Ugljični (ugljični) čelik: vrste, proizvodnja i primjena

Glavne značajke

Ovisno o njihovoj glavnoj svrsi, ugljični čelici su podijeljeni u instrumentalne i strukturne, u svom sastavu gotovo da nemaju legure. Od običnih čeličnih slitina razlikuju se i po tome što imaju puno manje bazičnih nečistoća u sastavu: mangan, magnezij, silikon. Sadržaj glavnog elementa - ugljika - varira unutar prilično širokih granica. Sastav ugljikovog čelika sadrži 0,6-2% C, srednji ugljik - 0,3-0,6%, nisko ugljik - do 0,25%.

Glavni element definira svojstva i strukturu. U unutarnjoj strukturi legura s manje od 0,8% C (pre-eutektoidnog čelika), pretežno perlit i ferit, te uz povećanje koncentracije glavnog elementa nastaje sekundarni cementit.

Prikazani čelici s pretežno feritnom strukturom vrlo su plastični i slabe čvrstoće. Ako strukturu dominira cementit, metal karakterizira velika čvrstoća i velika krhkost. Kako se sadržaj C povećava na 0,8-1%, povećava se jačina i tvrdoća, ali viskoznost i duktilnost se jako pogoršavaju.

Kvantitativni sadržaj ugljika utječe na tehnološke karakteristike, osobito na zavarljivost, jednostavnost rezanja i pritisak.

• Od čelika s niskim ugljikom proizvedeni su dijelovi i konstrukcije koje nisu namijenjene značajnim opterećenjima.
• Karakteristike ugljika od ugljičnog dioksida čine ih glavnim građevinskim materijalom koji se koristi pri izradi konstrukcija i dijelova za transport i opću tehniku.
• Legure visoke ugljika su optimalne za proizvodnju dijelova koji moraju imati povećanu otpornost na trošenje u proizvodnji alata za mjerenje i utiskivanje udaraca.

Metal, kao i ostale legure čelika, u sastavu sadrži nečistoće:

• silicij;
• fosfora;
• mangana
• dušik;
• sumpor;
• vodik;
• kisik.

Silicij i mangan su korisne nečistoće koje se uvode u pripravak u fazi taljenja za deoksidaciju. Fosfor i sumpor su štetne nečistoće, pogoršavajući kvalitetu svojstava legure.

Vjeruje se da su legure i vrste ugljika nespojive, međutim, kako bi se poboljšala njihova tehnološka i fizikalno-mehanička svojstva, mikroleksiranje se može provesti dodavanjem raznih aditiva:

• bor;
• titan;
• cirkonija;
• elemente rijetke zemlje.

Uz njihovu pomoć, neće biti moguće pretvoriti metal u nehrđajući čelik, ali će biti puno bolje poboljšati svojstva.

Razvrstavanje po stupnju deoksidacije

Podjela na vrste pogođena je, posebice, po stupnju deoksidacije. Ovisno o ovom parametru, naše se legure dijele na polu mirno, mirno i vruće.

Više homogena unutarnja struktura ima tihi čelik, čija je deoksidacija postignuta dodavanjem rastaljenom metal od aluminija, ferrosilikona i feromanganesa. Zbog činjenice da su legure naše kategorije potpuno deoksidirane u peći, u njihovom sastavu nema željeznih oksida. Preostali aluminij, koji sprječava rast zrna, daje fine zrnate strukture. To i praktički apsolutna odsutnost otopljenih plinova omogućuju dobivanje visoko kvalitetnog metala za proizvodnju najkritičnijih dijelova i struktura od njega. Zajedno s viškom tihih legura postoji velika minus - prilično skupo taljenje.

Postoje jeftinije, iako manje kvalitativne, ugljene legure, čije se taljenje upotrebljava minimalni dodatni aditiv. U strukturi takvog metala, zbog činjenice da proces deoksidacije u peći nije završio, Postoje otopljeni plinovi koji negativno utječu na svojstva. Na primjer, dušik ima loš učinak na zavarivost i izaziva stvaranje pukotina u području zavarivanja. Razvijena faza razdvajanja u strukturi legura dovodi do činjenice da se valjani metal od njih razlikuje u svojoj heterogenosti u strukturi i mehaničkim svojstvima.

