בזמננו, פשוט אי אפשר לדמיין פעילויות אנושיות מבלי להשתמש במוצרי התעשייה המתכת. מתכות וסגסוגות שונות ממש הציפו את חיינו. פלדת פחמן, שמצאה את היישום הפעיל שלה כמעט בכל התעשיות והתחומים, אינה יוצאת דופן. הכלכלה הלאומית. במאמר זה יידונו מאפייניו, מטרתו והרכבו.
הגדרה
אז ראשית, אנו מציינים כי פלדת פחמן היא סגסוגת של ברזל ופחמן. יתר על כן, תוכן האלמנט האחרון צריך להיות לא יותר מ- 2.14%. בנפרד, כדאי לקחת בחשבון את המיון. ניתן לחלק פלדה כזו על ידי:
- מבנה;
- שיטת ייצור;
- דרגת חמצון;
- איכות;
- יעד.
כל זה יידון להלן.
מבנה סגסוגת
פלדת פחמן קורה:
- hypereutectoid (תכולת הפחמן נמוכה מ- 0.8%);
- eutectoid (הפחמן הוא בריכוז של 0.8%);
- hypereutectoid (יותר מ- 0.8% פחמן).
דרגה זו מאפשרת לך לקבוע את המאפיינים של פלדת פחמן.
שיטות ייצור
בהחלט כל פלדה מבוססת בתחילה על ברזל יצוק, אשר מעובד לאחר מכן בטכנולוגיה מיוחדת. ניתן ליצור פלדת פחמן על ידי שלוש שיטות עיקריות:
- התכת ממיר;
- התכה של אח פתוח;
- טיפול אלקטרותרפי.
ייצור הפלדה בממיר מתרחש על ידי פיצוץ ברזל מותך עם חמצן בלחץ. הממיר עצמו הוא תנור בצורת אגס מרופד מבפנים עם לבנה עקשן מיוחד. תלוי באיזו בנייה (dinas SiO2 או שמסת הדולומיט של CaO ו- MgO) נמצאת בתוך הממיר, שיטה זו מחולקת לסמר ותומס.
הכנת הפלדה בתנור עם אח פתוח מופחתת לשריפת פחמן מברזל יצוק עם חמצן, שנמצא לא רק באוויר, אלא גם בתחמוצות ברזל, שנכנסות לתנור בצורה של מתכת גרוטאות ועפרות ברזל.
בשיטת האח-פתוח, בשונה משיטת הממיר, כרוכה בשליטה על ההרכב הכימי של המוצר המוגמר בשקע על ידי החדרת רכיבי מתכת בפרופורציה הנדרשת. לרוע המזל, למרות יתרונותיה, שיטת האח-פתוח לייצור פלדה כבר לא רלוונטית כיום בגלל הפיגור הטכנולוגי שלה ויותר מדי פליטות מזיקות לסביבה.
בתנורים אלקטרותרמיים מיוצרת הפלדה האיכותית ביותר. זה אפשרי בגלל העובדה שכמעט שום אוויר לא נכנס לתנור מבחוץ. כתוצאה מכך, כמעט ולא נוצר חד-תחמוצת ברזל מזיקה, כלומר היא מפחיתה את תכונות הפלדה ומזהמת אותה. בנוסף, הטמפרטורה בכבשן אינה יורדת מתחת ל 1650 מעלות צלזיוס, אשר בתורם מאפשרת לך להסיר זיהומים לא רצויים בצורה של זרחן וגופרית.
המטען עבור תנורים כאלה יכול להיות שונה: ברזל יצוק יכול לשרוד בכמות, אך לפעמים גרוטאות מתכת מהוות את מרביתו. אפשר גם סגסוגת פלדה עם חומרים עקשן מאוד - טונגסטן ומוליבדן. אולי החיסרון המשמעותי היחיד בשיטה זו של ייצור פלדה הוא עוצמת האנרגיה שלה, שכן ניתן לייצר עד 800 קילוואט / שעה לטונה של מסה מומסת.
רכיבים כימיים
הרכב פלדת הפחמן ראוי לשקול ביתר פירוט. אנו מציינים תחילה פחמן. אלמנט זה הוא שיש לו השפעה ישירה על חוזק ופלדה של פלדה: ככל שהוא גדול יותר, כך המאפיינים לעיל גבוהים יותר, בעוד שמשיכות מופחתת.
מנגן וסיליקון אינם אותם רכיבים המשפיעים משמעותית על תכונות הפלדה. בתהליך ההתכה הם מוצגים לצורך המחשוף.
הגופרית נחשבת לטומאה מזיקה ביותר. בגלל זה, הפלדה הופכת שבירה במהלך הטיפול בלחץ לפני חימום. הגופרית גם מפחיתה חוזק, עמידות בפני שחיקה וקורוזיה.
זרחן מוביל לבריחות קרה - שבירות בטמפרטורות נמוכות.
פריט מחדירה פלדה מיקרוסקופית רכה ופלסטית. האנטי-קודן שלו הוא צנטייט - קרביד ברזל המגביר את הקשיות.
