vào lò dưới dạng kim loại phế liệu và quặng sắt.
Phương pháp lò sưởi mở, không giống như phương pháp chuyển đổi, bao gồm kiểm soát thành phần hóa học của thành phẩm tại cửa hàng bằng cách đưa ra các thành phần kim loại theo tỷ lệ cần thiết. Thật không may, mặc dù có những ưu điểm của nó, phương pháp sản xuất thép công khai ngày nay không còn phù hợp do sự lạc hậu về công nghệ và quá nhiều khí thải độc hại vào môi trường.
Trong lò nhiệt điện, thép chất lượng cao nhất được sản xuất. Điều này có thể là do thực tế là hầu như không có không khí đi vào lò từ bên ngoài. Do đó, sắt monoxide có hại gần như không được hình thành, cụ thể là, nó làm giảm tính chất của thép và gây ô nhiễm. Ngoài ra, nhiệt độ trong lò không giảm xuống dưới 1650 ° C, do đó, cho phép bạn loại bỏ các tạp chất không mong muốn dưới dạng phốt pho và lưu huỳnh.
Phí cho các lò như vậy có thể khác nhau: gang có thể chiếm ưu thế về số lượng, nhưng đôi khi phế liệu kim loại chiếm phần lớn trong số đó. Cũng có thể hợp kim thép với vật liệu rất chịu lửa - vonfram và molypden. Có lẽ nhược điểm đáng kể duy nhất của phương pháp sản xuất thép này là cường độ năng lượng của nó, vì có thể sản xuất tới 800 kW / h trên mỗi tấn khối lượng luyện.
Thành phần hóa học
Thành phần của thép carbon đáng để xem xét chi tiết hơn. Chúng tôi chỉ ra carbon đầu tiên. Chính yếu tố này có ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ và độ cứng của thép: càng nhiều, các đặc tính trên càng cao, trong khi độ dẻo bị giảm.
Mangan và silicon không phải là những thành phần có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất của thép. Trong quá trình nấu chảy, chúng được giới thiệu cho mục đích phân tách.
Lưu huỳnh được coi là một tạp chất cực kỳ có hại. Do đó, thép trở nên giòn trong quá trình xử lý áp suất trước khi nung. Lưu huỳnh cũng làm giảm sức mạnh, khả năng chống mài mòn.
Phốt pho dẫn đến độ giòn lạnh - độ giòn ở nhiệt độ thấp.
Ferrite giới thiệu một cấu trúc vi mô mềm và nhựa vào thép. Antipode của nó là xi măng - cacbua sắt làm tăng độ cứng.
Các loại xử lý nhiệt
Thép carbon, việc sử dụng có thể hầu như ở mọi nơi mà một người thực hiện cuộc sống của mình, có thể thay đổi đáng kể tính chất cơ học của chúng. Để làm điều này, xử lý nhiệt nên được thực hiện, ý nghĩa của việc thay đổi cấu trúc của thép trong quá trình gia nhiệt, lão hóa và làm mát tiếp theo trên cơ sở chế độ đặc biệt.
Có những loại xử lý nhiệt như vậy:
- Ủ - làm giảm độ cứng và nghiền hạt, tăng khả năng làm việc, độ dẻo dai và độ dẻo, giảm căng thẳng bên trong, loại bỏ sự không đồng nhất về cấu trúc.
- Bình thường hóa - điều chỉnh cấu trúc của thép quá nhiệt và thép đúc, loại bỏ mạng lưới xi măng thứ cấp trong thép hypereutectoid.
- Làm nguội - cho phép bạn có được độ cứng và sức mạnh cao nhất.
- Nghỉ phép
Phân biệt theo dự định
Thép carbon được chia thành hai nhóm lớn:
- nhạc cụ;
- cấu trúc (phân biệt giống thông thường, chất lượng cao và tự động).
Thép thông thường được đánh dấu bằng chữ "St" và một số từ 0 đến 6. Tất cả các loại thép có số hiệu từ 1 đến 4 đều được sản xuất sôi, nửa bình tĩnh và bình tĩnh. Số 5 và 6 chỉ có thể bình tĩnh hoặc bán bình tĩnh. Ngoài ra, các loại thép này được chia thành ba nhóm lớn: A, B, C.