Poluzasični čelici imaju srednji položaj u smislu svojstava i stupnjeva deoksidacije. Prije ulijevanja u kalupe, u njih se uvedu nekoliko deoksidansa, zahvaljujući kojima skrućivanje metala dolazi gotovo bez vrenja, ali se emisija plinova u njemu nastavlja. Rezultat je lijevanje, čija struktura ima manje mjehurića plina nego u ključnim čelicima. Ove unutarnje pore tijekom naknadnog valjanja metala gotovo se zavaruju.

Većina ugljikovih čelika s niskom razinom ugljika koriste se kao strukturni materijali.

Proizvodnja i podjela kvalitete

Ugljični čelik se dobiva korištenjem različitih tehnologija. razlikovati:

• visokokvalitetni ugljični čelik;
• visokovrijedne čelične legure;
• legure ugljičnog čelika obične kvalitete.

Oblike obične kvalitete proizvode se u otvorenim ognjištima, a od njih nastaju veliki ingoti. Oprema za taljenje koja se koristi za proizvodnju takvih čelika uključuje, osobito, pretvarače kisika. U usporedbi s visokokvalitetnim legurama čelika, metal može sadržavati mnogo štetnih nečistoća, što utječe na karakteristike i troškove proizvodnje.

Formirana i smrznute šipke su vruće valjane ili hladno. Vruće valjanje se koristi za sortne i oblikovane proizvode, lima i debeli metalni tanjur, široke metalne trake. Limenak se dobiva hladnim valjanjem.

Za proizvodnju visokokvalitetnog i kvalitetnog čelika, koriste se otvoreni ognjišta i pretvarači, kao i peći za taljenje koji rade na struju.

Sastav, odnosno prisutnost štetnih i nefemih nečistoća u strukturi, GOST zahtijeva stroge zahtjeve. U visokokvalitetnim čelicima mora postojati ne više od 0,04% sumpora i ne više od 0,035% fosfora. Visokokvalitetne i visoko kvalitetne čelične legure zbog strožih zahtjeva za metodom taljenja i karakteristika imaju povećanu čistoću strukture.

Primjena i obilježavanje

Instrumentalne legure, u kojima se koriste 0,65-1,32% C, koriste se za izradu raznih alata. Za poboljšanje mehaničkih svojstava alata izrađuje se kaljenje materijala za izradbu.

Od strukturnih slitina izrađuju se dijelovi za različite opreme, konstrukcijske elemente građevinske i inženjerske svrhe, pričvršćivači i drugo. Iz konstrukcijskog čelika je gotova ugljika, koja se koristi u svakodnevnom životu, u proizvodnji pričvršćivača, u konstrukciji, za proizvodnju opruga. Nakon carburiranja, strukturne se legure uspješno koriste u izradi dijelova podvrgnutih iskorištavanju teškog habanja površine i doživljavanja velikih dinamičkih opterećenja.

Označavanje se odnosi na kemijski sastav legure i njezine kategorije. U označavanju ugljičnog čelika obične kvalitete nalaze se slova "st". GOST propisuje sedam konvencionalnih brojeva razreda (0-6), također navedenih u oznaci. Stupanj deoksidacije označava se slovima "kp", "ps", "cn", označenom na kraju označavanja. Ocjene visokokvalitetnih i visokokvalitetnih čelika naznačeni su brojevima koji ukazuju na sadržaj legure C u stotinama posto.

Činjenica da se instrumentalna legura može razumjeti slovom "U" na početku označavanja. Slika koja slijedi ovo slovo označava sadržaj C u desetinama posto. Slovo "A", ako je prisutno u označavanju alata za alat, upućuje na poboljšane karakteristike kvalitete legure.

Čelici s povećanim udjelom ugljika mogu biti manje skloni stvaranju struktura niske plastičnosti. Pod utjecajem strukturalnih i zavarenih naprezanja, metal od niske plastičnosti može se srušiti. To je olakšano prisutnošću u njemu i njegovom zavarenom šavom difuzijskog vodika. Kako bi se spriječila pojava hladnih pukotina, metode se koriste kako bi se uklonili čimbenici koji doprinose pojavi takvih nedostataka.