סוגי טיפול בחום
פלדות פחמן, שהשימוש בהן אפשרי כמעט בכל מקום בו אדם מבצע את חייו, מסוגלות לשנות באופן משמעותי את תכונותיהם המכניות. לשם כך יש לבצע טיפול בחום, שמשמעותו היא לשנות את מבנה הפלדה במהלך חימום, יישון וקירור לאחר מכן על בסיס משטר מיוחד.
ישנם סוגים כאלה של טיפול בחום:
- חישול - מפחית קשיות וטוחן גרגירים, מגביר את יכולת העבודה, הקשיחות והמשיכות, מפחית את הלחץ הפנימי, מבטל את ההטרוגניות המבנית.
- נורמליזציה - מתקן את המבנה של פלדה מחוממת-יצוקה-על, מבטל את רשת המלט המשני בפלדה היפר-אקטואטית.
- מרווה - מאפשר לך להשיג את הקשיחות והחוזק הגבוהים ביותר.
- חופשה
בידול כמתוכנן
פלדת פחמן מחולקת לשתי קבוצות גדולות:
- אינסטרומנטלי;
- מבני (הבחינו בין זנים רגילים, איכותיים ואוטומטיים).
פלדות רגילות מסומנות באותיות "St" ומספר 0 עד 6. כל הפלדות עם מספר המותג 1 עד 4 מיוצרות רותחות, חצי רגועות ורגועות. המספרים 5 ו -6 יכולים להיות רק רגועים או רגועים למחצה. בנוסף פלדות אלה מחולקות לשלוש קבוצות גדולות: A, B, C.
- קבוצה A. ככל שהמספר בסימון הפלדה גבוה יותר, כך החוזק גדול יותר.
- קבוצה B. עם מספר הולך וגדל, תוכן הפחמן עולה.
- קבוצה B. תכונות מכניות מתאימות לקבוצה A, ההרכב הכימי מתאים לקבוצה B באותו המספר.
סוגי הבנייה הנפוצים ביותר המשמשים הם St1 ו- St2. המותגים האלה הם העוסקים ביצירת מאגרים, צינורות, עמודים. St3 ו- St 4 רלוונטיים לבניית מבנים, וגם מהם נעשה חיזוק לבטון מזוין. GOST 380-2005 פלדת פחמן היא הבסיס לפלדת גיליון, עגולה, קרן אני ותעלה.
פלדות באיכות גבוהה מאופיינות בזול ובאיכות. תייגו אותם באופן הבא: בין 08 ל- 85 עם הקידומת בסוף “PS” (חצי שקט), “SP” (רגוע), “KP” (רותח). המספרים מצביעים על ריכוז הפחמן במאות האחוזים.
פלדות כלים משמשות לייצור שלוש קבוצות כלים עיקריות: חיתוך, מדידה, חותמת. המספרים בתווית מציינים את תכולת הפחמן בעשיריות האחוז.
חשיפה כימית
פלדות וסגסוגות עשויים להיות כפופים לטיפולים מיוחדים.
אחד מהם הוא צמנטציה - תהליך המייצג את הרוויה הדיפוזיה של שכבת השטח של הפלדה עם פחמן כשהוא מחומם במדיום מתאים. המטרה הסופית של הפעולה היא להשיג קשיות פני שטח גבוהה ועמידות בפני שחיקה עם גרעין צמיג. מלט יכול להתרחש גם במאייד מוצק, שהוא תערובת של פחמן ופחמן דו חמצני.
ניטריד פלדה הוא תהליך המורכב ברוויה הדיפוזיה של שכבת השטח של הפלדה עם חנקן. הליך זה מתבצע באטמוספרה של אמוניה בטמפרטורה בטווח של 500-700 מעלות צלזיוס. Nitriding מתבצע בכדי להשיג את פני החלק, העמיד בפני שחיקה וקורוזיה ובעל קשיות רבה.
Borirovanie - שכבת הפלדה העליונה רוויה בורון. זה נעשה כדי להגביר את עמידות השחיקה, עמידות בחום וקשיות.
כמו כן, כדי להשיג משטחים עמידים בחום, נעשה שימוש בכינוי - הרוויה של פלדה באלומיניום.
סגסוגות פלדת פחמן סגסוגת
קבוצה גדולה זו מחולקת למבנים, כלים ופלדה עם איכויות מיוחדות. הראשון משמש לייצור הילוכים, תותבים, חתיכים וחלקים הפועלים בתנאים מלחיצים קשים במיוחד. בנוסף, קבוצה זו כוללת פלדות אביב-קפיץ ו נושאות כדורים.
כלי חיתוך ומדידה מיוצרים מפלדות כלים.
התכונות המיוחדות של החומר המתואר באות לידי ביטוי בקנה המידה שלו ועמידות החום. ניתן לכלול כאן ציונים אל חלד.
מסקנה
כפי שכבר הבנתם מהאמור לעיל, אחד החומרים המבוקשים ביותר כיום הוא פלדת פחמן (למטרתו מגוון רחב). זהו בסיס זול יחסית ליצירת מכונות, מנגנונים, חלקים, מבנים, מבנים, ובאופן כללי הרבה ממה שמקיף אותנו. המובילים בעולם בייצור פלדה נקראים כיום סין, יפן, גרמניה, ארצות הברית. המדינות האלו הן שקובעות את הטון במתכות על הכוכב.
