Učinek legirnih elementov na lastnosti jekla. Vrste, oznake in namene jekel

Jeklo je danes eden izmed najbolj priljubljenih materialov na svetu. Brez nje je težko predstavljati obstoječe gradbišče, strojna podjetja in številne druge kraje ter stvari, ki nas obkrožajo v vsakdanjem življenju. Hkrati je ta zlitina železa z ogljikom precej drugačna, zato bo ta članek upošteval učinek legirnih elementov na lastnosti jekla, pa tudi njegove vrste, blagovne znamke in načine uporabe.

Splošne informacije

Danes veliko jeklo se pogosto uporabljajo v skoraj vseh področjih človeške dejavnosti. To je v veliki meri posledica dejstva, da je v tej zlitini popolnoma združen celoten kompleks mehanskih, fizikalno-kemijskih in tehnoloških lastnosti, ki nimajo drugih materialov. Postopek taljenja jekla nenehno izboljšujemo in zato njene lastnosti in kakovost omogočajo pridobitev zahtevanih kazalcev učinkovitosti nastalih mehanizmov, delov in strojev.

Razvrstitev glede na namen

Vsako jeklo, odvisno od tega, za kaj je namenjeno, lahko obvezno navedete v eni od naslednjih kategorij:

• Gradbeni.
• Instrumentalno.
• Poseben namen s posebnimi lastnostmi.

Najštevilnejši razred je strukturna jekla, zasnovan za izdelavo različnih gradbenih konstrukcij, aparatov, strojev. Strukturni razredi so razdeljeni v izboljšano, cementno, pomladno vzmet, visoko trdnost.

Instrumentalno jeklo se razlikuje glede na to, za kakšno orodje so izdelane: rezanje, merjenje itd. Prav gotovo je, da je učinek legirnih elementov na lastnosti jekla te skupine tudi dober.

Posebna jekla imajo svojo lastno delitev, ki zagotavlja naslednje skupine:

• Stainless (so tudi odporni proti koroziji).
• Odporen proti ognju.
• Odporen proti ognju.
• Elektrotehnika.

Skupine jekel v kemični sestavi

Razvrstitev jekla je izdelana po kemijskih elementih, ki jih tvorijo:

• Stopnje ogljikovega jekla.
• Legirana.

Istočasno se obe skupini razdelita tudi na količino ogljika, ki ga vsebujejo:

• Nizkoogljični (ogljik manj kot 0,3%).
• Srednji ogljik (koncentracija ogljika je 0,3-0,7%).
• Visokogljični (karbonat več kot 0,7%).

Kaj je legirano jeklo?

To opredelitev je treba razumeti kot jekla, ki hkrati s trajnimi nečistočami vsebujejo tudi aditive, ki se vnesejo v strukturo zlitine, da bi povečali mehanske lastnosti nastalega materiala.

Nekaj ​​besed o kakovosti jekla

Ta parameter dane zlitine pomeni skupek lastnosti, ki pa se neposredno določi s postopkom njegove proizvodnje. Za podobne značilnosti, ki se držijo in legirani orodno jeklo, spadajo:

• Kemična sestava.
• Homogenost strukture.
• Tehnološki.
• Mehanske lastnosti.

Kakovost katerega koli jekla je neposredno odvisna od količine kisika, vodika, dušika, žvepla in fosforja. Tudi metoda proizvodnje jekla igra pomembno vlogo. Najbolj natančna z vidika padca v zahtevanem območju nečistoč je taljenje jekla v električnih pečeh.

Legirano jeklo in njegove lastnosti se spreminjajo

Legirana jekla, katerih blagovne znamke vsebujejo pri označevanju črkovno označevanje elementov, prisilno vnesene, svoje lastnosti spremenijo ne le iz teh zunanjih snovi, ampak tudi iz medsebojnega medsebojnega delovanja.

Če posebej upoštevamo ogljik, potem z interakcijo z njim zlitine lahko pogojno razdelimo v dve veliki skupini:

• Elementi, ki tvorijo kemično spojino (ogljikov karbid) - molibden, krom, vanadij, volfram, mangan z ogljikom.
• Elementi, ki ne tvorijo karbidov - silicija, aluminij, nikelj.

Treba je opozoriti, da so jekla, ki so legirana s snovmi, ki tvorijo karbid, zelo visoka trdota in večjo odpornost proti obrabi.

Nizko legirano jeklo (ocene: 20ХГС2, 09Г2, 12Г2СМФ, 12ХГН2МФБАЮ и др.). Posebno mesto je narejena iz zlitine 13X, ki je dovolj težko narediti kirurško, gravirano, nakitno opremo in britje iz njega.

Pojasnilo

Vsebnost legirnih elementov v jeklarstvu se lahko določi z označevanjem. Vsaka od teh sestavin, vnesenih v zlitino, ima lastno pismo. Na primer:

• Chrome - Cr.
• Vanadij -V.
• Mangansko -Mn.
• Niobium - Nb.
• Volfram -W.
• Titan je Ti.

