Vliv legovacích prvků na vlastnosti oceli. Typy, značky a účely ocelí

Ocel je dnes jedním z nejoblíbenějších materiálů na světě. Bez ní je obtížné si představit existující staveniště, strojírenské podniky a mnoho dalších míst a věcí, které nás obklopují v každodenním životě. Ve stejné době, slitina železa a uhlíku je zcela odlišný, protože v tomto článku se podíváme na vliv legovacích prvků na vlastnosti oceli, jakož i jejich typů, značek a cíle.

Obecné informace

Dnes mnoho oceli jsou široce používány téměř ve všech sférách lidské činnosti. To je z velké části způsobeno skutečností, že v této slitině je dokonale kombinován celý komplex mechanických, fyzikálně chemických a technologických vlastností, které nemají žádné jiné materiály. Proces tavení oceli se neustále zlepšuje, a proto její vlastnosti a kvalita umožňují získat požadované ukazatele výkonnosti výsledných mechanismů, dílů a strojů.

Klasifikace podle účelu

Každá ocel, v závislosti na tom, pro kterou je určena, může být povinně uvedena v jedné z následujících kategorií:

• Konstrukční.
• Instrumentální.
• Speciální účel se speciálními vlastnostmi.

Nejpočetnější třída je konstrukční oceli, určený k vytvoření řady stavebních konstrukcí, přístrojů, strojů. Konstrukční třídy jsou rozděleny na zlepšené, cementované, jarní pružiny, vysokou pevnost.

Nástrojové oceli jsou rozlišeny podle toho, zda jsou vyrobeny tak, aby nástroj: řezání, měření, atd Je samozřejmé, že vliv legujících prvků na vlastnosti oceli této skupiny je také velký ...

Speciální oceli mají své vlastní dělení, které zajišťují následující skupiny:

• Nerezové (jsou také odolné proti korozi).
• Tepelně odolné.
• Tepelně odolné.
• Elektrotechnický.

Skupiny ocelí v chemickém složení

Klasifikace oceli se provádí podle chemických prvků, které je tvoří:

• Typy uhlíkové oceli.
• Slitiny.

Současně jsou obě tyto skupiny dále rozděleny také množstvím uhlíku, které obsahují:

• Nízkáhlíková (uhlík nižší než 0,3%).
• Střední uhlík (koncentrace uhlíku je 0,3-0,7%).
• Vysoký obsah uhlíku (uhličitan více než 0,7%).

Co je to legovaná ocel?

Tato definice by měla být chápána jako ocel obsahující současně se stálými nečistotami také přísady zavedené do struktury slitiny, aby se zvýšily mechanické vlastnosti výsledného materiálu.

Několik slov o kvalitě oceli

Tento parametr dané slitiny zahrnuje množinu vlastností, které jsou následně určovány přímo procesem výroby. K podobným vlastnostem, které splňují a legovaná nástrojová ocel, patří:

• Chemické složení.
• Homogenita struktury.
• Technologické.
• Mechanické vlastnosti.

Kvalita jakékoli oceli přímo závisí na tom, kolik kyslíku, vodíku, dusíku, síry a fosforu obsahuje. Také způsob výroby oceli hraje důležitou roli. Nejpřesnější z pohledu pádu do požadovaného rozsahu nečistot je ocelové tavení v elektrických pecích.

Legovaná ocel a její vlastnosti se mění

Legované oceli, která obsahuje ve svých značkových písmeno označení označení podávaných nuceně prvek mění své vlastnosti, a to nejen z těchto vnějších vlivů, ale i jejich vzájemné působení mezi nimi.

Pokud uvážíme uhlík specificky, pak interakcí s ním legujících prvků lze podmíněně rozdělit na dvě velké skupiny:

• Prvky, které tvoří chemickou sloučeninu (karbid uhlíku) - molybden, chrom, vanad, wolfram, mangan s uhlíkem.
• Prvky, které nevytvářejí karbidy - křemík, hliník, nikl.

Mělo by být poznamenáno, že oceli, která jsou legovaná látkami vytvářejícími karbid, mají velmi vysokou tvrdost a zvýšenou odolnost proti opotřebení.

Nízkolegovaná ocel (stupně: 20ХГС2, 09Г2, 12Г2СМФ, 12ХГН2МФБАЮ a další). Zvláštní místo získává slitina 13X, která je dostatečně tvrdá pro výrobu chirurgických, gravírovacích, klenotů a holicích strojků.

Vysvětlení

Obsah legujících prvků v oceli může být určen jeho označením. Každá z těchto součástí zavedená do slitiny má své vlastní označení písmen. Například:

• Chrome - Cr.
• Vanadium -V.
• Mangan -Mn.
• Niobium - Nb.
• Wolfram -W.
• Titan je Ti.

