Zemoglekļa tērauds: sastāvs un īpašības

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Zemoglekļa tērauds ir visuresošs. Tās popularitāte ir balstīta uz fizikālajām, ķīmiskajām īpašībām un zemajām izmaksām. Šo sakausējumu plaši izmanto rūpniecībā un celtniecībā. Apskatīsim šo tērauda veidu tuvāk.

Sastāvs

Tērauds ir kausēšanas procesā ar oglekli bagātināts dzelzs. Oglekļa kausēšanai ir raksturīga oglekļa klātbūtne, kas nosaka metāla pamatīpašības, un piemaisījumi: fosfors (līdz 0,07%), silīcijs (līdz 0,35%), sērs (līdz 0,06%), mangāns (līdz 0,06%). 0,8%). Tātad vieglais tērauds satur ne vairāk kā 0,25% oglekļa.

Tāpat kā citas piedevas, mangāns un silīcijs kalpo deoksidēšanai (no šķidrā metāla atdala skābekli, kas samazina trauslumu karstās deformācijas laikā). Bet palielināts sēra saturs var izraisīt sakausējuma plaisāšanu termiskās apstrādes laikā, fosfors - aukstās apstrādes laikā.

Iegūšanas metodes

Zema oglekļa sakausējuma ražošanu var sadalīt vairākos posmos: dzelzs un lūžņu (lādiņa) iekraušana krāsnī, termiskā apstrāde līdz kušanas stāvoklim, piemaisījumu noņemšana no masas.

Turklāt var notikt tērauda liešana vai papildu apstrāde: ar izdedžiem vai vakuumu un inertām gāzēm.

Šādu procesu izpildei tiek izmantoti trīs veidi:

• Martena krāsnis. Visizplatītākais aprīkojums. Kušanas process notiek dažu stundu laikā, kas ļauj laboratorijām izsekot iegūtā sastāva kvalitātei.
• Konvektora krāsnis. Ražots, attīrot ar skābekli. Jāņem vērā, ka šādi iegūtie sakausējumi nav kvalitatīvi, jo satur vairāk piemaisījumu.
• Indukcijas un elektriskās krāsnis. Ražošanas process notiek ar izdedžu izmantošanu. Tādā veidā tiek iegūti kvalitatīvi un specializēti sakausējumi.

Apskatīsim sakausējumu klasifikācijas pazīmes.

Skatījumi

Tērauds ar zemu oglekļa saturu var būt trīs veidu:

• Parastā kvalitāte. Šādos sakausējumos sēra saturs nepārsniedz 0,06%, fosfora 0,07%.
• Kvalitāte. Satur: sēru līdz 0,04%, fosforu līdz 0,035%.
• Augsta kvalitāte. Sērs līdz 0,025%, fosfors līdz 0,025%
• Īpaša kvalitāte. Zems piemaisījumu saturs: sērs līdz 0,015%, fosfors - līdz 0,025%.

Kā minēts iepriekš, jo mazāk piemaisījumu, jo labāka sakausējuma kvalitāte.

Parastās kvalitātes zemoglekļa tērauds GOST 380-94 ir sadalīts vēl trīs grupās:

• A. To nosaka tā mehāniskāīpašības. Piegādes veids patērētājam visbiežāk sastopams vairāku sekciju un lokšņu metāla veidā.
• B. Galvenie rādītāji ir ķīmiskais sastāvs un īpašības. Optimāla mehāniskai iedarbībai ar spiedienu zem termiskā faktora (kalšana, štancēšana).
• B. Šiem sakausējumu veidiem svarīgas ir šādas īpašības: tehniskā, tehnoloģiskā, fizikālā, ķīmiskā un attiecīgi sastāvs.

Atbilstoši deoksidācijas procesam tēraudu iedala:

• Mierīgi. Sacietēšanas process norit gludi. Šajā procesā neizdalās gāzes. Rukums notiek lietņa vidū.
• Pusmierīgs. Tērauda starpskats starp mierīgām un vārošām kompozīcijām.
• Vāra. Sacietēšana notiek līdz ar gāzes izdalīšanos. Slēpta saraušanās uzmava.

Pamatfunkcijas

Zemoglekļa tēraudam ir augsta elastība, viegli deformējams aukstā un karstā stāvoklī. Šī sakausējuma atšķirīgā iezīme ir laba metināmība. Atkarībā no papildu elementiem tērauda īpašības var mainīties.

Visbiežāk zema oglekļa satura sakausējumi tiek izmantoti celtniecībā un rūpniecībā. Tas ir saistīts ar zemo cenu un labām izturības īpašībām. Šādu sakausējumu sauc arī par strukturālu. Marķējumā ir šifrētas vieglā tērauda īpašības. Tālāk mēs apskatīsim tā funkcijas.

Marķēšanas līdzekļi

Parastam vieglajam tēraudam ir burts CT un cipars. Skaitlis jādala ar 100, tad būssaprast oglekļa procentuālo daudzumu. Piemēram, CT15 (ogleklis 0,15%).

Apskatīsim marķējumu un atšifrēsim apzīmējumus:

• Pirmie burti vai to neesamība norāda uz piederību noteiktai kvalitātes grupai. Tas var būt B vai C. Ja burta nav, sakausējums pieder A kategorijai.
• St apzīmē tēraudu.
• Ciparu apzīmējums - šifrēta oglekļa procentuālā daļa.
• kp, ps - apzīmē vārošu vai daļēji mierīgu sakausējumu. Apzīmējuma neesamība norāda, ka tērauds ir mierīgs (cn).
• Burtu apzīmējums un cipars aiz tā atklāj, kādi piemaisījumi ir iekļauti sastāvā un to procentuālais daudzums. Piemēram, G - mangāns, Yu - alumīnijs, F - vanādijs.

