Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Стомана е метал, който се използва широко в машиностроенето, самолетостроенето, строителството и други индустрии. Популярността на материала се дължи на комбинацията от нейните отлични технологични и физико-механични свойства. Стоманите включват железо-въглеродни съединения, чийто химичен състав предполага съдържание на въглерод по-малко от 2, 14%, като в допълнение към този компонент има и вредни и полезни примеси.
Комбинацията от характерната циклична якост в статично състояние и твърдостта се постига чрез промяна на съдържанието на въглеродни и легиращи компоненти. Различни качества на стоманата се получават в резултат на използването на определени химически и термични технологии в производството.
Класификация на въглеродна стомана
Въглеродните сплави се делят на следните характеристики:
- количеството на съдържащия се въглерод;
- назначаване;
- балансирана структура;
- степен на деоксидация.
В зависимост от количеството въглерод, материалът се разделя на категории:
- висок въглерод - повече от 0.7%;
- среден въглерод - 0.3−0.7%;
- нисък въглерод - до 0, 3%.
В резултат на полученото качество стоманените сплави се разделят на:
- високо качество;
- общата;
- качество.
Кислородът се отстранява от метала в течно състояние, за да се намали крехкостта при горещо образуване, този процес се нарича деоксидиране. Поради естеството на втвърдяване и степента на деоксидация, материалът се класифицира като кипящ, полу-спокоен и спокоен.
В зависимост от структурата, получена в равновесно състояние, материалът се разделя на:
- евтектоид, характеризиращ се с перлитна структура;
- хипоевтектоид, съдържащ перлит и ферит;
- proeutectoid - с вторичен цементит и перлит.
Предназначението на метала се разделя на групи:
- структурни (подобрени, високоякостни, циментирани, пружинно-пролетни), използвани в строителството, приборостроенето, машиностроенето и авиационното строителство;
- инструмент за горещи печати (200˚С) и студенопресовани, измервателни и режещи инструменти).
Структурни метали
Обикновена стомана за качество, произведена под формата на греди, пръти, листов материал, канали, тръби, ъглови и други валцувани продукти и са разделени в категории А, Б, Б. Името съдържа буквите St и числото, обозначаващо номера на марката, с увеличаване на числовата стойност \ t въглеродно съдържание. За материали от категории Б и Б, но не и А, изискваното писмо се поставя пред член, за да посочи принадлежността.
Групата на дезоксидацията се обозначава със SP, PS, KP - съответно, спокоен, полу-спокоен и кипящ. Категория А се използва за производство на части, получени чрез студена обработка, категория В се използва за елементи, произведени чрез заваряване, коване, съгласно метода на топлинна обработка. Стомана В разходите по-скъпи от предишните категории, се използват за производството на критични структури и заваръчни елементи.
От трите категории обикновени въглеродни стомани, метални конструкции и части се произвеждат в приборостроителна и машиностроителна промишленост със слаб товар, когато ефективността се дължи на необходимата твърдост. Металите под формата на армировка се инвестират в стоманобетонни конструкции. От категории Б и В се правят заварени ферми, рамки и метални сглобки, които след това се покриват с циментова замазка.
Средните въглеродни групи с голям марж за безопасност се използват за релси, колела на железопътни вагони, шайби, валове и зъбни колела на механични устройства и машини. Някои материали от тази група могат да бъдат термично обработени.
Качествена стоманена въглеродна група, използвана в леко натоварени части, те са обозначени с номера от 05 до 85, показващи процентната концентрация на въглерода. Въглеродните материали са стомани с повишено съдържание на манган, които се характеризират с висока закаляемост. Чрез промяна на количеството въглерод, манган и избора на подходящ метод за топлинна обработка се получават различни технологични и механични качества.
Нисковъглеродните сплави имат добра пластичност по време на студена обработка, но имат малка граница на безопасност. Те се произвеждат под формата на листове, материалът е мек, лесно щампован, се простира, тук са калай и метал за емайлирани битови предмети. Когато стоманата се циментира в производството, индикаторът за якост на повърхността се увеличава, което прави възможно производството на ниско натоварени зъбни колела, гърбици и др.
Средните въглеродни метали и подобни съединения с повишен процент манган се различават по средна якост, но пластичността и якостта намаляват. Съгласно условията на работа на резервните части се определя методът на армиране на стомани под формата на нормализация, ниско темпериране и високочестотно втвърдяване и др., От които се изработват високоякостен проводник, пружини, пружини и повишени изисквания за износоустойчивост.
Изгледи от Automaton
Тези материали са маркирани с буквата А и цифри, показващи концентрацията на въглерода в стотни от процента. Олово допинг добавя буквата С след А. Въвеждането на селен, манган, телур намалява използването на режещи инструменти по време на обработката. Степента на обработваемост също се влияе от добавянето на фосфор, сяра и калций, като последната се въвежда под формата на силикалцит в течната сплав.
Съдържанието на фосфор и сяра намалява качеството, сярата намалява антикорозионните свойства, сулфидите водят до нарушаване на хомогенността на метала. Изработени са от този клас стоманени детайли със сложна форма и повърхност, крепежни елементи, предназначени за малък товар.
Видове сплав
Те включват метали със съдържание на легиращи добавки в количество до 2, 5%. Буквените обозначения на марката включват букви, обозначаващи специфични примеси, а числото след тях показва процентното съдържание на елемента. Ако съдържанието му е по-малко от 1, 5%, тогава към обозначението не се добавя никаква добавка.
