Co je legovaná ocel - složení, vlastnosti, značky, GOST, účel, zpracování

Možná, že na světě není žádná taková osoba, která by neslyšela o nejběžnější slitině železa na zemi - ocel. Kromě toho, že materiál má mnoho odrůd, používá se při výrobě téměř všech železných struktur a předmětů. Zvláštní pozornost je věnována také slitinovým slitinám, které mají zvláštní vlastnosti. V moderním průmyslu je obtížné nalézt jakýkoli průmysl, kde není použita legovaná ocel. Co je a jak se tento druh liší od všech ostatních?

Co je tohle?

Obyčejná ocel je sloučenina uhlíku ze železa a množství nečistot. Podle definice "legované oceli" (LS) se rozumí speciální slitina, která se získá zavedením určitého počtu chemických prvků. To se provádí za účelem získání potřebných fyzikálních a chemických vlastností kovu.

Zpravidla se přidávají takové prvky periodické tabulky, bez nichž je obtížné řídit v závislosti na konkrétní situaci:

• Nikl - H (Ni).
• Měď - M (Cu).
• Niobium-B (Nb).
• Chrome - X (Cr).
• Mangan - T (Mn).
• Silikon - C (Si).
• Vanad - F (V).
• Wolfram - In (W).
• Molybden - M (Mo).
• Titan - T (Ti).
• Hliník - A (Al).
• Zirkonium - C (Zr).
• Kobalt - K (Co).

Kromě nich se používá molybden a hliník. Kromě toho se každý z těchto prvků přidává ke konkrétnímu účelu. A jejich počet má přímý vliv na získání potřebných vlastností. Nyní je trochu jasné, jaká je legovaná ocel.

Doplňky

Některé z nich, které zlepšují určité vlastnosti materiálu, podceňují další vlastnosti. Například pomocí manganu je možné výrazně zvýšit pevnost a tvrdost kovu spolu se zlepšením řezných vlastností. Současně to vede k nárůstu zrna, což snižuje odolnost proti nárazům.

Přidání chrómu může naopak tyto vlastnosti zlepšit a současně zvýšit odolnost proti teplu. Díky niklu se slitina stává elastičtější a pokud převažuje její množství, získává kov vysokou odolnost proti korozi a tepelnou odolnost. Nerezová ocel, o které ví každý, je pouze slitina z posledních dvou kovů nebo materiál s obsahem chrómu 27%.

Každý, kdo ví, jaká legovaná ocel je, jaká je slitina, není plně pochopena. Podstatou toho je přidat tyto prvky. Ale zpět k našim "nečistotám" - molybden na jedné straně zvyšuje tvrdost, ale na druhé straně - vede ke snížení křehkosti. Na úkor volfrámu je možné zvýšit nejen tvrdost, ale i pevnost a tím i kvalitu řezání kovu. Navíc při ohřátí na vysokou teplotu (600-650 ° C) se tyto vlastnosti neztrácejí (zarudnutí).

Silikon umožňuje zvýšit pružnost materiálu a odolnost vůči kyselinám. Přidání vanadu zvyšuje plastické vlastnosti snížením zrna. Titan umožňuje získání odolnějšího materiálu.

Nečistoty

Nyní je jasné, jaká je legovaná ocel. Zároveň je však třeba si uvědomit přítomnost některých nečistot, které jsou bez ohledu na stupeň oceli vždy přítomny. Ve většině případů to jsou nekovy:

• Uhlík.
• Síra.
• Fosfor.
• Kyslík a dusík.
• Vodík.

Uhlí má nejvíce vliv na vlastnosti oceli. Pokud neobsahuje více než 1,2%, pak se materiál vyznačuje vysokou tvrdostí a pevností. Také zvyšuje mez kluzu. Přebytek této normy vede ke snížení síly a tažnosti.

Vysoký obsah síry také není dobrý. Více než 0,65% - sníženo nárazovou pevnost odolnost proti korozi, plasticita. Kromě toho je svařitelnost oceli výrazně snížena.

Je nutné, aby byl s fosforem velmi opatrný, neboť jeho nadbytek, dokonce nevýznamně, negativně ovlivňuje kov. Viskozita a plasticita se snižují, zároveň se zvyšuje křehkost a tekutost. To vše může ovlivnit zpracování legovaných ocelí.

Přebytek kyslíku a dusíku vede k nadměrné křehkosti materiálu a snižuje jeho viskozitu.

