Kaj je legirano jeklo - sestava, lastnosti, blagovne znamke, GOST, namen, predelava

Morda na svetu ni takšne osebe, ki ne bi slišala o najpogostejši zlitini železa na zemlji - jeklu. Poleg tega, da ima material veliko sort, se uporablja pri proizvodnji skoraj vseh železnih konstrukcij in predmetov. Poleg tega je posebna pozornost namenjena zlitinam zlitin, ki imajo posebne lastnosti. V sodobni industriji je težko najti industrijo, kjer se ne uporablja legirano jeklo. Kaj je in kako se ta vrsta razlikuje od drugih?

Kaj je to?

Navadno jeklo je spojina železovega ogljika in številne nečistoče. V skladu z opredelitvijo "legiranega jekla" (LS) je mišljena posebna zlitina, ki je pridobljena z uvedbo določenega števila kemičnih elementov. To se stori, da se pridobijo potrebne fizikalne in kemijske lastnosti kovine.

Praviloma se dodajajo takšni elementi periodnega sistema, brez katerega je težko upravljati glede na specifično situacijo:

• Nikelj - H (Ni).
• Baker - M (Cu).
• Niobij - B (Nb).
• Krom - X (Cr).
• Mangan - T (Mn).
• Silicij - C (Si).
• Vanadij - F (V).
• Volfram - V (W).
• Molibden - M (Mo).
• Titan - T (Ti).
• Aluminij - A (Al).
• Cirkonij - C (Zr).
• Kobalt - K (Co).

Poleg njih pa uporabljamo tudi molibden in aluminij. Poleg tega se vsak od teh elementov doda za določen namen. Njihovo število neposredno vpliva na pridobitev potrebnih kvalitet. Zdaj je postalo malo jasno, kaj je legirano jeklo.

Dodatki

Nekateri od njih, ki krepijo nekatere specifične materialne lastnosti, podcenjujejo druge lastnosti. Na primer, s pomočjo mangana je mogoče bistveno povečati trdnost in trdoto kovine ter izboljšati rezalne lastnosti. Hkrati to vodi do povečanja zrn, kar zmanjšuje odpornost proti udarnim obremenitvam.

Nasprotno, dodajanje kroma lahko te lastnosti izboljša in hkrati poveča odpornost na toploto. Zaradi niklja postane zlitina bolj elastična in če prevladuje količina, kovina pridobi visoke stopnje odpornosti proti koroziji in toplotni odpornosti. Nerjavno jeklo, za katerega vsi vemo, je le zlitina zadnjih dveh kovin ali material z vsebnostjo kroma 27%.

Vsi, ki vedo, kaj je legirano jeklo, kaj je legiranje, niso popolnoma razumljivi. Bistvo tega je, da dodamo te elemente. Toda nazaj na naše "nečistoče" - molibden na eni strani povečuje trdoto, na drugi strani - vodi do zmanjšanja krhkosti. Na račun volframa je mogoče povečati ne le trdoto, temveč tudi moč in s tem rezalne lastnosti kovine. Poleg tega, če se segreje na visoko temperaturo (600-650 ° C), se te lastnosti ne izgubijo (rdečina).

Silicon vam omogoča, da povečate elastičnost materiala, kot tudi odpornost na kisline. Dodatek vanadija poveča plastične lastnosti z zmanjšanjem zrn. Titanium vam omogoča, da dobite trajnejši material.

Nečistoče

Zdaj je jasno, kaj je legirano jeklo. Hkrati pa se moramo zavedati prisotnosti nekaterih nečistoč, ki so, ne glede na kakovost jekla, v njej vedno prisotne. V večini primerov gre za nekovine:

• Ogljik.
• Žveplo.
• Fosfor.
• Kisik in dušik.
• Vodik.

Ogljik ima največji vpliv na lastnosti jekla. Če ne vsebuje več kot 1,2%, potem je za material značilna visoka trdota in trdnost. Prav tako povečuje mejo tečenja. Presežek te norme vodi do zmanjšanja jakosti in duktilnosti.

Tudi visoka vsebnost žvepla ni dobra. Več kot 0,65% - zmanjšano udarne trdnosti odpornost proti koroziji, plastičnost. Toda poleg tega je varljivost jekla bistveno zmanjšana.

S fosforjem je treba biti zelo previden, saj njegov presežek, celo neznatno, negativno vpliva na kovino. Viskoznost in plastičnost se zmanjšata, hkrati pa se poveča krhkost in fluidnost. Vse to lahko vpliva na predelavo legiranih jekel.

