Efectul elementelor de aliere asupra proprietăților oțelului. Tipuri, mărci și scopuri ale oțelurilor

Steel - unul dintre materialele cele mai căutate în lumea de astăzi. Fără ea, este dificil să ne imaginăm orice șantier de construcție existent, întreprinderi de construcție a mașinilor și multe alte locuri și lucruri care ne înconjoară în viața de zi cu zi. În același timp, acest aliaj de fier cu carbon este destul de diferit, prin urmare acest articol va lua în considerare efectul elementelor de aliere asupra proprietăților oțelului, precum și a tipurilor, mărcilor și utilizărilor sale.

Informații generale

Astăzi multe calități de oțel sunt utilizate pe scară largă în aproape fiecare domeniu al activității umane. Acest lucru se datorează în mare măsură faptului că, în acest aliaj, întregul complex de proprietăți mecanice, fizico-chimice și tehnologice care nu au alte materiale este perfect combinat. Procesul de topire a oțelului este îmbunătățit continuu și prin urmare proprietățile și calitatea acestuia permit obținerea indicatorilor de performanță necesari pentru mecanismele, piesele și mașinile rezultate.

Clasificarea în funcție de scop

Fiecare oțel, în funcție de ce a fost proiectat, poate fi enumerat în mod obligatoriu într-una din următoarele categorii:

• Structurale.
• Instrumentale.
• Scop special cu proprietăți speciale.

Cea mai numeroasă clasă este oțeluri structurale, concepute pentru a crea o varietate de structuri de construcții, aparate, mașini. Calitatile structurale sunt impartite in imbunatatiri, cimentate, primavara-primavara, rezistenta ridicata.

Oțelul oțel este diferențiat în funcție de instrumentul pe care sunt fabricați: tăierea, măsurarea etc. Este de la sine înțeles că efectul elementelor de aliere asupra proprietăților oțelului acestui grup este de asemenea mare.

Oțelurile speciale au divizie proprie, care oferă următoarele grupuri:

• Inox (ele sunt de asemenea rezistente la coroziune).
• Rezistent la căldură.
• Rezistent la căldură.
• Electrice.

Grupuri de oțeluri în compoziție chimică

Clasificarea oțelului se face în funcție de elementele chimice care le formează:

• Carbon din oțel.
• Dopate.

În același timp, ambele grupuri sunt împărțite în continuare și prin cantitatea de carbon pe care o conțin în:

• Carbon cu emisii reduse de carbon (carbon sub 0,3%).
• Carbonul mediu (concentrația de carbon este de 0,3-0,7%).
• Carbon cu conținut ridicat de carbon (carbonat mai mare de 0,7%).

Ce este oțelul aliat?

Această definiție ar trebui înțeleasă ca oțeluri care conțin, în paralel cu impurități permanente, și aditivi introduși în structura aliajului, pentru a crește proprietățile mecanice ale materialului rezultat.

Câteva cuvinte despre calitatea oțelului

Acest parametru al unui aliaj dat implică un set de proprietăți, care, la rândul lor, sunt determinate direct de procesul de producție. Caracteristici similare, care se supun și aliate oțel de scule, includ:

• Compoziție chimică.
• Omogenitatea structurii.
• Prelucrabilităii.
• Proprietăți mecanice.

Calitatea oricărei oțeluri depinde în mod direct de cantitatea de oxigen, hidrogen, azot, sulf și fosfor. De asemenea, metoda de producție a oțelului joacă un rol important. Cea mai precisă din punctul de vedere al căderii în intervalul necesar de impurități este topirea oțelului în cuptoare electrice.

Oțelul aliat și proprietățile sale se schimbă

Oțelul aliat, ale cărui mărci conțin în marcarea lor denumirea cu litere a elementelor introduse forțat, își schimbă proprietățile nu numai de la aceste substanțe exterioare, ci și de la acțiunea reciprocă între ele.

Dacă luăm în considerare în mod specific carbonul, atunci prin interacțiunea cu acesta elemente de aliere pot fi împărțite condiționat în două grupe mari:

• Elemente care formează un compus chimic (carbură de carbon) - molibden, crom, vanadiu, tungsten, mangan cu carbon.
• Elemente care nu creează carburi - siliciu, aluminiu, nichel.

Trebuie remarcat faptul că oțelurile aliate cu substanțe care formează carburi au o duritate foarte mare și o rezistență crescută la uzură.

Oțel slab aliat (clase: 20ХГС2, 09Г2, 12Г2СМФ, 12ХГН2МФБАЮ și altele). Un loc special este luat de aliajul 13X, care este destul de greu pentru a face chirurgical, gravură, echipamente de bijuterii și mașini de ras din acesta.

copie

Conținutul elementelor de aliere din oțel poate fi determinat prin etichetarea sa. Fiecare dintre aceste componente introduse în aliaj are o denumire proprie a literei. De exemplu:

• Chrome - Cr.
• Vanadiu -V.
• Mangan -Mn.
• Niobiu - Nb.
• Tungsten -W.
• Titanul este Ti.