Vysoký obsah vodíku také dává křehkost kovů, což je nežádoucí.

Odrůdy léků

V závislosti na množství legovaných přísad může být ocel rozdělena do tří typů:

• Nízkolegovaná ocel - neobsahuje více než 2,5% přísad.
• Střední legovaná ocel - počet legujících prvků se pohybuje od 2,5 do 10%.
• Vysoce legovaná ocel - zde hovoříme o vyšším obsahu o 10% a vyšším.

Zohledňuje celkový počet legujících přísad.

K získání určitých vlastností dochází k legalizaci legovaných ocelí. Toto je, když se materiál zahřeje na teplotu 900 ° C a poté se ochladí na vzduchu.

Na základě toho může "značení" legovaných ocelí vypadat takto:

• Pearlite - obsah legovacích přísad pro takové oceli se pohybuje od 5% do 7%. Získané jsou následující struktury: perlit, sorbitol a rákos.
• Martensitic - zde jsou legující prvky více než 7-15%, uhlík není větší než 0,55%.
• Austenitické - kromě obsahu legujících prvků (více než 15%) jsou přítomny nikl (8%) a mangan (13%). Obsah uhlíku není větší než 0,2%.
• Feritická - tato uhlíková struktura také neobsahuje více než 0,2%. Zatímco chrom je zde 17-30%, křemík je 2,5% (ne méně). Takové oceli lze přičíst nízkouhlíkovému.
• Karbid (ledeburitnaya) - jedná se o vysoce uhlíkové značky (0,7% C). Obsahuje především wolfram, vanad, molybden a chróm.

Získání různých druhů legované oceli, nebo spíše její struktury, závisí nejen na rychlosti ochlazování kovů ve vzduchu, ale také na množství legujících přísad a uhlíku.

Vlastnosti označování drog

Na začátku článku v seznamu legujících prvků jsou vedle každého z nich písmena, což není náhodná. Jedná se o označování takových kovů, ale kromě nich stále existují čísla. Příklad je uveden níže.

To vše se provádí podle GOST 4543-71. Alfanumerické označení není náhodné, protože všechny legované oceli mají široký rozsah. A v takové rozmanitosti je snadné se zmást, a proto je třeba systematizovat.

Navíc každé písmeno cyrilské abecedy (za ním první) v označení označuje přítomnost jednoho nebo jiného prvku a číslo (obvykle za písmenem) označuje obsah v procentech. V tomto případě, pokud mluvíme o množství menším než 0,99%, pak číslo obvykle není uvedeno.

Někdy mohou být do slitiny přidány kovy vzácných zemin, jako je yttrium, lanthan a mnoho dalších. V tomto případě je při označování legované oceli podle GOST uvedeno pouze jedno písmeno - Ch. Existují další znaky v označení oceli:

• První dvě číslice vždy uvádějí procento uhlíku, které dosud nebylo doslovně označeno.
• Pokud jde o vysokorychlostní ocel, obsah volfrámu je uveden v celých frakcích procent. Chróm v takových slitinách je obvykle 4%.
• U ocelí s kuličkovým ložiskem se po písmenách ШХ sleduje označení obsahu chrómu v desetinách procent.
• Přítomnost dvou písmen "A" označuje vysoce čistou legovanou ocel.

Vezměte například dvě značky:

1. 03H13AG19 - LS obsahuje 0,03% uhlíku, 13% chromu, 1% dusíku a 19% manganu.
2. 18HGT - v tomto ocelovém uhlíku je 0,18% a v chromu, titanu a manganu 1% každé.

Navíc na začátku jakéhokoli značení legovaných ocelí může být písmeno označující speciální materiál:

• Elektrotechnický - E.
• Vysoká rychlost - R.
• Kuličková ložiska - W.
• Avtomatnaya - A.

Zliatinové oceli mohou stále patřit do kategorie vysoce kvalitních nebo zejména vysoce kvalitních kovů.

V takovém případě bude na konci označení označeno písmeno "A" nebo "III".

Výhody

Všechny legované oceli mají řadu cenných výhod, mezi kterými stojí za zmínku:

• zvýšená odolnost vůči deformacím lamelárního charakteru;
• vysoká tvrdost;
• odolnost proti roztržení a viskozitě za studena;
• technologickou kvalitu na vysoké úrovni.

