Pre-eutektoidní ocel: struktura, vlastnosti, výroba a aplikace

Použijte uhlíkových ocelí

Obecné informace o slitině

Charakteristickou vlastností oceli je přítomnost zvláštních legovaných nečistot a uhlíku ve struktuře. Ve skutečnosti je obsah uhlíku určován pre-eutektoidní slitinou. Je důležité rozlišovat mezi klasickou a eutektoidní a ledeburitické oceli, které mají mnoho společného s popsaným druhem technického železa. Pokud vezmeme v úvahu třídu konstrukční oceli, bude slitina doevtektoidnyh zacházet eutektoidní, ale obsahuje část dotovaného feritu a perlitu. Hlavní rozdíl od hypereutektoidu je hladina uhlíku, která je pod 0,8%. Překročení tohoto indexu nám dovoluje odkázat oceli na vysoce kvalitní eutektoidy. V některých ohledech opačných doevtektoida je hypereutectoid oceli, v níž přídavek perlitu také obsahuje nečistoty, sekundární karbidy. Proto existují dva hlavní faktory, které umožňují přidělit hypoeutectoid slitiny obecného skupiny eutektoidní. Za prvé, jde o relativně malý obsah uhlíku a za druhé je to zvláštní soubor nečistot, jejichž základem je ferit.

Výrobní technologie

Obecný technologický proces výroby pre-eutektoidní oceli je podobný jako u jiných slitin. To znamená, že se používají stejné techniky, ale v jiných konfiguracích. Zvláštní pozornost je věnována pre-eutektoidní ocel v části získání její specifické struktury. Pro tento účel se jedná o technologii zajišťující rozklad austenitu na pozadí chlazení. Na druhé straně austenit je kombinovaná směs, která obsahuje stejný ferit a perlit. Úpravou intenzity vytápění a chlazení mohou technologové řídit rozptyl této přísady, což nakonec ovlivňuje tvorbu různých provozních vlastností materiálu.

Nicméně uhlíkový index poskytovaný perlitu zůstává na stejné úrovni. Přestože následné žíhání může napravit tvorbu mikrostruktury, obsah uhlíku bude v rozmezí 0,8%. Povinnou etapou procesu tvorby ocelové konstrukce je normalizace. Tento postup je vyžadován pro částečnou optimalizaci zrn stejného austenitu. Jinými slovy, částice feritu a perlitu jsou redukovány na optimální velikosti, což dále zlepšuje technické a fyzikální vlastnosti oceli. Jedná se o složitý proces, ve kterém hodně závisí na kvalitě regulace vytápění. Pokud je teplotní režim překročen, může být poskytnut opačný efekt - zvýšení zrn austenitu.

Žíhání z oceli

Používá se několik způsobů žíhání. Techniky úplného a neúplného žíhání jsou zásadně odlišné. V prvním případě intenzivní ohřev austenitu až do kritická teplota, po kterém se chlazení normalizuje. Zde se austenit rozkládá. Zpravidla se provádí kompletní žíhání ocelí v režimu 700-800 ° C. Tepelné zpracování na této úrovni právě aktivuje proces rozkladu feritových prvků. Rychlost chlazení může být také nastavena, například pracovníci údržby mohou ovládat dveře fotoaparátu jeho zavřením nebo otevřením. Nejnovější modely izotermických pecí v automatickém režimu mohou provádět pomalé chlazení podle zadaného programu.

Pokud jde o neúplné žíhání, vyrábí se zahříváním při teplotě nad 800 ° C. Existují však vážná omezení retenčního času kritického teplotního účinku. Z tohoto důvodu dochází k neúplnému žíhání, v důsledku čehož ferit nezmizí. V důsledku toho nebudou odstraněny mnohé nedostatky ve struktuře budoucího materiálu. Proč potřebujeme takové žíhání ocelí, pokud nezlepší fyzické vlastnosti? Ve skutečnosti je to neúplné tepelné zpracování, které umožňuje zachovat měkkou strukturu. Konečný materiál nemusí být vyžadován v každé oblasti použití typické pro uhlíková ocel jako taková, ale umožní snadné obrábění. Měkká pre-eutektoidní slitina může být řezána bez problémů a je levnější ve výrobním procesu.

