Tērauds: sastāvs, īpašības, veidi un pielietojums. Sastāvs no nerūsējošā tērauda

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

Daudzi cilvēki zina, ka tērauds ir produkts, ko iegūst citu elementu kausēšanas procesā. Bet kas? Kas ir tēraudā? Mūsdienās šī viela ir deformējams dzelzs sakausējums ar oglekli (tā daudzums ir 2,14%), kā arī neliela daļa citu elementu.

Vispārīga informācija

Ir vērts atzīmēt, ka tērauds ir sakausējums, kura sastāvā ir tieši līdz 2,14% oglekļa. Sakausējumu, kas satur vairāk nekā 2,14% oglekļa, jau sauc par čugunu.

Ir zināms, ka oglekļa tērauda un parastā tērauda sastāvs nav vienāds. Ja parastajā substrātā ir ogleklis un citi leģējoši (uzlabojoši) komponenti, tad oglekli saturošajā produktā nav leģējošu elementu. Ja mēs runājam par leģēto tēraudu, tad tā sastāvs ir daudz bagātāks. Lai uzlabotu šī materiāla veiktspēju, tā sastāvam tiek pievienoti tādi elementi kā Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti u.c.. Svarīgi atzīmēt, ka šīs vielas labākās īpašības ir nodrošina precīzi, pievienojot leģētus kompleksus, nevis vienu vai divas vielas.

Klasifikācija

TērējietAplūkojamā materiāla klasifikāciju var balstīt uz vairākiem rādītājiem:

• Pirmais rādītājs ir tērauda ķīmiskais sastāvs.
• Otrais ir mikrostruktūra, kas arī ir ļoti svarīga.
• Protams, tēraudi atšķiras pēc kvalitātes un ražošanas metodes.
• Tāpat katram tērauda veidam ir savs pielietojums.

Sīkāk sastāvu var aplūkot, izmantojot ķīmiskā sastāva piemēru. Pamatojoties uz to, tiek izdalīti vēl divi veidi - tie ir leģētie un oglekļa tēraudi.

Starp oglekļa tēraudiem ir trīs šķirnes, kuru galvenā atšķirība ir oglekļa kvantitatīvais saturs. Ja viela satur mazāk par 0,3% oglekļa, tad to klasificē kā zemu oglekļa saturu. Šīs vielas saturs reģionā no 0,3% līdz 0,7% pārvērš galaproduktu vidēja oglekļa tērauda kategorijā. Ja sakausējums satur vairāk nekā 0,7% oglekļa, tērauds tiek klasificēts kā ar augstu oglekļa saturu.

Ar leģētajiem tēraudiem viss ir aptuveni vienāds. Ja materiāla sastāvs satur mazāk par 2,5% leģējošo elementu, tad tas tiek uzskatīts par mazleģētu, no 2,5% līdz 10% - vidēji leģētu, bet no 10% un vairāk - par augstu leģētu.

Mikrostruktūra

Tērauda mikrostruktūra atšķiras atkarībā no tā stāvokļa. Ja sakausējums ir atkausēts, tad tā struktūra tiks sadalīta karbīdā, ferīta, austenīta utt. Ar normalizētu vielas mikrostruktūru produkts var būt perlītisks, martensīts vai austenīts.

Tērauda sastāvs un īpašības nosaka, vai izstrādājums pieder kādai no šīm trim klasēm. Vismazāk leģētie un oglekļa tēraudi ir perlīta klase, vidējie ir martensīta tēraudi, un augstais leģējošo elementu vai oglekļa saturs tos pārvērš austenīta tēraudu kategorijā.

Ražošana un kvalitāte

Ir svarīgi ņemt vērā, ka sakausējums, piemēram, tērauds, var saturēt dažus negatīvus elementus, kuru lielais saturs pasliktina izstrādājuma veiktspēju. Šīs vielas ietver sēru un fosforu. Atkarībā no šo divu elementu satura tērauda sastāvs un veidi ir sadalīti šādās četrās kategorijās:

• Privātais tērauds. Šis ir parastas kvalitātes sakausējums, kas satur līdz 0,06% sēra un līdz 0,07% fosfora.
• Kvalitāte. Iepriekš minēto vielu saturs šajos tēraudos ir samazināts līdz 0,04% sēra un 0,035% fosfora.
• Augsta kvalitāte. Satur tikai līdz 0,025% gan sēra, gan fosfora.
• Augstākās kvalitātes sakausējums tiek piešķirts, ja sēra procentuālais daudzums nav lielāks par 0,015 un fosfora saturs nepārsniedz 0,025%.