Navíc tato ocel není během procesu vytvrzování náchylná k deformacím nebo jiným vadám.

Nevýhody

Se všemi zjevnými výhodami, které má legovaná nástrojová ocel nebo jiné, jsou i nevýhody:

• Jsou charakterizovány dendritickou segregací, ale naštěstí se tomu lze vyhnout použitím difúzního žíhání.
• Vysoce legované typy mohou obsahovat zbytkový austenit, který snižuje odolnost proti únavě a tvrdosti materiálu.
• Vzhled vloček, tzv. Trhlin v konstrukci z oceli, není vyloučen. Tuto poruchu lze předejít zpomalením chlazení kovu a snížením obsahu vodíku během tavení.

V závislosti na typu tepelného zpracování se zabrání většině vad. Výsledkem je, že ocel získá potřebné, někdy jedinečné vlastnosti.

Výroba léků

Proces výroby slitin nástrojové oceli nebo jiných průchodů v několika stupních za použití elektrických obloukových pecí:

• Železná ruda vymazáno.
• Tavení kovu.
• Přidání legujících prvků.

Při čištění železné rudy odstraňuje nežádoucí nečistoty, jako je síra a fosfor. To vše se děje v otevřené tavicí peci. Používá se také technologie sekundární úpravy oceli. Dalším technologickým postupem je vakuové tavení, což vede k odstranění arzenu a množství nečistot z neželezných kovů.

Elektrická oblouková pec je již použita k tavení kovu, u kterého se surovina zahřeje na vysokou teplotu 400-600 ° C. Zde se železo začíná přeměňovat na železo, které se vyznačuje nestabilní krystalovou mřížkou. Ale stabilizací produkuje nějaký druh legované oceli.

Toto je provedeno následovně. Kyslík vstupuje do pracovní komory, přičemž při spalování je atmosféra komory zásobována uhlíkem. Začíná se mísit se železem, což vede k tvorbě oceli.

Později se k surovinám přidávají různé přísady , v závislosti na požadovaných vlastnostech kovu. Křišťálová mřížka stane se hustší a výsledkem jsou legované výrobky.

Tepelné zpracování

Zapnuto tavení výroby BOS nekončí. Poté je třeba je tvrdit. Tavené vzorky se podrobí vytvrzovací proceduře při teplotě 1100 ° C. Po něm je zapotřebí uvolňování uhlíkových a legovaných ocelí, což se děje postupně, aby se zabránilo vzniku prasklin.

Tento proces je nutný pro všechny vytvrzené díly. Jeho hlavním úkolem je zmírnit vnitřní stres. Tím se snižuje tvrdost a plasticita. Pro dovolenou lze použít různé prostředky:

• Koupelny:
  • olej;
  • lepek;
  • s roztavenou alkalickou látkou.
• Pece s nucenou cirkulací vzduchu.

Co se týče temperování teploty, závisí na značce léčiva a požadované tvrdosti materiálu. Například pro HRC 59-60 je 150-200 ° C. Pro vysokorychlostní léky je zapotřebí trochu více teplotního režimu - 540-580 ° C. Toto se také označuje jako sekundární vytvrzení, protože tvrdost části se zvyšuje.

Po procesu temperování je zpravidla ocel ochlazena pod širým nebem. Výrobky z niklu a chrómu jsou výjimkou - potřebují koupel s vodou nebo olejem. Pokud je chlazení zpožděno, bude to mít za následek nadměrnou křehkost kovu.

Rozsah

Co se týče legované oceli, je to prakticky každá oblast lidské činnosti. Kovový nástroj se používá k výrobě nožů, fréz, nástrojů, měřících přístrojů, ozubených kol, pružin, závěsů, strihů a dalších. Stainless LS je ideální pro výrobu nádobí, případů domácích spotřebičů.

Svařovací léky

Proces svařování léku plně závisí na chemickém složení kovu. Navíc na rozdíl od legujících prvků má uhlík největší vliv. Zároveň mají samotné aditiva na svařování jiný účinek. Například přítomnost chromu a manganu ve větší míře vede k tvorbě prasklin, spíše než niklu. Ale titan v tomto procesu působí velmi příznivě.

Vzhledem k velkému množství síry, fosforu a rozpuštěných plynů se svařitelnost oceli výrazně zhoršuje. Proto by jejich obsah neměl být vyšší než 0,020-0,055%, což v žádném případě neovlivní svařování legovaných ocelí.