Vodilno mesto med vsemi kovinskimi materiali, ki se uporabljajo v strojništvu, izdelavi instrumentov, gradbeništvu in mnogih drugih področjih, je jeklo. Imajo dragocene tehnološke lastnosti, so zaradi svojih mehanskih lastnosti in fizikalno-kemijskih parametrov zelo povpraševanja.
Jeklo ima prednost pred velikim številom drugih materialov ne samo zaradi kompleksnih tehnoloških in strukturnih značilnosti, temveč tudi zaradi demokratičnih stroškov.
Tehnologije proizvodnje jekla se nenehno izboljšujejo, ne gre le za izboljšanje kakovosti. Obstajajo nove blagovne znamke s posebnimi sklopi zahtevanih lastnosti.
Značilnosti vsakega posameznega jekla so odvisne od njegove klasifikacijske pripadnosti in sklopa elementov, ki so vključeni v njegovo sestavo.
Upoštevajte načela klasifikacije jekla .
Načela klasifikacije jekla
Obstaja pet glavnih razvrstitvenih značilnosti, po katerih je jeklo ločeno:
- kemična sestava;
- imenovanje;
- kakovost;
- stopnja deoksidacije;
- strukturo
Oglejmo si podrobneje vsak element.
Kemijska klasifikacija
Kemična sestava jekla je razdeljena v dve skupini:
- ogljik;
- zlitin.
Obe kategoriji ogljika sta razdeljeni v tri podskupine:
- nizko vsebnost ogljika (manj kot 0, 3% ogljika);
- srednje ogljik (0, 3–0, 7% ogljika);
- visok ogljik (več kot 0, 7% ogljika).
Legiranje jekla se izvaja z namenom, da se dosežejo tiste ali druge želene lastnosti jekla z uvajanjem posebnih sestavin v sestavo. Kot taki se pogosto uporabljajo krom, nikelj, mangan, silicij, volfram, molibden, vanadij, titan in drugi.
V odvisnosti od vsebnosti legirnih elementov so legirana jekla sama razdeljena v tri skupine:
- nizko legirane (manj kot 5% legirnih elementov);
- srednje legirane (5-10% legirnih elementov);
- visoko legiranega (več kot 10% legirnih elementov).
Razvrstitev po namenu
Namen jekla je razdeljen na tri glavne razrede: \ t
- Konstrukcijski. Glavno področje uporabe je izdelava delov za različne stroje in mehanizme, naprave, gradbene konstrukcije.
- Instrumental. Uporablja se za orodja za različne namene (rezanje, merjenje, žigosanje). Jeklo ima glede na funkcije orodja ustrezne lastnosti.
- Posebni namen. Za to skupino, odporna proti koroziji jekla, toplotno odporna in odporna na toploto, kot tudi električne.
Klasifikacija kakovosti
Kakovost je treba razumeti kot kompleks lastnosti, ki jih določa sam postopek izdelave jekla. Med kakovostnimi značilnostmi je mogoče opaziti izdelavo jekla, enotnost kemijske sestave in strukture ter mehanske lastnosti. Na kakovost jekla vplivajo vsebnost plinov (vodik, kisik, dušik) in škodljive nečistoče (vključno z žveplom in fosforjem).
Kakovost jekla je razdeljena na naslednje skupine:
- navadna kakovost;
- kakovost;
- visoke kakovosti.
Razvrstitev po stopnji deoksidacije
Deoksidacija je proces odstranjevanja kisika iz jekla v tekočem stanju.
Glede na stopnjo deoksidacije se razlikujejo naslednje skupine:
- miren (popolnoma deoksidiran);
- pol-miren;
- vrelišče (slabo deoksidirano).
Ime podskupin ustreza naravi procesa strjevanja.
Klasifikacija po strukturi
Osnova te klasifikacije je struktura v žarjenem in normaliziranem stanju, ki določa lastnosti lastnosti jekla.
V žarjenem stanju so konstrukcijska jekla razdeljena na:
- hipoutektoid (v strukturi imajo presežek ferita);
- evtektoid (struktura je sestavljena iz perlita);
- avstenitna;
- feritno.
Po normalizaciji je jeklena konstrukcija razdeljena na naslednje razrede: \ t
- perlit;
- martenzit,
- avstenitna,
- feritno.
Vpliv vsake strukture na lastnosti jekla najdemo v strokovni literaturi.
Vpliv ogljika in legirnih elementov
To je vsebnost ogljika v jeklu, kot tudi ime in število zlitinskih dodatkov, vnesenih v njegovo sestavo, ki so najbolj zanimivi za analizo lastnosti posameznega pridobljenega razreda.
