Χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα: σύνθεση και ιδιότητες

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι πανταχού παρών. Η δημοτικότητά του βασίζεται στις φυσικές, χημικές ιδιότητες και στο χαμηλό κόστος. Αυτό το κράμα χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία και τις κατασκευές. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτόν τον τύπο χάλυβα.

Σύνθεση

Ο χάλυβας είναι σίδηρος εμπλουτισμένος με άνθρακα κατά τη διαδικασία τήξης. Η τήξη άνθρακα χαρακτηρίζεται από την παρουσία άνθρακα, ο οποίος καθορίζει τις βασικές ιδιότητες του μετάλλου, και ακαθαρσίες: φώσφορο (έως 0,07%), πυρίτιο (έως 0,35%), θείο (έως 0,06%), μαγγάνιο (έως 0,8%). Έτσι, ο μαλακός χάλυβας δεν περιέχει περισσότερο από 0,25% άνθρακα.

Όπως για άλλα πρόσθετα, το μαγγάνιο και το πυρίτιο χρησιμεύουν για την αποξείδωση (αφαιρούν το οξυγόνο από το υγρό μέταλλο, το οποίο μειώνει την ευθραυστότητα κατά τη θερμή παραμόρφωση). Αλλά ένα αυξημένο ποσοστό θείου μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές του κράματος κατά τη θερμική επεξεργασία, φωσφόρου - κατά τη διάρκεια της ψυχρής επεξεργασίας.

Μέθοδοι απόκτησης

Η παραγωγή ενός κράματος χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα μπορεί να αποσυντεθεί σε διάφορα στάδια: φόρτωση σιδήρου και σκραπ (φόρτωση) στον κλίβανο, θερμική επεξεργασία σε κατάσταση τήξης, αφαίρεση ακαθαρσιών από τη μάζα.

Περαιτέρω, μπορεί να συμβεί χύτευση ή πρόσθετη επεξεργασία χάλυβα: με σκωρία ή κενό και αδρανή αέρια.

Χρησιμοποιούνται τρεις τρόποι για την εκτέλεση τέτοιων διαδικασιών:

• Φούρνοι με ανοιχτή εστία. Ο πιο συνηθισμένος εξοπλισμός. Η διαδικασία τήξης πραγματοποιείται μέσα σε λίγες ώρες, γεγονός που επιτρέπει στα εργαστήρια να παρακολουθούν την ποιότητα της σύνθεσης που προκύπτει.
• Φούρνοι convector. Παράγεται με καθαρισμό με οξυγόνο. Πρέπει να σημειωθεί ότι τα κράματα που λαμβάνονται με αυτόν τον τρόπο δεν είναι υψηλής ποιότητας, καθώς περιέχουν περισσότερες ακαθαρσίες.
• Επαγωγικοί και ηλεκτρικοί φούρνοι. Η παραγωγική διαδικασία πηγαίνει με τη χρήση σκωρίας. Με αυτόν τον τρόπο, λαμβάνονται υψηλής ποιότητας και εξειδικευμένα κράματα.

Ας εξετάσουμε τα χαρακτηριστικά της ταξινόμησης των κραμάτων.

Προβολές

Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα μπορεί να είναι τριών τύπων:

• Τυπική ποιότητα. Σε τέτοια κράματα, η περιεκτικότητα σε θείο δεν υπερβαίνει το 0,06%, φώσφορος το 0,07%.
• Ποιότητα. Περιέχει: θείο έως 0,04%, φώσφορο έως 0,035%.
• Υψηλή ποιότητα. Θείο έως 0,025%, Φώσφορος έως 0,025%
• Ειδική ποιότητα. Χαμηλή περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες: θείο έως 0,015%, φώσφορος - έως 0,025%.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, όσο λιγότερες ακαθαρσίες, τόσο καλύτερη είναι η ποιότητα του κράματος.

Χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα GOST 380-94 συνήθους ποιότητας χωρίζεται σε τρεις ακόμη ομάδες:

• Α. Ορίζεται από τα μηχανικά τουιδιότητες. Η μορφή παράδοσης στον καταναλωτή συναντάται συχνότερα με τη μορφή πολυτομής και λαμαρίνας.
• Β. Οι κύριοι δείκτες είναι η χημική σύνθεση και οι ιδιότητες. Βέλτιστο για μηχανική δράση με πίεση υπό τον θερμικό παράγοντα (σφυρηλάτηση, σφράγιση).
• Β. Για αυτούς τους τύπους κραμάτων, οι ακόλουθες ιδιότητες είναι σημαντικές: τεχνικές, τεχνολογικές, φυσικές, χημικές και, κατά συνέπεια, σύνθεση.