Normalizace slitiny

Po spálení se objevuje řada pokročilých procedur tepelného zpracování. Izolujte operace normalizace a vytápění. V obou případech je to otázka tepelného působení na obrobek, při němž může teplota překročit 1000 ° C. Samotná normalizace předeutektoidních ocelí však nastává po dokončení tepelného zpracování. V tomto stadiu začíná ochlazování v klidném vzduchu, ve kterém dochází ke stárnutí až do úplného vytvoření jemného austenitu. To znamená, že vytápění je jakousi přípravnou operací před tím, než se slitina uvede do normalizovaného stavu. Když hovoříme o specifických strukturálních změnách, nejčastěji se projevují snížením velikosti feritu a perlitu a také zvýšením tvrdosti. Pevnostní vlastnosti částic se zvyšují ve srovnání s podobnými vlastnostmi, které se dosáhnou způsoby žíhání.

Po normalizaci může následovat další ohřev s dlouhou expozicí. Obrobek se pak ochladí a tento krok může být proveden různými způsoby. Konečná pre-eutektoidní ocel se získává buď ve vzduchu nebo v peci s pomalým chlazením. Jak ukazuje praxe, nejkvalitnější slitina je tvořena plně technologickou normalizací.

Vliv teploty na konstrukci slitiny

Teplotní zásah v procesu tvorby struktury oceli začíná okamžikem transformace feriticko-cementové hmoty na austenit. Jinými slovy, perlit přechází do stavu funkční směsi, která se částečně stává základem pro tvorbu vysoce pevných ocelí. V další fázi tepelného působení se kalená ocel zbaví přebytečného feritu. Jak již bylo řečeno, ne vždy se jej zcela zbavte, jako v případě nedokonalého žíhání. Ale klasická pre-eutektoidní slitina stále naznačuje odstranění této austenitické složky. V další fázi již probíhá optimalizace stávající kompozice s očekáváním vytvoření optimalizované struktury. To znamená, že došlo k poklesu částic slitiny se získáním zvýšených pevnostních vlastností.

Izotermická transformace s podchlazenou austenitickou směsí může být provedena v různých režimech a teplotní úroveň je pouze jedním z parametrů, které řídí technolog. V závislosti na zvoleném normalizačním režimu se také dosahuje vrcholových teplotních účinků, rychlosti ochlazování atd. V některých případech se získává kalená ocel s určitými technickými a fyzikálními vlastnostmi. V této fázi je také možné nastavit specifické provozní vlastnosti. Živým příkladem je slitina s měkkou strukturou, získaná za účelem efektivního dalšího zpracování. Nejčastěji se však výrobci orientují na potřeby koncového uživatele a jeho požadavky na základní technické a provozní vlastnosti kovu.

Struktura oceli

Režim normalizace při teplotě 700 ° C způsobuje vytvoření struktury, ve které bude základem zrna feritů a perlitů. Mimochodem, v konstrukci mají cementite místo feritů hypereutektoidní oceli. Při pokojové teplotě je množství přebytečného feritu zaznamenáno také v obvyklém stavu, i když se tato část minimalizuje se zvyšujícím se obsahem uhlíku. Je důležité zdůraznit, že struktura oceli v malém rozsahu závisí na obsahu uhlíku. To prakticky neovlivňuje chování hlavních komponentů ve stejném procesu ohřevu a téměř vše je soustředěno v perlitu. Vlastně, perlit, a může určit úroveň obsahu uhlíku - zpravidla je to zanedbatelné množství.

Další strukturální nuance je zajímavé. Faktem je, že částice perlitu a feritu mají stejnou měrnou hmotnost. To znamená, že podle počtu jedné z těchto složek v celkové hmotnosti můžete zjistit, jaká je celková plocha, kterou zaujímá. Tak jsou zkoumány povrchy mikrosekcí. V závislosti na způsobu zahřívání pre-eutektoidní oceli se vytvářejí frakční parametry austenitových částic. Ale to se děje téměř v individuálním formátu s tvorbou jedinečných hodnot - je to další záležitost, že limity na různých ukazatelích zůstávají standardem.

