Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!
Jeklo je kovina, ki se pogosto uporablja v strojništvu, letalski konstrukciji, gradbeništvu in drugih industrijah. Priljubljenost materiala je posledica kombinacije odličnih tehnoloških in fizikalno-mehanskih lastnosti. Jekla vključujejo železo-ogljikove spojine, katerih kemična sestava predpostavlja, da je vsebnost ogljika manjša od 2, 14%, poleg te komponente pa obstajajo škodljive in uporabne nečistoče.
Kombinacija značilne ciklične trdnosti v statičnem stanju in togosti se doseže s spremembo vsebnosti ogljika in legirnih komponent. Različne lastnosti jekla so pridobljene z uporabo nekaterih kemičnih in toplotnih tehnologij v proizvodnji.
Klasifikacija ogljikovega jekla
Ogljikove zlitine delimo z naslednjimi značilnostmi: \ t
- količina vsebovanega ogljika;
- namen;
- struktura v ravnovesju;
- stopnja deoksidacije.
Glede na količino ogljika je material razdeljen na kategorije:
- visok ogljik - več kot 0, 7%;
- srednji ogljik - 0, 3−0, 7%;
- nizka vsebnost ogljika - do 0, 3%.
Zaradi pridobljene kakovosti se jeklene zlitine delijo na:
- visoka kakovost;
- navadne;
- kakovosti.
Kisik se odstrani iz kovine v tekočem stanju, da se zmanjša krhkost med vročim formiranjem, ta proces pa se imenuje deoksidacija. Zaradi narave strjevanja in stopnje deoksidacije je material razvrščen kot vrelo, pol-miren in miren.
Glede na strukturo, dobljeno v ravnotežnem stanju, je material razdeljen na:
- evtektoid, za katerega je značilna perlitna struktura;
- hipoutektoid, ki vsebuje perlit in ferit;
- proeutektoid - s sekundarnim cementitom in perlitom.
Predvidena uporaba kovine je razdeljena v skupine:
- strukturne (izboljšane, visoko trdne, cementirane, vzmetno-vzmetne), ki se uporabljajo v gradbeništvu, inženirstvu, strojništvu in letalski konstrukciji;
- orodje za vroče žige (200˚С) in hladno stiskana, merilna in rezalna orodja).
Konstrukcijske kovine
Jeklo navadne kakovosti, proizvedeno v obliki nosilcev, palic, lističev, kanalov, cevi, kotnih in drugih valjanih izdelkov, in so razdeljene v kategorije A, B, B. Ime vsebuje črke St in številko, ki označuje številko blagovne znamke, s povečanjem števila vrednosti. vsebnosti ogljika. Za materiale kategorij B in B, vendar ne A, je zahtevano pismo pred členom, ki označuje pripadnost.
Skupino dezoksidacije označujemo s SP, PS, KP - mirno, pol-mirno in vrelišče. Kategorija A se uporablja za proizvodnjo delov, dobljenih s hladno obdelavo, kategorija B se uporablja za elemente, izdelane z varjenjem, kovanjem, po postopku toplotne obdelave. Jeklo Stroški dražji od prejšnjih kategorij, se uporabljajo za proizvodnjo kritičnih struktur in varilnih elementov.
Med vsemi tremi kategorijami navadnih ogljikovih jekel, kovinskih konstrukcij in delov so izdelani v instrumentalni in strojni industriji s šibko obremenitvijo, kadar je učinkovitost posledica zahtevane togosti. Kovine v obliki ojačitve se vlagajo v armiranobetonske konstrukcije. Iz kategorij B in B izdelujemo varjene trase, okvirje in kovinske sklope, ki jih nato prekrijemo s cementno malto.
Srednje ogljikove skupine z veliko mejo varnosti se uporabljajo za tirnice, kolesa železniških vozil, jermenic, gredi in zobnikov mehanskih naprav in strojev. Nekaterim materialom iz te skupine je dovoljeno toplotno obdelati.
Kakovostna jeklena ogljikova skupina, ki se uporablja v rahlo obremenjenih delih, je označena s številkami od 05 do 85, kar kaže na odstotek koncentracije ogljika. Ogljikovi materiali so jekla s povečano vsebnostjo mangana, za katere je značilna visoka kaljivost. S spreminjanjem količine ogljika, mangana in izbiro primerne metode toplotne obdelave dobimo različne tehnološke in mehanske lastnosti.
