Hiiliteräs: koostumus, ominaisuudet, GOST, tarkoitus, käyttö

Meidän aikanamme on yksinkertaisesti mahdotonta kuvitella ihmisen toimintaa käyttämättä metallurgisen teollisuuden tuotteita. Eri metallit ja seokset tulvivat kirjaimellisesti elämäämme. Hiiliteräs, joka on löytänyt aktiivisen käytönsä melkein kaikilla aloilla ja aloilla, ei ole poikkeus. kansantalous. Sen ominaisuuksia, tarkoitusta ja koostumusta käsitellään tässä artikkelissa.

määritelmä

Joten ensinnäkin osoitamme, että hiiliteräs on raudan ja hiilen seos. Lisäksi viimeisen elementin pitoisuuden tulisi olla enintään 2,14%. Erikseen on syytä harkita luokittelua. Tällainen teräs voidaan jakaa:

• rakenne;
• tuotantomenetelmä;
• deoksidaation aste;
• laatu;
• tapaaminen.

Kaikesta tästä keskustellaan alla.

Seosrakenne

Hiiliterästä tapahtuu:

• hypereutektoidi (hiilipitoisuus on alle 0,8%);
• eutektoidi (hiilen pitoisuus on 0,8%);
• hypereutektoidi (hiili yli 0,8%).

Tämän gradaation avulla voit määrittää hiiliteräksen ominaisuudet.

Tuotantomenetelmät

Ehdottomasti mikä tahansa teräs perustuu alunperin valurautaan, joka jatkojalostetaan erityistä tekniikkaa käyttämällä. Hiiliteräs voidaan luoda kolmella päämenetelmällä:

• muuntimen sulatus;
• sulatus;
• sähköterminen käsittely.

Teräksen tuotanto muuntimessa tapahtuu puhaltamalla sulaa rautaa happea paineen alaisena. Itse muunnin on päärynän muotoinen uuni, joka on vuorattu sisältäpäin erityisellä tulenkestävällä tiilellä. Riippuen muurauksesta (dinas SiO₂ tai CaO: n ja MgO: n dolomiittimassa on muuntimen sisällä, tämä menetelmä jaetaan Bessemeriin ja Thomasiin.

Teräksen valmistus avotulisuunissa pelkistetään polttamaan valuraudasta tuleva hiili happea, joka ei ole vain ilmassa, vaan myös rautaoksideissa, jotka tulevat uuniin romumetallin ja rautamalmin muodossa.

Toisin kuin muunnosmenetelmä, avoimen tulisijamenetelmän mukaan lopputuotteen kemiallinen koostumus kontrolloidaan poistoaukossa lisäämällä metallikomponentteja vaaditussa suhteessa. Valitettavasti eduistaan ​​huolimatta teräksen tuotantomenetelmä ei ole nykyään enää merkityksellinen sen teknisen jälkeenjääneisyyden ja ympäristön haitallisten päästöjen vuoksi.

Sähkötermisissä uuneissa tuotetaan korkealaatuista terästä. Tämä on mahdollista johtuen siitä, että melkein mitään ilmaa ei tule uuniin ulkopuolelta. Tämän johdosta haitallista rautamonoksidia ei juuri muodostu, nimittäin, se vähentää teräksen ominaisuuksia ja saastuttaa sen. Lisäksi uunin lämpötila ei laske alle 1650 ° C, mikä puolestaan ​​mahdollistaa epätoivottujen epäpuhtauksien poistamisen fosforin ja rikin muodossa.

Tällaisten uunien maksu voi olla erilainen: valurautaa voi olla enemmän kuin määrää, mutta toisinaan metalliromu muodostaa suurimman osan. Seostettava teräs on myös erittäin tulenkestäviä materiaaleja - volframi ja molybdeeni. Ehkä ainoa merkittävä teräksen tuotantomenetelmän haittapuoli on sen energiaintensiteetti, koska jopa 800 kW / h voidaan tuottaa sulatetun massatonnia kohti.

Kemialliset komponentit

Hiiliteräksen koostumus on syytä harkita yksityiskohtaisemmin. Osoitamme ensin hiiltä. Juuri tällä elementillä on suora vaikutus teräksen lujuuteen ja kovuuteen: mitä enemmän se on, sitä korkeammat ovat yllä olevat ominaisuudet, kun taas sitkeys vähenee.

Mangaani ja pii eivät ole komponentteja, joilla on merkittävä vaikutus teräksen ominaisuuksiin. Sulatusprosessissa ne lisätään katkaisua varten.

Rikkiä pidetään erittäin haitallisena epäpuhtautena. Sen takia teräs tulee haurasta esilämmityspainekäsittelyn aikana. Rikki vähentää myös lujuutta, kulutuskestävyyttä ja korroosiota.

Fosfori johtaa kylmään haurauteen - haurauteen alhaisissa lämpötiloissa.

Ferriitti tuo teräkseen pehmeän ja muovisen mikrorakenteen. Sen antipodi on sementti - rautakarbidia, joka lisää kovuutta.

Lämpökäsittelyn tyypit

Hiiliteräkset, joiden käyttö on mahdollista melkein missä tahansa, missä henkilö harjoittaa elämäänsä, pystyvät muuttamaan merkittävästi niiden mekaanisia ominaisuuksia. Tätä varten on suoritettava lämpökäsittely, jonka tarkoituksena on muuttaa teräksen rakennetta kuumentamisen, vanhentamisen ja sitä seuraavan jäähdytyksen aikana erityisjärjestelmän perusteella.