Ja runājam par parastā sakausējuma ražošanas procesu, tad visbiežāk to iegūst martena krāsnīs vai Bessmerova, Tomasa pārveidotājos. Šo produktu ielej lielos lietņos. Ir svarīgi saprast, ka tērauda sastāvu, tā struktūru, kā arī kvalitātes raksturlielumus un īpašības nosaka tieši tā izgatavošanas metode.

Lai iegūtu augstas kvalitātes tēraudu, tiek izmantots arīkamīna krāsnis, tomēr kausēšanas process ir stingrāks, lai iegūtu kvalitatīvu produktu.

Augstas kvalitātes tēraudu kausēšana tiek veikta tikai elektriskajās krāsnīs. Tas ir saistīts ar faktu, ka šāda veida rūpniecisko iekārtu izmantošana garantē gandrīz minimālu nemetālisko piedevu saturu, tas ir, samazina sēra un fosfora procentuālo daudzumu.

Lai iegūtu īpaši kvalitatīvu sakausējumu, tiek izmantota elektrosārņu pārkausēšanas metode. Šī produkta ražošana ir iespējama tikai elektriskās krāsnīs. Pēc ražošanas procesa beigām šos tēraudus vienmēr iegūst tikai leģētus.

Sakausējumu veidi pēc pielietojuma

Protams, ka tērauda sastāva izmaiņas lielā mērā ietekmē šī materiāla veiktspēju, kas nozīmē, ka mainās arī tā izmantošanas joma. Ir konstrukciju tēraudi, ko var izmantot celtniecībā, aukstā formēšanā, korpusa rūdīšanā, rūdīšanā, ar augstu izturību utt.

Ja runājam par celtniecības tēraudiem, tad tie visbiežāk ietver vidēja oglekļa satura, kā arī mazleģētus sakausējumus. Tā kā tos galvenokārt izmanto ēku celtniecībā, to svarīgākā īpašība ir laba metināmība. Rūdīts tērauds visbiežāk tiek izmantots dažādām detaļām, kuru galvenais mērķis ir strādāt virsmas nodiluma un dinamiskas slodzes apstākļos.

Citi tēraudi

Uz citiem tērauda veidiem var attiecināt uzlabotus. Šāda veida sakausējumu izmanto tikai pēc termiskās apstrādes. Sakausējums tiek pakļauts augstām temperatūrām rūdīšanai un pēc tam tiek pakļauts rūdīšanai jebkurā vidē.

Augstas stiprības tēraudu tipā ietilpst tie, kuros pēc ķīmiskā sastāva izvēles, kā arī pēc termiskās apstrādes stiprība sasniedz gandrīz maksimumu, tas ir, aptuveni divas reizes vairāk nekā parastajam. šī produkta veids.

Var atšķirt arī atsperu tēraudus. Šis ir sakausējums, kas ražošanas rezultātā ir ieguvis vislabākās īpašības attiecībā uz elastības robežu, slodzes izturību un nogurumu.

Nerūsējošā tērauda sastāvs

Nerūsējošais tērauds ir leģēts. Tās galvenā īpašība ir augsta izturība pret koroziju, kas tiek panākta, pievienojot sakausējuma sastāvam tādu elementu kā hroms. Dažās situācijās hroma vietā var izmantot niķeli, vanādiju vai mangānu. Ir vērts atzīmēt, ka, izkausējot materiālu un pievienojot tam nepieciešamos elementus, tas var iegūt tādas īpašības kā vienai no trim nerūsējošā tērauda kategorijām.

Šo veidu sakausējumu sastāvs, protams, ir atšķirīgs. Vienkāršākie ir parastie sakausējumi ar paaugstinātu izturību pret koroziju 08 x 13 un 12 x 13. Nākamajiem diviem šī korozijizturīgā sakausējuma veidiem jābūt ar augstu izturību ne tikai normālā, bet arī paaugstinātā temperatūrā.