Včasih na začetku jeklenega indeksa obstajajo črke. Vsak od njih ima poseben pomen. Še posebej, črka "P" pomeni, da je jeklo visoke hitrosti, "W" kaže, da jeklene krogle, ki imajo, "A" - avtomat, "E" - .. elektrotehniko ipd Visoke jekla kakovosti imajo v svoji alfanumerično označbe na koncu črka "A", še posebej kvalitativna, vsebujejo črko "Š" na samem koncu oznake.

Učinki legirnih elementov

Najprej je treba reči, da ogljik bistveno vpliva na lastnosti jekla. To je element, ki z naraščajočo koncentracijo poveča trdnost in trdoto z zmanjšanjem viskoznosti in plastičnosti. Poleg tega povečana koncentracija ogljika zagotavlja poslabšanje obdelovalnosti z rezanjem.

Vsebnost kroma v jeklu neposredno vpliva na njegovo korozijsko odpornost. Ta kemični element tvori tanek zaščiten oksidni film na površini zlitine v agresivnem oksidacijskem okolju. Za doseganje takega učinka pa naj bi kromov jek znašal najmanj 11,7%.

Posebno pozornost je treba nameniti aluminiju. Uporablja se pri postopku legiranega jekla za odstranitev kisika in dušika po čiščenju, da bi prispeval k zmanjšanju staranja zlitine. Poleg tega aluminij znatno poveča žilavost in tekočnost, nevtralizira izjemno škodljiv učinek fosforja.

Vanadij je poseben legirni element, zaradi katerega legirana orodna jekla dobivajo visoko trdnost in trdnost. V tem primeru se zrn zmanjša v zlitini in gostota se poveča.

Legirano jeklo, katerega blagovne znamke vsebujejo volfram, ima visoko trdoto in rdečino. Tudi volfram je dober, saj popolnoma odstrani krhkost med načrtovanim sproščanjem zlitine.

Za povečanje odpornosti proti toploti, magnetnim lastnostim in odpornosti na znatne udarne obremenitve jeklo legirano s kobaltom. Toda eden od tistih elementov, ki nimajo pomembnega vpliva na jeklo, je silicij. Vendar pa mora biti v tistih jeklenih razredih, ki so namenjeni za varjene kovinske konstrukcije, koncentracija silicija nujno v območju 0,12-0,25%.

Znatno povečuje mehanske lastnosti magnezijevega jekla. Uporablja se tudi kot razžvepljevalnik v primeru uporabe odsesovane litine iz nerjavnega jekla.

Nizko legiranega jekla (njeni razredi vsebujejo legirne elemente manj kot 2,5%) zelo pogosto vsebuje mangan, kar ji zagotavlja nepogrešljivo povečanje trdote, vzdržljivosti in ohranja optimalno plastičnost. Toda koncentracija tega elementa mora biti več kot 1%, sicer ne bo mogoče doseči navedenih lastnosti.

Stopnje ogljikovega jekla, taljeni za različne obsežne gradbene strukture, vsebujejo baker, ki zagotavlja največje protikorozijske lastnosti.

Za povečanje rdečo trdoto, elastičnost, natezna trdnost in odpornost proti koroziji v jeklu nujno apliciran molibden, kar še dodatno poveča odpornost na oksidacijo in kovine pri segrevanju na visoke temperature lastnosti. Po drugi strani se za zmanjšanje poroznosti zlitine uporabljajo cerij in neodim.

Glede na vpliv legirnih elementov na lastnosti jekla ne moremo prezreti niklja. Ta kovina omogoča, da jeklo dobi odlično kaljenost in trdnost, poveča plastičnost in odpornost proti udarcem ter zmanjša mejno vrednost hladne krhe.

Široko ga uporablja kot legirni aditiv in niobij. Njegova koncentracija v 6-10 kratni količini zahteva prisutsvtuyuschego ogljika v zlitini, odpravlja intergranulamo nerjavnih jekel in ščiti zvarov z zelo nezaželeno uničenje.

Titan vam omogoča optimalno trdnost in duktilnost ter izboljša odpornost proti koroziji. Te jekla, ki vsebujejo ta dodatek, so zelo dobro obdelane z različnimi posebnimi orodji na sodobnih strojev za rezanje kovin.

Uvod v jeklo cirkonijeve zlitine daje priložnost, da pridobi zahtevano razdrobljenost in, če je potrebno, natančno vpliva na rast žita.

Naključne nečistoče

Zelo nezaželeni elementi, ki negativno vplivajo na kakovost jekla, so arzen, kositer, antimon. Njihov nastop v zlitini vedno povzroča jeklo postane zelo krhka na meje svojih zrn, zlasti če rollback jeklenih trakov in med žarjenjem nizko ogljična jekla.

Zaključek

V našem času je bil vpliv legirnih elementov na lastnosti jekla precej dobro preučen. Strokovnjaki so natančno analizirali učinek vsakega dodatka v zlitini. Teoretično znanje omogoča metalurgi imajo v fazi, da bi se tvori shemo jekla, za določitev števila potrebne tehnologije in potrošnega materiala (rude, koncentrat, peleti, in drugih dodatkov). Najpogosteje jeklarji uporabljajo krom, vanadij, kobalt in druge legirne elemente, ki so precej drage.