Σύμφωνα με τη διαδικασία της αποξείδωσης, ο χάλυβας χωρίζεται σε:

• Ηρεμία. Η διαδικασία σκλήρυνσης εξελίσσεται ομαλά. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας δεν απελευθερώνονται αέρια. Η συρρίκνωση εμφανίζεται στη μέση του πλινθώματος.
• Ημι-ήρεμο. Μια ενδιάμεση όψη του χάλυβα ανάμεσα σε ήρεμες και βραστές συνθέσεις.
• Βράσιμο. Η στερεοποίηση συμβαίνει με την απελευθέρωση αερίου. Κρυφό μανίκι συρρίκνωσης.

Βασικά χαρακτηριστικά

Ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει υψηλή ολκιμότητα, παραμορφώνεται εύκολα σε ψυχρή κατάσταση και ζεστό. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτού του κράματος είναι η καλή συγκόλληση. Ανάλογα με τα πρόσθετα στοιχεία, οι ιδιότητες του χάλυβα μπορεί να αλλάξουν.

Πιο συχνά, τα κράματα χαμηλών εκπομπών άνθρακα χρησιμοποιούνται στις κατασκευές και τη βιομηχανία. Αυτό οφείλεται στη χαμηλή τιμή και στις καλές ιδιότητες αντοχής. Ένα τέτοιο κράμα ονομάζεται επίσης δομικό. Οι ιδιότητες του μαλακού χάλυβα είναι κρυπτογραφημένες στη σήμανση. Παρακάτω θα δούμε τα χαρακτηριστικά του.

Λειτουργίες επισήμανσης

Ο συνηθισμένος μαλακός χάλυβας έχει το γράμμα CT και τον αριθμό. Ο αριθμός πρέπει να διαιρεθεί με το 100, τότε θα είναικατανοούν το ποσοστό του άνθρακα. Για παράδειγμα, CT15 (άνθρακας 0,15%).

Ας εξετάσουμε τη σήμανση και ας αποκρυπτογραφήσουμε τους χαρακτηρισμούς:

• Τα πρώτα γράμματα ή η απουσία τους υποδηλώνει ότι ανήκουν σε μια συγκεκριμένη ομάδα ποιότητας. Μπορεί να είναι Β ή Γ. Αν δεν υπάρχει γράμμα, τότε το κράμα ανήκει στην κατηγορία Α.
• Το St σημαίνει χάλυβας.
• Αριθμητική ονομασία - κρυπτογραφημένο ποσοστό άνθρακα.
• kp, ps - υποδηλώνει ένα βραστό ή ημιήρεμο κράμα. Η απουσία χαρακτηρισμού υποδηλώνει ότι ο χάλυβας είναι ήρεμος (cn).
• Ο χαρακτηρισμός του γράμματος και ο αριθμός μετά από αυτό αποκαλύπτουν ποιες ακαθαρσίες περιλαμβάνονται στη σύνθεση και το ποσοστό τους. Για παράδειγμα, G - μαγγάνιο, Yu - αλουμίνιο, F - βανάδιο.

Για χάλυβες υψηλής ποιότητας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, το γράμμα "St" δεν αναγράφεται στη σήμανση.

Εφαρμόζει επίσης χρωματική κωδικοποίηση. Για παράδειγμα, ο μαλακός χάλυβας ποιότητας 10 είναι λευκός. Οι χάλυβες ειδικής χρήσης μπορούν να χαρακτηρίζονται με πρόσθετα γράμματα. Για παράδειγμα, "K" - χρησιμοποιείται στην κατασκευή λεβήτων. OSV - χρησιμοποιείται για την κατασκευή αξόνων βαγονιών κ.λπ.

Βιομηχανικά προϊόντα

Μπορούν να διακριθούν διάφορες ομάδες προϊόντων χάλυβα:

• Λαρί χάλυβα. Υποείδη: παχύ φύλλο (GOST 19903-74), λεπτό φύλλο (GOST 19904-74), ευρυζωνικό (GOST 8200-70), λωρίδα (GOST 103-76), κυματοειδές (GOST 8568-78)
• Προφίλ γωνίας. Ίσο ράφι (GOST 8509-93), άνισο ράφι (GOST 8510-86).
• Κανάλια (GOST 8240-93).
• I-beams. Συνήθεις δοκοί I (GOST 8239-89), Δοκοί I ευρείας ράφι (GOST 26020-83, STO ASCHM 20-93).
• Σωλήνες.
• Δάπεδο με προφίλ.

Σε αυτήν τη λίστα προστίθενται δευτερεύοντα προφίλ, τα οποία σχηματίζονται με συγκόλληση και μηχανική κατεργασία.