Presežek kisika in dušika vodi do prekomerne krhkosti materiala, prav tako pa zmanjšuje njegovo viskoznost.

Visoka vsebnost vodika daje tudi kovinsko krhkost, kar je nezaželeno.

Vrste zdravil

Glede na količino legirnih dodatkov lahko jeklo razdelimo v tri vrste:

• Nizko legirano jeklo - ne vsebuje več kot 2,5% dodatkov.
• Srednje legirano jeklo - število legirnih elementov se giblje med 2,5 in 10%.
• Visoko legirano jeklo - tu govorimo o višji vsebnosti 10% in več.

Upošteva skupno število legirnih dodatkov.

Za pridobitev določenih kvalitet legiranih jekel poteka proces normalizacije. To se zgodi, ko se material segreje na temperaturo 900 ° C, nato pa se ohladi na zraku.

Na podlagi tega lahko „označevanje“ legiranih jekel izgleda takole:

• Pearlite - vsebnost legirnih dodatkov za takšna jekla se giblje med 5% in 7%. Dobijo se naslednje strukture: perlit, sorbitol in trska.
• Martenzitna - pri tem so legirni elementi več kot 7-15%, ogljik pa ne več kot 0,55%.
• Avstenitna - poleg vsebnosti legirnih elementov (več kot 15%) so prisotni tudi nikelj (8%) in mangan (13%). Vsebnost ogljika ne presega 0,2%.
• Feritni - ta ogljikova struktura ne vsebuje več kot 0,2%. Medtem ko je krom tu 17-30%, je silicij 2,5% (ne manj). Takšna jekla lahko pripišemo nizkoogljičnim.
• Carbide (ledeburitnaya) - to je visoko ogljikovih znamk (0,7% C). Večinoma vsebujejo volfram, vanadij, molibden in krom.

Pridobivanje različnih vrst legiranega jekla, oziroma njegove strukture, je odvisno ne le od hitrosti ohlajanja kovin v zraku, ampak tudi od količine legirnih dodatkov in ogljika.

Značilnosti označevanja drog

Na začetku članka na seznamu legirnih elementov so v bližini vsakega od njih črke, kar ni naključno. Gre za označevanje teh kovin, toda poleg njih še vedno obstajajo številke. Primer je podan spodaj.

Vse to se opravi v skladu z GOST 4543-71. Alfanumerična oznaka ni naključna, saj imajo vsa legirana jekla širok razpon. In v taki sorti je enostavno priti zmeden, in zato je treba sistematizirati.

Poleg tega vsaka črka cirilice (ki ji sledi prva) v označbi označuje prisotnost enega ali drugega elementa, številka (običajno po črki) pa označuje vsebino v odstotkih. V tem primeru, če govorimo o količinah, ki so manjše od 0,99%, se število običajno ne vnese.

Včasih se zlitini lahko dodajo redke zemeljske kovine, kot so itrij, lantan in številne druge. V tem primeru se pri označevanju jekla, legiranega po GOST-u, navede samo ena črka - Ch.Obeležba jekla vsebuje še druge značilnosti:

• Prvi dve števki vedno označujeta odstotek ogljika, ki nikoli ni dobesedno označen.
• Če je to hitrorezno jeklo, potem je vsebnost volframa prikazana v celih frakcijah odstotka. Krom v takšnih zlitinah je običajno 4%.
• Za jeklene kroglične ležaje po črkah Š sledi oznaka vsebnosti kroma v desetinah odstotka.
• Prisotnost dveh črk »A« označuje zelo čisto legirano jeklo.

Vzemite na primer dve oznaki:

1. 03H13AG19 - LS vsebuje 0,03% ogljika, 13% kroma, 1% dušika in 19% mangana.
2. 18HGT - v tem jeklenem ogljiku je 0,18%, vsak krom, titan in mangan pa 1%.

Poleg tega lahko na samem začetku vsakega označevanja legiranih jekel obstaja črka, ki označuje material za posebne namene:

• Elektrotehnika - E.
• Visoka hitrost - R.
• Kroglični ležaji - W.
• Avtomatnaya - A.

Legirana jekla lahko še vedno spadajo v kategorijo visoko kakovostnih in še posebej visoko kakovostnih kovin.

V tem primeru se na koncu oznake nahaja črka „A“ oziroma „III“.

Koristi

Vsa legirana jekla imajo številne dragocene prednosti, med katerimi je treba poudariti:

• povečana odpornost na deformacije lamelnega značaja;
• visoka trdota;
• odpornost na hladno lomljenje in viskoznost;
• tehnološki kakovosti na visoki ravni.

