Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Поради своите якостни характеристики и достъпна цена, въглеродната стомана е много обикновена сплав. Неговите основни елементи са желязо и въглерод с минимум ценови предложения. Въглеродна стомана се използва за производство на различни инженерни продукти, тръбопроводи и части на котела, инструменти. В строителството широко се използват и сплави.

Основни функции

В зависимост от основното си предназначение, въглеродните стомани се разделят на инструментални и конструктивни, практически няма легиращи елементи в състава им. Те се различават от обикновените стоманени сплави, тъй като имат много по-малко основни примеси в състава си: манган, магнезий и силиций. Съдържанието на основния елемент - въглерод - варира в доста широки граници . Съставът на въглеродната стомана съдържа 0.6−2% С, среден въглерод - 0.3−0.6%, нисък въглерод - до 0.25%.

Основният елемент определя свойствата и структурата. Във вътрешната структура на сплавите с по-малко от 0, 8% С (хипоевтектоидна стомана), тя е главно перлит и ферит, и с увеличаване на концентрацията на основния елемент се образува вторичен цимент.

Представената стомана с преобладаване на феритна структура е силно пластична и има ниска якост. Ако в структурата преобладава цементитът, металът се характеризира с висока якост и голяма крехкост. С увеличаване на съдържанието на С до 0.8–1%, силата и твърдостта се увеличават, но вискозитетът и пластичността се влошават значително.

Количественото съдържание на въглерод засяга технологичните характеристики, по-специално заваряемостта, лекотата на обработка и налягането.

  • Части и конструкции, които не са предназначени за тежки товари, са изработени от нисковъглеродни стомани.
  • Характеристиките на средноуглеродните стомани ги правят основния конструктивен материал, използван при производството на конструкции и части за транспорт и общо инженерство.
  • Високовъглеродните сплави са оптимални за производството на части, които трябва да имат повишена износоустойчивост при производството на измервателни и ударни инструменти.

Металът, както и други стоманени сплави, съдържа примеси в състава:

  • силиций;
  • фосфор;
  • манган;
  • азот;
  • сяра;
  • водород;
  • кислород.

Силиконът и манганът са полезни примеси, които се въвеждат в състава на етапа на топене за деоксидация. Фосфорът и сярата са вредни примеси, които нарушават качествените характеристики на сплавта.

Смята се, че допингът и въглеродните видове са несъвместими, но за да се подобрят техните технологични и физико-механични характеристики, микролегирането може да се извърши чрез добавяне на различни добавки:

  • бор;
  • титан;
  • цирконий;
  • редкоземни елементи.

С тяхна помощ няма да бъде възможно да се превърне металът в неръждаема стомана, но ще работи за значително подобряване на свойствата.

Класификация по степен на деоксидация

Разделянето на видове е засегнато по-специално от степента на деоксидация. В зависимост от този параметър, нашите сплави се разделят на полу-спокойни, спокойни и кипящи.

Доста стомани имат по-равномерна вътрешна структура, чието деоксидиране се постига чрез добавяне на алуминий, феросилиций и феромарган към разтопения метал . Поради факта, че сплавите от нашата категория са напълно дезоксидирани в пещта, те не съдържат железен оксид. Остатъчният алуминий, който предотвратява растежа на зърното, осигурява финозърнеста структура. Той и почти пълното отсъствие на разтворени газове позволяват да се получи висококачествен метал за производството на най-важните части и структури. Наред с предимствата на тихите сплави, има голям минус - доста скъпо топене.

Има по-евтини, макар и с по-ниско качество, въглеродни сплави, при чието топене се използват минимум специални добавки. В структурата на такъв метал, тъй като процесът на деоксидация в пещта не е завършен, има разтворени газове, които влияят отрицателно на характеристиките. Азотът, например, силно повлиява заваряемостта и провокира образуването на пукнатини в зоната на заваряване. Разработената сегрегация в структурата на сплавите води до факта, че валцуваният метал от тях се отличава с хетерогенност по структура и механични характеристики.

Полу-покорените стомани имат междинно положение по отношение на свойствата и степента на деоксидация. Преди да се излее в матрицата, в състава се въвежда известно дезоксидиране, поради което втвърдяването на метала става практически без кипене, но отделянето на газове в него продължава. Резултатът е отливка с по-малко газови мехурчета в структурата, отколкото в кипящите стомани. Тези вътрешни пори при последващото валцуване на метала се правят почти напълно.

Повечето полу-тихи въглеродни стомани се използват като конструктивни материали.

Производство и разделяне по качество

Въглеродната стомана се произвежда чрез различни технологии. Има:

  • висококачествени въглеродни стомани;
  • висококачествени стоманени сплави;
  • сплави от въглеродна стомана с обикновено качество.

В открити пещи се произвеждат сплави с обичайно качество и от тях се оформят големи блокове. Оборудването за топене, използвано за получаване на такива стомани, са по-специално кислородни конвертори. В сравнение с висококачествените стоманени сплави, металът може да съдържа много вредни примеси, което влияе върху характеристиките и производствените разходи.

Образувани и замразени блокове горещо или студено. Горещото валцуване се получава чрез сортови и профилни продукти, листови и метални плочи, широки метални ленти. Студеното валцуване на метални листове.

За производството на висококачествена и висококачествена стомана се използват мартенови пещи и конвертори, както и топилни пещи, които работят на електроенергия.

Съставът, а именно наличието в структурата на вредни и неметални примеси, ГОСТ налага строги изисквания. При висококачествените стомани не трябва да има повече от 0, 04% сяра и не повече от 0, 035% фосфор . Висококачествените и висококачествени стоманени сплави поради строгите изисквания за метода на топене и характеристики имат повишена чистота на конструкцията.

Прилагане и етикетиране

Инструменталните сплави, при които 0, 65−1, 32% С, се използват за производството на различни инструменти. За подобряване на механичните свойства на инструментите материалът се втвърдява.

Структурните сплави правят части за различно оборудване, конструктивни елементи на строителството и инженерни цели, крепежни елементи и др. Въглеродна тел е изработена от стоманена конструкция , която се използва в ежедневието, в производството на крепежни елементи, в строителството, за производство на пружини. След циментацията структурните сплави се използват успешно при производството на части, които претърпяват тежко износване на повърхността по време на работа и се подлагат на високи динамични натоварвания.

Маркирането говори за химическия състав на сплавта и нейната категория. При обозначението на въглеродна стомана с обикновено качество има букви "St". ГОСТ предвижда седем условни номера на марката (0−6), които също са посочени в обозначението. Степента на деоксидация се обозначава с буквите „kp“, „ps“, „cn“, поставени в края на маркировката. Сортове от висококачествени и висококачествени стомани се посочват с числа, които показват съдържанието в сплав С в стотни от процента.

Фактът, че инструментът от сплав може да бъде разбран от буквата "U" в началото на маркировката. Числото след тази буква показва съдържанието на C в десети от процента. Буквата “А”, ако присъства в обозначението на инструментална стомана, показва подобрените качествени характеристики на сплавта.

Стомани с високо съдържание на въглерод могат да бъдат по-малко склонни към образуване на структури с ниска пластичност. При излагане на структурни и заваръчни напрежения може да се срине метал с ниска пластичност. Това се улеснява от наличието на дифузия на водород в него и неговия заваръчен шев. За да се предотврати появата на студени пукнатини, се използват методи за отстраняване на факторите, допринасящи за появата на такива дефекти.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Металообработване