- Nhóm A. Số càng nhiều trong dấu thép, cường độ càng lớn.
- Nhóm B. Với số lượng ngày càng tăng, hàm lượng carbon tăng.
- Nhóm B. Tính chất cơ học tương ứng với nhóm A, thành phần hóa học tương ứng với nhóm B có cùng số.
Các loại xây dựng phổ biến nhất được sử dụng là St1 và St2. Chính những thương hiệu này có liên quan đến việc tạo ra các hồ chứa, đường ống, cột. St3 và St 4 có liên quan đến việc xây dựng các công trình, và cũng có thể gia cố cho bê tông cốt thép từ chúng. Thép carbon GOST 380-2005 là cơ sở cho thép tấm, tròn, dầm chữ I và thép kênh.
Thép chất lượng cao được đặc trưng bởi giá rẻ và chất lượng. Dán nhãn cho chúng như sau: từ 08 đến 85 với tiền tố ở cuối "PS" (bán yên tĩnh), "SP" (bình tĩnh), "KP" (sôi). Các con số cho thấy nồng độ carbon tính bằng phần trăm của một phần trăm.
Thép công cụ được sử dụng để sản xuất ba nhóm công cụ chính: cắt, đo, đóng dấu. Các con số trong nhãn chỉ ra hàm lượng carbon tính bằng phần mười của phần trăm.
Phơi nhiễm hóa chất
Carbon và thép hợp kim có thể được điều trị đặc biệt.
Một trong số đó là xi măng - một quá trình thể hiện độ bão hòa khuếch tán của lớp bề mặt thép với carbon khi được nung trong môi trường thích hợp. Mục tiêu cuối cùng của hoạt động là thu được độ cứng bề mặt cao và chống mài mòn với lõi nhớt. Xi măng cũng có thể xảy ra trong một bộ chế hòa khí rắn, là hỗn hợp của than và carbon dioxide.
Thép nitriding là một quá trình bao gồm sự bão hòa khuếch tán của lớp bề mặt của thép với nitơ. Thủ tục này được thực hiện trong môi trường khí amoniac ở nhiệt độ trong khoảng 500-700 độ C. Nitriding được thực hiện để có được bề mặt của bộ phận, có khả năng chống mài mòn và có độ cứng lớn.
Borirovanie - lớp thép phía trên được bão hòa với boron. Điều này được thực hiện để tăng khả năng chống mài mòn, chịu nhiệt và độ cứng.
Ngoài ra, để có được bề mặt chịu nhiệt, khử răng cưa được sử dụng - độ bão hòa của thép với nhôm.
Thép carbon hợp kim
Nhóm lớn này được chia thành kết cấu, công cụ và thép với chất lượng đặc biệt. Đầu tiên được sử dụng để sản xuất bánh răng, ống lót, đinh tán và các bộ phận hoạt động trong điều kiện căng thẳng cực kỳ khó khăn. Ngoài ra, nhóm này bao gồm lò xo lò xo và thép chịu lực.
Dụng cụ cắt và đo được làm từ thép công cụ.
Các phẩm chất đặc biệt của vật liệu được mô tả được thể hiện ở quy mô và khả năng chịu nhiệt. Lớp không gỉ cũng có thể được bao gồm ở đây.
Kết luận
Như bạn đã hiểu rõ từ những điều đã nói ở trên, một trong những vật liệu được tìm kiếm nhiều nhất hiện nay là thép carbon (mục đích của nó có phạm vi rộng). Nó là một cơ sở tương đối rẻ tiền để tạo ra nhiều máy móc, cơ chế, bộ phận, cấu trúc, tòa nhà, cấu trúc, và nói chung phần lớn những gì xung quanh chúng ta. Các nhà lãnh đạo thế giới trong sản xuất thép hiện được gọi là Trung Quốc, Nhật Bản, Đức, Hoa Kỳ. Chính những quốc gia này đã tạo ra giai điệu trong luyện kim trên hành tinh.