Περιοχές εφαρμογής

Το πεδίο εφαρμογής του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι αρκετά ευρύ και εξαρτάται από τη σήμανση:

• St 0, 1, 3Gsp. Ευρεία εφαρμογή στην κατασκευή. Για παράδειγμα, σύρμα ενίσχυσης από μαλακό χάλυβα,
• 05kp, 08, 08kp, 08 ε. Καλό για σφράγιση και κρύο σχέδιο (υψηλή πλαστικότητα). Χρησιμοποιείται στην αυτοκινητοβιομηχανία: μέρη αμαξώματος, δεξαμενές καυσίμων, πηνία, μέρη συγκολλημένων κατασκευών.
• 10, 15. Χρησιμοποιείται για εξαρτήματα που δεν υπόκεινται σε υψηλά φορτία. Σωλήνες λέβητα, στάμπα, σύνδεσμοι, μπουλόνια, βίδες.
• 18kp. Μια τυπική εφαρμογή είναι οι κατασκευές που παράγονται με συγκόλληση.
• 20, 25. Χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή συνδετήρων. Σύνδεσμοι, τάπες βαλβίδων, πλαίσια και άλλα μέρη γεωργικών μηχανημάτων.
• 30, 35. Ελαφρώς φορτωμένοι άξονες, γρανάζια, γρανάζια κ.λπ.
• 40, 45, 50. Μέρη φόρτωσης. Για παράδειγμα, στροφαλοφόροι άξονες, δίσκοι τριβής.
• 60-85. Μέρη που υπόκεινται σε υψηλή καταπόνηση. Μπορεί να είναι σιδηροδρομικές γραμμές, τροχοί γερανού, ελατήρια, ροδέλες.

Όπως μπορείτε να δείτε, η γκάμα προϊόντων είναι εκτεταμένη - δεν είναι μόνο σύρμα από μαλακό χάλυβα. Επίσηςαυτές είναι οι λεπτομέρειες περίπλοκων μηχανισμών.

Χάλυβας χαμηλού κράματος και χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα: διαφορές

Για να βελτιωθούν τυχόν χαρακτηριστικά του κράματος, προστίθενται στοιχεία κράματος.

Οι χάλυβες που περιέχουν χαμηλή ποσότητα άνθρακα (μέχρι το ένα τέταρτο του τοις εκατό) και πρόσθετα κραμάτων (συνολικό ποσοστό έως 4%) στο cheba ονομάζονται χαμηλού κράματος. Τέτοια προϊόντα έλασης διατηρούν υψηλές ιδιότητες συγκόλλησης, αλλά ταυτόχρονα ενισχύονται οι διαφορετικές ιδιότητες. Για παράδειγμα, αντοχή, αντιδιαβρωτική απόδοση και ούτω καθεξής. Κατά κανόνα, και οι δύο τύποι χρησιμοποιούνται σε συγκολλημένες κατασκευές, οι οποίες πρέπει να αντέχουν ένα εύρος θερμοκρασίας από μείον 40 έως συν 450 βαθμούς Κελσίου.

Χαρακτηριστικά συγκόλλησης

Η συγκόλληση χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει υψηλή απόδοση. Ο τύπος συγκόλλησης, τα ηλεκτρόδια και το πάχος τους επιλέγονται με βάση τα ακόλουθα τεχνικά δεδομένα:

• Η σύνδεση πρέπει σίγουρα να είναι σταθερά στερεωμένη.
• Δεν πρέπει να υπάρχουν ελαττώματα ραφής.
• Η χημική σύνθεση της ραφής πρέπει να πραγματοποιείται σύμφωνα με τα πρότυπα που καθορίζονται στο GOST.
• Οι συγκολλημένες αρμοί πρέπει να συμμορφώνονται με τις συνθήκες λειτουργίας (αντοχή σε κραδασμούς, μηχανικές καταπονήσεις, συνθήκες θερμοκρασίας).

Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφοροι τύποι συγκόλλησης από συγκόλληση ηλεκτροδίων με αναλώσιμο αέριο έως διοξείδιο του άνθρακα. Κατά την επιλογή, λάβετε υπόψη την υψηλή συντήξη κραμάτων χαμηλών εκπομπών άνθρακα και κραμάτων.

Όσον αφορά τη συγκεκριμένη εφαρμογή, ο χάλυβας χαμηλών εκπομπών άνθρακα χρησιμοποιείται στην κατασκευή και τη μηχανική.

Η ποιότητα χάλυβα επιλέγεται με βάση τις απαιτούμενες φυσικές και χημικές ιδιότητες στην έξοδο. Η παρουσία στοιχείων κράματος μπορεί να βελτιώσει ορισμένες ιδιότητες (αντοχή στη διάβρωση, ακραίες θερμοκρασίες), αλλά και να επιδεινώσει άλλες. Η καλή συγκολλησιμότητα είναι ένα άλλο πλεονέκτημα αυτών των κραμάτων.

Λοιπόν, ανακαλύψαμε τι είναι τα προϊόντα χάλυβα χαμηλών εκπομπών άνθρακα και χαμηλών κραμάτων.