Uneori la începutul indicelui de oțel există litere. Fiecare dintre ele are un înțeles special. În special, litera „P“ înseamnă că oțelul este o viteză mare, „W“ indică faptul că din oțel cu bile, „A“ - automatului, „E“ - .. Electrotehnice etc. oțelurile de înaltă calitate au în desemnarea lor alfanumerică în cele din urmă litera "A" și, în special, cele calitative conțin litera "Ш" chiar la capătul marcajului.

Efectele elementelor de aliere

În primul rând, trebuie spus că carbonul are un efect fundamental asupra proprietăților oțelului. Este acest element care, odată cu creșterea concentrației, crește rezistența și duritatea cu scăderea vâscozității și plasticității. În plus, o concentrație crescută de carbon garantează o deteriorare a prelucrării prin tăiere.

Conținutul de crom al oțelului afectează în mod direct rezistența la coroziune. Acest element chimic formează un film de oxid de protecție subțire pe suprafața aliajului într-un mediu de oxidare agresiv. Cu toate acestea, pentru a obține un astfel de efect, oțelul de crom ar trebui să fie cel puțin 11,7%.

O atenție deosebită trebuie acordată aluminiului. Este utilizat în procesul de aliere a oțelului pentru a îndepărta oxigenul și azotul după purjarea acestuia, pentru a contribui la reducerea îmbătrânirii aliajului. În plus, aluminiu crește în mod semnificativ duritatea și fluiditatea, neutralizează efectul extrem de nociv al fosforului.

Vanadiul este un element special de aliere, datorită căruia oțelurile din oțel aliat primesc o duritate și o rezistență ridicată. În acest caz, boabele scad în aliaj și crește densitatea.

Oțelul aliat, ale cărui mărci conțin tungsten, este înzestrat cu o duritate ridicată și roșeață. Tungsten este de asemenea bun, deoarece elimină complet fragilitatea în timpul eliberării planificate a aliajului.

Pentru a crește rezistența la căldură, proprietățile magnetice și rezistența la solicitări semnificative de impact, oțelul este aliat cu cobalt. Dar unul dintre acele elemente care nu are nici un efect semnificativ asupra oțelului este siliciul. Cu toate acestea, în acele grade de oțel destinate structurilor metalice sudate, concentrația de siliciu trebuie să fie în mod necesar cuprinsă între 0,12-0,25%.

Crește în mod semnificativ proprietățile mecanice ale oțelului de magneziu. De asemenea, este utilizat ca desulfurizator în cazul utilizării desulfurizării out-of-service a fontei.

Oțelul slab aliat (marca elementele de aliere cuprind mai puțin de 2,5%) conține adesea mangan, care oferă o creștere necesară duritatea, rezistența la abraziune, menținând în același timp plasticitate optimă. Dar concentrația acestui element ar trebui să fie mai mare de 1%, altfel nu va fi posibilă atingerea proprietăților indicate.

Caracteristicile de oțel carbon, topit pentru diverse structuri de construcții la scară largă, conține cupru, care oferă proprietăți anti-coroziune maxime.

Pentru a mări duritatea, elasticitatea, rezistența la tracțiune roșu și rezistența la coroziune din oțel molibden administrat în mod necesar, de asemenea, ceea ce crește și mai mult rezistența la oxidare și metal atunci când este încălzit la caracteristicile de temperatură ridicată. La rândul lor, ceriul și neodimul sunt utilizate pentru a reduce porozitatea aliajului.

Având în vedere influența elementelor de aliere asupra proprietăților oțelului, nu putem ignora nichelul. Acest metal permite oțelului să obțină o rigiditate și o rezistență excelentă, să mărească rezistența la plastic și rezistența la impact și să reducă limita frigorifică la rece.

Este utilizat pe scară largă ca aditiv de aliere și niobiu. Concentrația sa în 6-10 ori cantitatea necesară de carbon prisutsvtuyuschego în aliaj, elimină coroziunea intergranulară a oțelurilor inoxidabile și protejează îmbinările sudate din distrugerea extrem de nedorit.

Titanul vă permite să obțineți rezistența optimă și ductilitatea, precum și îmbunătățirea rezistenței la coroziune. Oțelurile care conțin acest aditiv sunt foarte bine tratate cu diverse scule speciale pe mașinile moderne de tăiat metal.

Introducere în oțel zirconiu dă posibilitatea de a obține granularitatea necesară și, dacă este necesar, să influențeze exact creșterea cerealelor.

Impurități aleatorii

Elementele extrem de nedorite care afectează negativ calitatea oțelului sunt arsenic, staniu, antimoniu. Aspectul lor în aliajul cauzează întotdeauna oțelul devine foarte fragil la limitele de cereale, mai ales în cazul benzilor din oțel retroactivitate și în timpul recoacerii otelurilor carbon reduse.

concluzie

În epoca noastră, influența elementelor de aliere asupra proprietăților oțelului a fost destul de bine studiată. Specialiștii au analizat cu atenție efectul fiecărui aditiv în aliaj. Cunoștințele teoretice permite metalurgiști au în faza pentru a forma o diagramă schematică a siderurgiei, pentru a determina numărul de tehnologii necesare și materiale consumabile (minereu, concentrare, pelete, și alți aditivi). Cel mai adesea constructorii de oțel folosesc crom, vanadiu, cobalt și alte elemente de aliere, care sunt destul de scumpe.