Poleg tega to jeklo ni nagnjeno k upogibanju ali drugim napakam med postopkom utrjevanja.

Slabosti

Z vsemi očitnimi prednostmi, ki jih ima legirano orodno jeklo ali druge, obstajajo tudi slabosti:

• Za njih je značilna dendritična segregacija, vendar se je na srečo mogoče izogniti z izvajanjem difuzijskega žarjenja.
• Visoko legirani sloji lahko vsebujejo ostanek avstenita, ki zmanjšuje odpornost na utrujenost in trdoto materiala.
• Pojav flokul, tako imenovanih razpok v strukturi jekla, ni izključen. Tej napaki se je mogoče izogniti z upočasnjevanjem ohlajanja kovine in zmanjšanjem vsebnosti vodika med taljenjem.

Odvisno od vrste toplotne obdelave se izognemo večini napak. Kot rezultat, jeklo pridobi potrebne, včasih edinstvene lastnosti.

Proizvodnja drog

Proizvodni postopek zlitine orodna jekla ali drugi prehodi v več stopnjah z uporabo obločnih peči:

• Železova ruda očiščen.
• Talilna kovina.
• Dodajanje legirnih elementov.

V procesu čiščenja železove rude odpravi nezaželene nečistoče, kot so žveplo in fosfor. Vse to se dogaja v talilni peči odprtega tipa. Uporablja se tudi tehnologija sekundarne obdelave jekla. Še en tehnološki proces, ki je potreben, je vakuumsko taljenje, zaradi česar se odstrani arzen in številne nečistoče neželeznih kovin.

Električna peč se že uporablja za taljenje kovine, za katero se surovina segreje na visoko temperaturo 400-600 ° C. Pri tem se železo začne spreminjati v železo, za katerega je značilna nestabilna kristalna mreža. Toda s stabilizacijo proizvaja nekakšno legirano jeklo.

To naredimo na naslednji način. Kisik vstopi v delovno komoro, med izgorevanjem katere se atmosfera komore dovoli z ogljikom. Začne se mešati z železom, kar vodi v nastanek jekla.

Kasneje se surovinam dodajo različni dodatki , odvisno od zahtevanih lastnosti kovine. Kristalna rešetka postane bolj gost, rezultat pa so legirani izdelki.

Toplotna obdelava

Vklop taljenje BOS se ne konča. Po tem jo morate utrjevati. Taljeni vzorci so podvrženi postopku strjevanja pri temperaturi 1100 ° C. Po njem je potrebno sprostitev ogljikovih in legiranih jekel, to pa počnemo postopoma, da ne pride do razpok.

Ta postopek je potreben za vse kaljene dele. Njegova glavna naloga je razbremeniti notranje napetosti. S tem se zmanjša trdota in plastičnost. Za počitnice se lahko uporabijo različna sredstva:

• Kopeli:
  • olje;
  • solit;
  • s staljeno alkalijo.
• Pečica s prisilnim kroženjem zraka.

Kar zadeva temperaturo popuščanja, je odvisno od znamke zdravila in zahtevane trdote materiala. Na primer, za HRC 59-60 znaša 150-200 ° C. Za hitra zdravila je potreben temperaturni način malo več - 540-580 ° C. To se imenuje tudi sekundarno utrjevanje, saj se trdota dela poveča.

Po postopku kaljenja se jeklo praviloma ohladi na prostem. Izjema so izdelki iz nikljevih kromov - potrebujejo kopel z vodo ali oljem. Če se ohladi zamuja, bo to povzročilo prekomerno krhkost kovine.

Področje uporabe

Kar zadeva namen legiranega jekla, je to praktično vsako področje človekove dejavnosti. Kovinsko orodje se uporablja za izdelavo rezil, rezil, matric, merilnih naprav, zobnikov, vzmeti, vzmetenja, strij in še več. Nerjaveči LS je idealen za izdelavo jedi, etuiji za gospodinjske aparate.

Varilne droge

Postopek varjenja zdravila je v celoti odvisen od kemične sestave kovine. Poleg tega ima ogljik za razliko od legirnih elementov največji učinek. Hkrati imajo aditivi različen učinek na varjenje. Na primer, prisotnost kroma in mangana v večji meri vodi v nastanek razpok, namesto niklja. Toda titan v tem procesu deluje zelo ugodno.

Zaradi velike količine žvepla, fosforja in raztopljenih plinov se varljivost jekla znatno poslabša. Zato njihova vsebnost ne sme biti večja od 0,020 - 0,05%, kar nikakor ne vpliva na varjenje legiranih jekel.