Někdy na začátku ocelových indexů jsou písmena. Každý z nich má zvláštní význam. Zvláště písmeno „P“ znamená, že ocel je vysoká rychlost, „W“ znamená, že ocelové kuličky ložiska, „A“ - automat, „E“ - .. Elektrotechnická atd. Vysoce kvalitní oceli mají v jejich alfanumerické označení na konci písmeno „a“ a zejména kvalita obsahovat písmeno „W“ na konci označení.

Účinky legujících prvků

Především je třeba říci, že uhlík má zásadní vliv na vlastnosti oceli. Je to tento prvek, který s rostoucí koncentrací zvyšuje pevnost a tvrdost se snižující se viskozitou a plasticitou. Navíc zvýšená koncentrace uhlíku zaručuje zhoršení obrobitelnosti řezáním.

Obsah chrómu v oceli přímo ovlivňuje jeho odolnost proti korozi. Tento chemický prvek vytváří tenký ochranný oxidový film na povrchu slitiny v agresivním oxidačním prostředí. Pro dosažení takového účinku by však měla být chromová ocel nejméně 11,7%.

Zvláštní pozornost by měla být věnována hliníku. Používá se při procesu legování oceli k odstranění kyslíku a dusíku po jeho čištění, aby se přispělo ke snížení stárnutí slitiny. Kromě toho hliník výrazně zvyšuje houževnatost a plynulost, neutralizuje extrémně škodlivý účinek fosforu.

Vanadium je speciální legovací prvek, díky němuž legované oceli získají vysokou tvrdost a pevnost. V tomto případě zrna klesá ve slitině a hustota se zvyšuje.

Legovaná ocel, jejíž značky obsahují wolfram, je obdařena vysokou tvrdostí a zarudnutím. Tungsten je také dobrý, protože zcela eliminuje křehkost během plánovaného uvolňování slitiny.

Pro zvýšení tepelné odolnosti, magnetických vlastností a odolnosti proti významným nárazovým vlivům je ocel legována kobaltem. Ale jeden z těch prvků, který nemá žádný významný vliv na ocel, je křemík. U ocelových tříd, které jsou určeny pro svařované kovové konstrukce, musí být koncentrace křemíku nutně v rozmezí 0,12-0,25%.

Výrazně zvyšuje mechanické vlastnosti hořčíkové oceli. Používá se také jako odsířovač v případě použití odsíření litiny mimo provoz.

Slitina oceli s nízkou (označení obsahuje legujících prvků méně než 2,5%), často obsahuje mangan, který jí poskytuje nezbytnou zvýšení tvrdosti, odolnosti proti otěru, při zachování optimální plasticity. Koncentrace tohoto prvku by však měla činit více než 1%, jinak by nebylo možné dosáhnout uvedených vlastností.

Typy uhlíkové oceli, roztavené pro různé stavební konstrukce, obsahují měď, což poskytuje maximální antikorozní vlastnosti.

Pro zvýšení červené tvrdost, pružnost, pevnost v tahu a odolnost proti korozi v oceli nutně podávány molybden, což také dále zvyšuje odolnost proti oxidaci a kovu při zahřátí na vysoké teplotních charakteristik. Na opačné straně se používá cerium a neodym ke snížení poréznosti slitiny.

Vzhledem k vlivu legujících prvků na vlastnosti oceli nemůžeme nikl ignorovat. Tento kov umožňuje oceli získat vynikající vytvrditelnost a pevnost, zvýšit plasticitu a odolnost proti nárazu a snížit hranici za studena.

Je široce používán jako legovací přísada a niob. Jeho koncentrace v 6-10 násobek množství požadované prisutsvtuyuschego uhlíku ve slitině, eliminuje intergranulární koroze nerezové oceli a chrání svařovaných spojů z extrémně nežádoucí destrukce.

Titan umožňuje dosažení optimální pevnosti a tažnosti, stejně jako zlepšení odolnosti proti korozi. Ty ocele, které obsahují tuto přísadu, jsou velmi dobře ošetřeny různými speciálními nástroji na moderních řezacích strojích.

Úvod do oceli slitina zirkonia dává příležitost získat požadovanou granularitu a v případě potřeby přesně ovlivnit růst zrna.

Náhodné nečistoty

Extrémně nežádoucí prvky, které negativně ovlivňují kvalitu oceli, jsou arzén, cín, antimon. Jejich vzhled ve slitině vždy způsobí, že ocel se stává na hranicích zrn jejich velmi křehký, a to zejména při rollback ocelové pásy a během žíhání nízkouhlíkových ocelí.

Závěr

V naší době, vliv legujících prvků na vlastnosti se docela dobře známý. Specialisté pečlivě analyzovali účinek každé přísady ve slitině. Teoretické znalosti umožňuje metallurgists jsou ve fázi, aby se vytvořila schéma výroby oceli, pro určení počtu požadovaných technologií a spotřebního materiálu (ruda, koncentrát, pelet, jakož i dalších přísad). Nejčastěji oceláři používají chróm, vanad, kobalt a další legující prvky, které jsou poměrně drahé.