Kādi tērauda veidi pastāv un kā to apstrādāt

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

Bez tērauda, tā īpašību un apstrādes metožu atklāšanas mūsdienu civilizācija nepastāvētu. Kopš seniem laikiem ir zināmi daži tērauda veidi, kurus izmantoja ieroču un instrumentu ražošanai. Attīstoties metalurģijai un metālapstrādes tehnoloģijai, šo materiālu sāka izmantot gandrīz visās cilvēka darbības jomās.

Klasifikācija pēc ķīmiskā sastāva

Dzelzs sakausējumu ar oglekli, kurā pēdējā saturs nepārsniedz 2%, sauc par tēraudu. Tā galvenos veidus klasificē galvenokārt pēc oglekļa satura līmeņa:

• zems oglekļa daudzums;
• vidēja oglekļa;
• augsts oglekļa saturs.

Nosauktā komponenta pirmā forma satur ne vairāk kā 0,25%. Vidēja oglekļa satura tēraudos tā saturs ir robežās no 0,25 līdz 0,6%, un tēraudi ar augstu oglekļa saturu izceļas ar koncentrāciju virs 0,6%.

Tērauda sakausējums

Oriģinālie tērauda ražošanas izejmateriāli jau satur dažus piemaisījumus. Lielākā daļa no tiem ir kaitīgi, bet ir arī tādi, kasuzlabot galaprodukta īpašības. Laika gaitā tika konstatēts, ka dažas piedevas būtiski maina aprakstītā sakausējuma fizikālās un ķīmiskās pamatīpašības. Tātad tika atklāts sakausēšanas process. Un mūsdienās metalurģijas laboratoriju un institūtu pētījumos prioritāte ir tērauda ar leģēšanu veidi un īpašības.

Atbilstoši derīgo piemaisījumu koncentrācijai šie tēraudi ir iedalīti trīs grupās:

• mazleģēts (piemaisījumi līdz 2,5%);
• vidēji leģēti (leģējošie elementi no 2,5 līdz 10%);
• augsti leģēts (vairāk nekā 10% leģēts).

Klasifikācija pēc mērķa

Atkarībā no ražošanas metodes, ķīmiskā sastāva un leģējošo elementu daudzuma izšķir šādus tērauda veidus:

• strukturāls;
• instrumentāls;
• ar īpašām fiziskām īpašībām;
• ar īpašām ķīmiskām īpašībām.

Struktūras tips ir vismasīvākais, šādus sakausējumus izmanto vairumā inženiertehnisko izstrādājumu ražošanā un būvniecībā.

Instrumenti ir ar augstu oglekļa saturu, ar augstu cietību, bet arī trausli. Tos izmanto dažādu instrumentu ražošanā – no ķirurģiskiem līdz metāla griešanai. Līdz ar to šāda veida tērauda nosaukums.

Īpašos ražošanas gadījumos ir nepieciešami sakausējumi ar noteiktām fizikālajām īpašībām:zems lineārās izplešanās koeficients, augsta magnetizācijas spēja utt. Šie tērauda veidi pieder klasei ar īpašām fizikālajām īpašībām.

Sakausējumi ar noteiktām ķīmiskajām īpašībām ir pēdējais veids mūsu sarakstā. Daži no tiem ir izturīgi pret koroziju, citi ir karstumizturīgi, un ir materiāli ar paaugstinātu ķīmisko izturību.

Klasifikācija pēc kaitīgo piemaisījumu līmeņa

Visizplatītākie piemaisījumi, kas pasliktina tērauda īpašības, ir sērs un fosfors. Parastas kvalitātes sakausējumos pieļaujams sēra saturs līdz 0,06% un fosfora saturs līdz 0,07%. Augstas kvalitātes tēraudi satur ne vairāk kā 0,035% katra kaitīgā elementa, bet augstas kvalitātes tēraudi - ne vairāk kā 0,025%. Īpaši augstas kvalitātes tēraudos sēra piemaisījumu līmenis nav lielāks par 0,015%, bet fosfora saturs ir pieļaujams līdz 0,025%.

Tērauda apstrādes metodes

Atbilstoši sildīšanas pakāpei apstrāde ir karsta un auksta. Pirmajā gadījumā sakausējums tiek uzkarsēts līdz austenīta veidošanās stadijai, bet zem kušanas temperatūras. Tērauds kļūst mīksts un to var pārveidot. Aukstā tērauda apstrāde tiek veikta normālos apstākļos.

Atbilstoši trieciena veidam tiek iedalīti divi galvenie apstrādes veidi: spiediens un griešana. Pirmais veids ietver kalšanu, velmēšanu, vilkšanu, štancēšanu un presēšanu.

Otrais apstrādes veids ietver šādus darbus: virpošana, urbšana, frēzēšana. Bet ir arī aukstumsštancēšana, kā arī aukstā kalšana, kas saņēma atsevišķu nosaukumu - "rūdīšana".

Jaunākie sasniegumi tērauda aukstajā apstrādē, kas balstīti uz metālu plūstamības teoriju, ļauj būtiski mainīt oriģinālās sagataves formu un izmēru bez karsēšanas un ar tilpuma spiediena palīdzību. Tērauds tiek noslogots, līdz tas sasniedz tecēšanas stāvokli, un tas ir "parocīgs" apstrādei. Šī metode attiecas uz dažiem sakausējumiem, kas karsējot maina to fizikālās, ķīmiskās vai stiprības īpašības.