Vlastnosti pre-eutektoidní oceli

Tento kov se týká nízkouhlíkové oceli, takže by se neměly očekávat zvláštní výkonnostní charakteristiky. Stačí říci, že v pevnostních vlastnostech tato slitina významně ztrácí eutektoidy. To je způsobeno rozdíly ve struktuře. Skutečnost, že doevtektoidnyh z ušlechtilé oceli obsahující nadbytek železa je nižší než pevnost v analogů, které mají cementu v konstrukční sady. Částečně z tohoto důvodu, že technologie pro stavebnictví doporučuje použít slitiny v jehož výrobě byl zaveden maximální provoz vypalovací s výtlakem feritů.

Pokud budeme hovořit o pozitivní výjimečných vlastností tohoto materiálu, pak jsou v tažnosti, odpor vůči přirozené biologické procesu ničení a tak dále. D. U tohoto kalení doevtektoidnyh ocelí může přidat kov a řadu dalších funkcí. Například, může být vysokou tepelnou odolnost, a nedostatek náchylnosti k korozních procesů, stejně jako soubor ochranných vlastností konvenčních nízkých slitin uhlíku.

Aplikace

Navzdory určitému poklesu pevnostních vlastností, díky členství v kovu ve třídě feritových ocelí je tento materiál běžný v různých oblastech. Například ve strojírenském průmyslu se používají díly z pre-eutektoidních ocelí. Další věc je, že se používají vysoce kvalitní slitiny, při jejichž výrobě byly použity moderní technologie pražení a normalizace. Také struktura pre-eutektoidní oceli se sníženým obsahem feritu umožňuje použití kovu při výrobě stavebních konstrukcí. Navíc cenová hodnota některých značek oceli tohoto typu vám umožňuje očekávat značné úspory. Někdy ve výrobě stavebních materiálů a ocelových modulů nevyžaduje zvýšenou pevnost, ale vyžaduje odolnost a odolnost. V takových případech je odůvodněno použití pre-eutektoidních slitin.

Výroba

Mnoho podniků se zabývá výrobou, přípravou a výrobou pre-eutektoidního kovu v Rusku. Například Uralský závod na výrobu neželezných kovů (UZTSM) vyrábí několik druhů ocelí tohoto druhu a nabízí spotřebiteli různé technické a fyzikální vlastnosti. Ural Steel Plant vyrábí feritové oceli, které obsahují vysoce kvalitní legované součásti. Kromě toho jsou k dispozici speciální modifikace slitin, včetně vysokoteplotních, vysoce chrómových a nerezových kovů.

Mezi největší producenty lze identifikovat a podnik "Metalloinvest". Kapacity této společnosti jsou vyráběny konstrukční oceli s pre-eutektoidní strukturou, určenou pro použití ve stavebnictví. V současné době funguje ocelářský závod společnosti podle nových standardů, což umožňuje zlepšit slabý bod feritových slitin - index síly. Zejména technologové společnosti pracují na zvýšení faktoru intenzity napětí, optimalizaci houževnatosti a únavové odolnosti materiálu. To nám umožňuje nabídnout slitiny téměř univerzálního účelu.

Závěr

Existuje několik technických a provozních vlastností průmyslových a stavebních kovů, které jsou považovány za základní a pravidelně se zlepšují. Jelikož se však struktury a technologické procesy stávají složitějšími, vznikají pro základní prvek nové požadavky. V tomto ohledu se jasně projevuje předeutektoidní ocel, v níž jsou soustředěny různé výkonnostní vlastnosti. Použití tohoto kovu je opodstatněné ne v případech, kdy je zapotřebí část s několika ultrahigh indexy, ale v situacích, kdy jsou vyžadovány speciální atypické sady různých vlastností. V tomto případě kov ukazuje příklad kombinace pružnosti a plasticity s optimální odolností proti nárazům a základními ochrannými vlastnostmi charakteristickými pro většinu slitin uhlíku.