Augstas kvalitātes tēraudiem ar zemu oglekļa saturu marķējumā netiek ievietots burts “St”.

Piemēro arī krāsu kodējumu. Piemēram, 10. klases vieglais tērauds ir b alts. Speciālajam nolūkam paredzētus tēraudus var apzīmēt ar papildu burtiem. Piemēram, "K" - tiek izmantots katlu ēkā; OSV - izmanto vagonu asu uc ražošanai.

Ražotie produkti

Var izšķirt vairākas tērauda izstrādājumu grupas:

• Tērauda loksnes. Pasugas: biezas loksnes (GOST 19903-74), plānas loksnes (GOST 19904-74), platjoslas (GOST 8200-70), lentes (GOST 103-76), gofrētas (GOST 8568-78)
• Leņķa profili. Vienāda plaukta (GOST 8509-93), nevienāda plaukta (GOST 8510-86).
• kanāli (GOST 8240-93).
• I-sijas. Parastās I veida sijas (GOST 8239-89), plata plaukta I sijas (GOST 26020-83, STO ASCHM 20-93).
• Caurules.
• Profilēta grīda.

Šim sarakstam ir pievienoti sekundārie profili, kas tiek veidoti metinot un apstrādājot.

Lietošanas jomas

Zemoglekļa tērauda darbības joma ir diezgan plaša un ir atkarīga no marķējuma:

• St 0, 1, 3Gsp. Plašs pielietojums būvniecībā. Piemēram, viegla tērauda stiegrojuma stieple,
• 05kp, 08, 08kp, 08g. Piemērots štancēšanai un aukstai zīmēšanai (augsta plastiskums). Izmanto automobiļu rūpniecībā: virsbūves daļas, degvielas tvertnes, spoles, metināto konstrukciju daļas.
• 10, 15. Izmanto detaļām, kas nav pakļautas lielai slodzei. Katlu caurules, štancējumi, savienojumi, skrūves, skrūves.
• 18kp. Tipisks pielietojums ir konstrukcijas, kas tiek ražotas metinot.
• 20, 25. Plaši izmanto stiprinājumu ražošanā. Sakabes, vārstu kārbas, rāmji un citas lauksaimniecības mašīnu daļas.
• 30, 35. Viegli noslogotas asis, ķēdes rati, zobrati utt.
• 40, 45, 50. Vidējas slodzes daļas. Piemēram, kloķvārpstas, berzes diski.
• 60-85. Daļas, kas pakļautas lielam spriegumam. Tās var būt dzelzceļa sliedes, celtņa riteņi, atsperes, paplāksnes.

Kā redzat, produktu klāsts ir plašs – tā nav tikai viegla tērauda stieple. Arītās ir sarežģītu mehānismu detaļas.

Zemleģētais un zema oglekļa satura tērauds: atšķirības

Lai uzlabotu jebkādas sakausējuma īpašības, tiek pievienoti leģējošie elementi.

Tēraudus, kas satur zemu oglekļa daudzumu (līdz ceturtdaļai procenta) un leģējošo piedevu (kopējais procentuālais daudzums līdz 4%) chebā, sauc par mazleģētiem. Šādi velmēti izstrādājumi saglabā augstas metināšanas īpašības, bet tajā pašā laikā tiek uzlabotas dažādas īpašības. Piemēram, izturība, pretkorozijas veiktspēja un tā tālāk. Parasti abus veidus izmanto metinātās konstrukcijās, kurām ir jāiztur temperatūras diapazons no mīnus 40 līdz plus 450 grādiem pēc Celsija.

Metināšanas funkcijas

Zemoglekļa tēraudu metināšanai ir augsta veiktspēja. Metināšanas veids, elektrodi un to biezums tiek izvēlēti, pamatojoties uz šādiem tehniskajiem datiem:

• Savienojumam noteikti jābūt stingri nostiprinātam.
• Nedrīkst būt šuvju defektu.
• Šuves ķīmiskais sastāvs jāveic saskaņā ar GOST noteiktajiem standartiem.
• Metinātajiem savienojumiem jāatbilst ekspluatācijas apstākļiem (izturība pret vibrāciju, mehānisko spriegumu, temperatūras apstākļiem).

Var izmantot dažādus metināšanas veidus, sākot no gāzes līdz oglekļa dioksīda elektrodu metināšanai. Izvēloties, ņemiet vērā zema oglekļa satura un zema sakausējuma sakausējumu augsto kausējamību.

Attiecībā uz konkrēto pielietojumu zema oglekļa satura tērauds tiek izmantots celtniecībā un inženierzinātnēs.

Tērauda marka ir izvēlēta, pamatojoties uz nepieciešamajām fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām izejā. Leģējošu elementu klātbūtne var uzlabot dažas īpašības (noturību pret koroziju, temperatūras galējībām), bet arī pasliktināt citas. Vēl viena šo sakausējumu priekšrocība ir laba metināmība.

Tātad, mēs noskaidrojām, kas ir zema oglekļa satura un mazleģētā tērauda izstrādājumi.