Lämpökäsittely on erityyppisiä:

• Hehkutus - vähentää kovuutta ja jauhaa rakeita, lisää työstettävyyttä, sitkeyttä ja taipuisuutta, vähentää sisäisiä rasituksia, eliminoi rakenteelliset heterogeenisyydet.
• Normalisointi - korjaa ylikuumennetun ja valetun teräksen rakenteen, eliminoi sekundaarisen sementtiverkoston hypereutektoidisessa teräksessä.
• Karkaisu - antaa sinulle korkeimman kovuuden ja lujuuden.
• Loma.

Eriyttäminen tarkoitetulla tavalla

Hiiliteräs on jaettu kahteen suureen ryhmään:

• väline;
• rakenteellinen (erota tavalliset, korkealaatuiset ja automaattiset lajikkeet).

Tavalliset teräkset on merkitty kirjaimilla "St" ja numerolla 0 - 6. Kaikki teräkset, joiden tuotenumero on 1-4, tuotetaan kiehuvana, puoliksi rauhallisena ja rauhallisena. Numerot 5 ja 6 voivat olla vain rauhallisia tai puoliksi rauhallisia. Lisäksi nämä teräkset jaetaan kolmeen suureen ryhmään: A, B, C.

• Ryhmä A. Mitä suurempi luku teräsmerkinnässä on, sitä suurempi lujuus.
• Ryhmä B. Lukujen kasvaessa hiilipitoisuus kasvaa.
• Ryhmä B. Mekaaniset ominaisuudet vastaavat ryhmää A, kemiallinen koostumus vastaa ryhmää B, jolla on sama numero.

Yleisimpiä rakennustyyppejä ovat St1 ja St2. Juuri nämä tuotemerkit osallistuvat säiliöiden, putkistojen ja pylväiden luomiseen. St3 ja St 4 ovat merkityksellisiä rakenteiden rakentamisessa, ja niistä tehdään myös raudoitetun betonin raudoitus. GOST 380-2005 hiiliteräs on perustana levy-, pyöreä-, I-palkki- ja kanavateräkselle.

Korkealaatuisille teräksille on ominaista edullisuus ja laatu. Merkitse ne seuraavasti: 08 - 85 etuliitteellä lopussa "PS" (puoliksi hiljainen), "SP" (rauhallinen), "KP" (kiehuva). Luvut ilmaisevat hiilipitoisuuden prosentteina sadasosaa.

Työkaluteräksiä käytetään kolmen päätyökaluryhmän valmistukseen: leikkaaminen, mittaus, leima. Etiketissä olevat numerot ilmaisevat hiilipitoisuuden prosenttiyksiköinä.

Kemiallinen altistuminen

Hiili- ja seosteräkset voivat olla erityiskäsittelyjä.

Yksi niistä on sementointi - prosessi, joka edustaa teräksen pintakerroksen diffuusiokylläisyyttä hiilellä, kun sitä lämmitetään sopivassa väliaineessa. Operaation perimmäisenä tavoitteena on saavuttaa korkea pinnan kovuus ja kulutuskestävyys viskoosisella ytimellä. Sementti voi tapahtua myös kiinteässä kaasuttimessa, joka on hiilen ja hiilidioksidin seosta.

Teräksen nitridointi on prosessi, joka muodostuu teräksen pintakerroksen diffuusiokyllästyksestä typellä. Tämä menetelmä suoritetaan ammoniakin ilmakehässä lämpötilassa, joka on välillä 500-700 celsiusastetta. Nitraaminen suoritetaan, jotta saadaan osan pinta, joka on kulutusta ja korroosiota kestävä ja jolla on suuri kovuus.

Borirovanie - ylempi teräskerros on kyllästetty boorilla. Tämä tehdään kulutuskestävyyden, lämmönkestävyyden ja kovuuden lisäämiseksi.

Lämmönkestävien pintojen saamiseksi käytetään myös leikkausta - teräksen kyllästys alumiinilla.

Lejeerinki hiiliteräslaatu

Tämä suuri ryhmä on jaettu erityisominaisuuksiltaan rakenne-, työkalu- ja teräkseen. Ensimmäisiä käytetään vaihteiden, holkkien, nastojen ja osien valmistukseen, jotka toimivat erittäin vaikeissa stressiolosuhteissa. Lisäksi tähän ryhmään kuuluvat jousikevät ja kuulalaakerit.

Leikkaus- ja mittaustyökalut valmistetaan työkaluteräksistä.

Kuvatun materiaalin erityisominaisuudet ilmenevät sen mittakaavasta ja lämmönkestävyydestä. Ruostumattomat laatut voidaan myös sisällyttää tähän.

johtopäätös

Kuten jo selvästi ymmärsit edellä esitetyn perusteella, yksi halutuimmista materiaaleista on nykyään hiiliteräs (sen tarkoitus on laaja). Se on suhteellisen edullinen perusta monien koneiden, mekanismien, osien, rakenteiden, rakennusten, rakenteiden ja yleensä suurimman osan ympärille luomisesta. Terästuotannon maailman johtavia edustajia ovat nyt Kiina, Japani, Saksa ja Yhdysvallat. Juuri nämä maat asettavat metallurgian sävyn planeetalle.