Nizkoogljične zlitine imajo v času hladne obdelave dobro duktilnost, vendar imajo majhno varnost. Izdelani so v obliki listov, material je mehak, zlahka odtisnjen, raztezajo, tu so kositra in kovina za emajlirane gospodinjske predmete. Ko je jeklo cementirano v proizvodnji, se poveča indikator površinske moči, kar omogoča izdelavo nizko obremenjenih zobnikov, gredi itd.
Srednje ogljikove kovine in podobne spojine s povečanim deležem mangana se razlikujejo po povprečni jakosti, vendar se duktilnost in žilavost zmanjšata. V skladu z določili dela rezervnih delov je določen način armiranja jekel v obliki normalizacije, nizkega popuščanja in visokofrekvenčnega utrjevanja, itd. Iz njih so izdelane žice z visoko trdnostjo, vzmeti, vzmeti in povečane zahteve za odpornost proti obrabi.
Avtomatski pogledi
Ti materiali so označeni s črko A in številkami, ki označujejo koncentracijo ogljika v stotinkah odstotka. Svinec doping dodaja črko C po A. Vnos selena, mangana, telurja zmanjšuje uporabo rezalnih orodij med predelavo. Na stopnjo obdelavnosti vpliva tudi dodajanje fosforja, žvepla in kalcija, ki se v obliki tekoče zlitine vnese v obliki silicijcita.
Vsebnost fosforja in žvepla zmanjšuje kakovost, žveplo zmanjšuje antikorozijske lastnosti, sulfidi vodijo do kršitve homogenosti kovine. Izdelani so iz tega razreda jeklenih delov kompleksne oblike in površine, pritrdilnih elementov, zasnovanih za majhno obremenitev.
Vrste zlitin
Sem spadajo kovine z vsebnostjo legirnih dodatkov v količini do 2, 5%. Oznake črk blagovne znamke vključujejo črke, ki označujejo posebne nečistoče, številka za njimi pa kaže odstotek vsebine elementa. Če je vsebnost manj kot 1, 5%, se oznaki ne doda noben dodatek.
Vsebnost ogljika v tej skupini jekel je normalizirana za 0, 1–0, 3%, glavne lastnosti po termični, kemični obdelavi in nizki temperaturi po kaljenju pa so:
- visoka trdota materiala na površini;
- zmanjšana trdnost srednje plasti in povečana viskoznost.
Jeklo se uporablja za izdelavo strojnih delov in instrumentov za delo z udarnimi in spremenljivimi obremenitvami v pogojih povečane obrabe.
Cementirani materiali
Za izboljšanje trdote, vzdržljivosti med stikom se uporabljajo odpornost na obrabo, kaljivost, krom, magnezij in nikelj, zadnji element poveča viskoznost in zmanjša mejo hladne krhkosti. Cementirane kompozicije so razdeljene v dve skupini:
- srednja jakost z mejo izkoristka manj kot 700 MPa;
- visoka trdnost z istim indikatorjem v razponu 700−1100 MPa.
Vsebina dodatkov razlikuje med tipi:
kromovih spojin in vanadijevega kroma, cementiranega do globine manj kot 1, 5 mm;- kromo-manganove spojine vsebujejo 0, 06% titana, 1% mangana in kroma pa ima posebno lastnost notranje oksidacije med plinskim cementiranjem, kar vodi do zmanjšanja karakteristik trdnosti;
- zlitine krom-nikelj-molibden so predstavniki martenzitnega razreda in so označene z zmanjšanim popačenjem zaradi kaljenja zraka, dopiranjem z redkimi zemeljskimi kovinami, ki povečujejo kaljivost, statično trdnost in odpornost na udarce.
Spomladanske vzmeti
Deli delujejo v pogojih elastične deformacije in so podvrženi cikličnim obremenitvam, zato so potrebna visoka stopnja fluidnosti, duktilnosti in odpornosti na lom. Struktura vključuje:
- mangan - manj kot 1, 2%;
- silicij - manj kot 2, 7%;
- vanadij - do 0, 26%;
- krom - do 1, 25%;
- Nikelj - manj kot 1, 75%;
- volfram - manj kot 1, 2%.