Na prvem mestu je pomemben ogljik, saj je jeklo zlitina železa in ogljika . Povečanje vsebnosti ogljika vodi do povečanja moči s sočasnim zmanjšanjem duktilnosti. Prav tako določa obdelovalnost jekla (rezanje, varljivost, obdelavo pod tlakom).
Legirni elementi se vnesejo v zahtevanih razmerjih, odvisno od potrebe po pridobitvi določenih lastnosti. Vsak element ima svoje značilnosti. Na primer, krom izboljšuje mehanske lastnosti, nikelj znižuje prag hladne krhkosti, volfram in molibden prispevata k povečanju odpornosti hitrega rezalnika na toploto itd.
Ruski sistem označevanja jekla
Na svetovnem trgu kovin ni enotnega sistema označevanja jekla. Vzporedno so ruski, evropski , ameriški in japonski sistemi . Pomanjkanje enotnega standarda uvaja določene težave v mednarodnih trgovinskih transakcijah.
V naši državi je bil sprejet alfanumerični sistem. V njej črke ustrezajo različnim elementom in številke označujejo vsebino ustreznih elementov. V Nemčiji se včasih uporablja tudi sistem, ki je načeloma podoben ruskemu.
Alfanumerični sistem ima v primerjavi z ostalimi veliko prednost, saj omogoča razlikovanje le enega jekla od drugega, pa tudi sodne tehnološke in konstrukcijske značilnosti z nizom črk in številk.
V domačem sistemu velja tudi nekaj posebnega:
- Jeklo navadne kakovosti je označeno z indeksom „St“, ki mu sledi številka blagovne znamke. Pred njo se lahko navede skupina zajamčenih lastnosti (mehanska, kemična sestava).
- Konstrukcijska kakovostna ogljikova jekla so označena s stotinami odstotka vsebnosti ogljika in označujejo stopnjo razkisanja (na primer 08KP).
- Kakovostna ogljikova orodna jekla so označena z indeksom "U", ki mu sledi vsebnost ogljika v desetinah odstotka (npr. Y8).
- Hitrotekoča jekla so označena z indeksom "P", ki mu sledi odstotek volframa (npr. P18).
Označevanje legiranih jekel je zelo informativno: ustrezne črke ruske abecede se uporabljajo za označevanje legirnih elementov: "X" - krom, "H" - nikelj, "T" - titan, "M" - molibden, "U" - aluminij, "B" - volfram itd.
Pri označevanju strukturnih legiranih jekel na samem začetku je vsebnost ogljika označena v stotinkah odstotka, pri označevanju orodnih legiranih - v desetinah odstotka.
Jeklo 12X18H10T
Razmislite s stališča ruskega sistema označevanja sestavo in lastnosti enega izmed najbolj priljubljenih nerjavečega jekla 12X18H10T . Dekodiranje ni težko:
Začnimo z "12". Ta vsebnost ogljika je v stotinkah odstotka, t.j. v našem primeru je ogljik 0, 12%.- Črka "X" je krom. Oznaka "X18" pravi, da jeklo vsebuje 18% kroma. Pomembno je vedeti, da je vsebnost legirnih elementov v etiketi predstavljena v odstotkih. Krom zagotavlja jeklu odpornost proti koroziji.
- "H10" - 10% niklja. Nikelj je odgovoren za odpornost na kisline, kar tudi poveča odpornost proti koroziji.
- "T" - titan. Vrednost ni določena, kar pomeni, da vsebina elementa ni dovolj tehtna. Ta oznaka kaže, da vsebina elementa ne presega 1–1, 5%. Vendar pa tudi ta količina titana preprečuje nastajanje interkristalne korozije.
Oznaka označuje le glavne elemente zlitine. Celotna kemična sestava za katero koli stopnjo je navedena v razredih jekla. Od tam lahko spoznate lastnosti jekla.
Po analizi sestave 12X18H10T, z uporabo poglobljenega znanja o učinkih legirnih dodatkov, lahko sklepamo, da je to jeklo:
- lahko se uporablja za izdelke, ki delujejo v agresivnih okoljih;
- ima visoko odpornost proti elektrokemični koroziji;
- primerna za rahlo obremenjene dele v kemično aktivnih medijih;
- se lahko uporablja za obremenjene dele, ki delajo dolgo časa pri temperaturah do 600 stopinj.
V praksi se 12X18H10T pogosto uporablja za varjeno opremo, dele peči in ogrevalne sisteme. Visoke zmogljivosti tega jekla omogočajo njegovo uporabo v številnih panogah, kjer je potrebna visoka korozijska odpornost .
Po analogiji z obravnavanim primerom jekla 12X18H10T, z uporabo visoke informacijske vsebine domačega sistema označevanja in poznavanjem učinka legirnih elementov, je možno, da katera koli znamka sklepa o njenih značilnostih.