Съдържанието на въглерод в тази група стомана се нормализира с количество от 0.1-0.3%, като основните свойства след термична, химическа обработка и ниско темпериране след закаляване включват:
- висока твърдост на материала по повърхността;
- намалена якост на средния слой и повишен вискозитет.
Стомана се използва за производството на машинни части и инструменти, предназначени за работа с ударни и променливи натоварвания в условия на повишено износване.
Циментирани материали
За подобряване на твърдостта, издръжливост по време на контакт се използват износоустойчивост, закаляемост, хром, магнезий и никел, последният елемент повишава вискозитета и намалява границата на студена крехкост. Циментираните състави се разделят на две групи:
- средна якост с граница на добив по-малка от 700 МРа;
- висока якост със същия индикатор в диапазона от 700-1100 МРа.
Съдържанието на добавки разграничава типовете:
хромови съединения и ванадиев хром, циментиран на дълбочина по-малка от 1, 5 mm;- хромомангановите съединения включват титан от 0.06%, манган и хром по 1% всеки, притежават особеност на вътрешно окисление по време на газовото циментиране, което води до намаляване на якостните характеристики;
- Хром-никел-молибденови сплави са представители на мартензитната класа и се характеризират с намалено изкривяване, дължащо се на охлаждане на въздуха, допинг с редкоземни метали, които повишават способността за закаляване, статична якост и устойчивост на удар.
Пролетни сплави
Частите работят в условия на еластична деформация и се подлагат на циклични натоварвания, поради което се изискват стомани за високи скорости на флуидност, пластичност и устойчивост на счупване. Структурата включва:
- манган - по-малко от 1, 2%;
- силиций - по-малко от 2, 7%;
- ванадий - до 0.26%;
- хром - до 1, 25%;
- Никел - по-малко от 1, 75%;
- волфрам - по-малко от 1, 2%.
В процеса на обработка, размерите на зърната намаляват, металното съпротивление се увеличава. За транспортното производство силициевите сплави са особено ценни, ако технологията не им позволява да декарбуризира в производството, то материалната издръжливост остава на нивото на посочените параметри. Въвеждането на ванадий, хром, ванадий, никел спомага за забавяне на прекомерния растеж на зърната по време на нагряване и увеличава закаляемостта. Високо въглеродни студено изтеглени проводници, аустенитни неръждаеми стомани и високохромни мартензитни стомани също са изработени от пружини и други еластични елементи.
Инструментална стомана
За да се гарантира надеждната работа на инструментите, стоманата трябва да има специални свойства, които се проявяват за всяка група материали по различен начин в зависимост от производството и технологията на въвеждане на добавки.
Шарнирни лагери
Чрез производството на сплави се почистват от неметални примеси, използването на вакуумно-дъгова или електрошокова технология за претопяване намалява порьозността на метала. При производството на лагери и техните възли се използват хромирани сферични лагери с хромови добавки. Допълнително допиране се извършва с манган и силиций, за да се увеличи скоростта на втвърдяване. Така че частите могат да бъдат произведени чрез студено щамповане и нанасяне на твърдост върху метала.
Втвърдяването на части (ролки, сачмени лагери и пръстени) се извършва в маслена баня при температура от 850-870 ° С, те се охлаждат, за да се осигури стабилност до 25 ° С преди освобождаването. Тъй като лагерните и подобни елементи по време на експлоатация изпитват силни динамични натоварвания, те са изработени от метали с по-нататъшна топлинна обработка и циментиране.
Износоустойчиви видове
Устойчивостта на износване се увеличава с увеличаване на твърдостта на повърхностния материал. За дългосрочна работа такива качества на сплави са важни:
- устойчивост на счупване при абразивно триене;
- продължителна работа при високо налягане и ударни натоварвания.
Устойчивите на износване метали се използват при производството на гусени тракове, трошащи плочи, оборудване за трошене на камъни, смачкване на бузите. Работата в такива условия е ефективна благодарение на свойствата на стоманите да придобият якост и твърдост при условия на пластична студена деформация, достигайки 70%. Добавянето на фосфор повече от 0, 027% води до увеличаване на студната крехкост на суровините.
Отлятата стомана има аустенитна структура, в която излишният манганов карбид се освобождава на границите на зърната, което води до намаляване на якостта и якостта. За да се получи аустенитна еднофазна структура, заготовката се охлажда във водна среда при температура от около 1100 ° С.
Устойчив на корозия
Тези материали се използват за производството на елементи от устройства, работещи в условията на електрохимична корозия, те се наричат неръждаеми. Устойчивостта на корозия се развива след въвеждането на добавки, водещи до образуването на повърхностни филми с добра адхезия към метала. Тези слоеве намаляват директното взаимодействие на стоманите с външни дразнещи фактори и увеличават потенциала в електрохимичната среда.
Неръждаемите метали се разделят на хром-никел и хром. Хромни съединения се използват за пластмасови части, които се изработват чрез щамповане и заваряване. Този тип се разделя на феритни, мартензитно-феритни и мартензитни сплави. За да се повиши устойчивостта на удари, те се охлаждат в масло при температура около 1000 ° C при условия на висока температура с температурни индекси в рамките на 600–800 ° C.
Топлоустойчиви сплави
Използва се за производство на елементи, работещи при температури над 500 ° C, нисколегирани състави, съдържащи до 0, 25% C и други легиращи добавки: хром, волфрам, никел. Втвърдяването и нормализирането се извършва в масло при температура от около 890 - 1050 ° С. Перлитовите стомани се използват за направата на части, подлежащи на пълзене, при ниски натоварвания, например, парни тръби, парни котли и крепежни елементи.