V procesu obdelave se velikost zrn zmanjša, kovinska upornost se poveča. Pri transportni proizvodnji so silicijeve zlitine še posebej dragocene, če jim tehnologija ne omogoča dekarburiranja v proizvodnji, potem materialna vzdržljivost ostaja na ravni določenih parametrov. Vnos vanadija, kroma, vanadija, niklja pomaga upočasniti prekomerno rast zrn med segrevanjem in povečati kaljivost. Visokoogljično hladno vlečene žice, avstenitno nerjavno jeklo in visoko kromirana martenzitna jekla so izdelane tudi iz vzmeti in drugih elastičnih elementov.
Orodno jeklo
Da bi zagotovili zanesljivo delovanje orodij, morajo imeti jeklene posebne lastnosti, ki se za vsako skupino materialov razlikujejo glede na proizvodnjo in tehnologijo uvajanja dodatkov.
Kroglični ležaji
Pri proizvodnji zlitin se očistijo nekovinskih nečistoč, uporaba vakuumske ali električno udarne tehnologije pa zmanjša poroznost kovine. Pri izdelavi ležajev in njihovih enot se uporabljajo kromirana kroglična jekla s kromovimi dodatki. Dodatno dopiranje se izvaja z manganom in silicijem, da se poveča hitrost kaljivosti. Tako lahko dele izdelamo s hladnim žigosanjem in kovinsko žarjenje nanesemo na trdoto.
Utrjevanje delov (valjev, krogličnih ležajev in obročev) se izvede v oljni kopeli pri temperaturi 850-870 ° C, ohladi se, da se pred sprostitvijo zagotovi stabilnost do 25 ° C. Ker se med lepljenjem in podobnimi elementi med delovanjem pojavljajo močne dinamične obremenitve, so izdelane iz kovin z nadaljnjo toplotno obdelavo in cementiranjem.
Vrste, odporne proti obrabi
Odpornost na obrabo se povečuje s povečevanjem trdote materiala površine. Za dolgoročno delovanje so takšne kvalitete legure pomembne:
- odpornost na lom pri abrazivnem trenju;
- dolgoročno delovanje pri visokih tlakih in udarnih obremenitvah.
Obrabno odporne kovine se uporabljajo pri izdelavi goseničarskih gosenic, drobilnih plošč, opreme za drobljenje kamna, drobljenja obraza. Delo v takih pogojih je učinkovito zaradi lastnosti jekel, da pridobijo moč in trdoto v pogojih hladne plastične deformacije, ki doseže 70%. Dodatek fosforja 0, 027% vodi do povečanja hladne krhkosti surovin.
Lito jeklo ima strukturo avstenita, v kateri se presežek manganovega karbida sprošča na mejah zrn, kar vodi do zmanjšanja trdnosti in žilavosti. Da dobimo avstenitno enofazno strukturo, gredico pogasimo v vodnem mediju pri temperaturi okoli 1100 ° C.
Odporen na korozijo
Ti materiali se uporabljajo za izdelavo elementov naprav, ki delujejo v pogojih elektrokemijske korozije, imenujemo jih nerjaveče. Odpornost proti koroziji se razvije po uvedbi dodatkov, ki vodijo v tvorbo površinskih filmov z dobro oprijemom na kovino. Te plasti zmanjšujejo neposredno interakcijo jekel z zunanjimi dražljivimi dejavniki in povečujejo potencial v elektrokemičnem okolju.
Nerjaveče kovine se delijo na krom-nikelj in krom. Kromne spojine se uporabljajo za plastične dele, ki so izdelani z žigosanjem in varjenjem. Ta vrsta je razdeljena na feritne, martenzitno-feritne in martenzitne zlitine. Da bi povečali odpornost na udarce, jih pogasimo v olju pri temperaturi okoli 1000 ° C v pogojih visokega popuščanja s temperaturnimi indeksi v območju 600–800 ° C.
Toplotno odporne zlitine
Uporablja se za izdelavo elementov, ki delujejo pri temperaturah nad 500 ° C, sestavki nizke zlitine, ki vsebujejo do 0, 25% C, in drugi legirni dodatki: krom, volfram, nikelj. Utrjevanje in normalizacija poteka v olju pri temperaturi okoli 890–1050 ° C. Perlitna jekla se uporabljajo za izdelavo delov, ki so izpostavljeni lezenju pod nizkimi obremenitvami, na primer cevi za parno ogrevanje, parnih kotlov in pritrdilnih elementov.