Χάλυβας: σύνθεση, ιδιότητες, τύποι και εφαρμογές. Σύνθεση από ανοξείδωτο χάλυβα

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

Πολλοί άνθρωποι γνωρίζουν ότι ο χάλυβας είναι ένα προϊόν που λαμβάνεται κατά τη διαδικασία τήξης άλλων στοιχείων. Αλλά τί? Τι υπάρχει στο χάλυβα; Σήμερα, αυτή η ουσία είναι ένα παραμορφώσιμο κράμα σιδήρου με άνθρακα (η ποσότητα του είναι 2,14%), καθώς και ένα μικρό ποσοστό άλλων στοιχείων.

Γενικές πληροφορίες

Αξίζει να σημειωθεί ότι ο χάλυβας είναι ένα κράμα που έχει ακριβώς έως 2,14% άνθρακα στη σύνθεσή του. Ένα κράμα που περιέχει περισσότερο από 2,14% άνθρακα ονομάζεται ήδη χυτοσίδηρος.

Είναι γνωστό ότι η σύνθεση του ανθρακούχου χάλυβα και του κοινού χάλυβα δεν είναι η ίδια. Εάν το συνηθισμένο υπόστρωμα περιλαμβάνει άνθρακα και άλλα κράματα (βελτιωτικά) συστατικά, τότε δεν υπάρχουν στοιχεία κράματος στο ανθρακούχο προϊόν. Αν μιλάμε για κράμα χάλυβα, τότε η σύνθεσή του είναι πολύ πιο πλούσια. Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση αυτού του υλικού, στη σύνθεσή του προστίθενται στοιχεία όπως Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti κ.λπ. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι οι καλύτερες ιδιότητες αυτής της ουσίας είναι παρέχεται ακριβώς με την προσθήκη κραματοποιημένων συμπλοκών, όχι μίας ή δύο ουσιών.

Ταξινόμηση

Δαπάνεςη ταξινόμηση του υλικού που εξετάζουμε μπορεί να βασίζεται σε διάφορους δείκτες:

• Ο πρώτος δείκτης είναι η χημική σύνθεση του χάλυβα.
• Το δεύτερο είναι η μικροδομή, η οποία είναι επίσης πολύ σημαντική.
• Φυσικά, οι χάλυβες διαφέρουν ως προς την ποιότητα και τον τρόπο παραγωγής τους.
• Επίσης, κάθε τύπος χάλυβα έχει τη δική του εφαρμογή.

Με περισσότερες λεπτομέρειες, η σύνθεση μπορεί να εξεταστεί χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της χημικής σύνθεσης. Σε αυτή τη βάση, διακρίνονται δύο ακόμη τύποι - αυτοί είναι οι κραματοποιημένοι και ανθρακούχοι χάλυβες.

Μεταξύ των ανθρακούχων χάλυβων, υπάρχουν τρεις ποικιλίες, η κύρια διαφορά των οποίων είναι η ποσοτική περιεκτικότητα σε άνθρακα. Εάν η ουσία περιέχει λιγότερο από 0,3% άνθρακα, τότε ταξινομείται ως χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα. Η περιεκτικότητα αυτής της ουσίας στην περιοχή από 0,3% έως 0,7% μεταφράζει το τελικό προϊόν στην κατηγορία των χάλυβων μεσαίου άνθρακα. Εάν το κράμα περιέχει περισσότερο από 0,7% άνθρακα, τότε ο χάλυβας ταξινομείται ως υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα.

Με τους κραματοποιημένους χάλυβες, τα πράγματα είναι περίπου τα ίδια. Εάν η σύνθεση του υλικού περιέχει λιγότερο από 2,5% στοιχεία κραματοποίησης, τότε θεωρείται χαμηλής κραματοποίησης, από 2,5% έως 10% - μεσαίου κράματος και από 10% και άνω - υψηλής κραματοποίησης.

Μικροδομή

Η μικροδομή του χάλυβα διαφέρει ανάλογα με την κατάστασή του. Εάν το κράμα ανόπτεται, τότε η δομή του θα χωριστεί σε καρβίδιο, φερριτικό, ωστενιτικό κ.λπ. Με μια κανονικοποιημένη μικροδομή της ουσίας, το προϊόν μπορεί να είναι περλιτικό, μαρτενσιτικό ή ωστενιτικό.

Η σύνθεση και οι ιδιότητες του χάλυβα καθορίζουν εάν ένα προϊόν ανήκει σε μία από αυτές τις τρεις κατηγορίες. Οι λιγότερο κραματοποιημένοι και ανθρακούχες χάλυβες είναι της κατηγορίας περλιτικού, οι μεσαίοι είναι μαρτενσιτικοί και η υψηλή περιεκτικότητα σε κράματα ή άνθρακας τους μεταφράζει στην κατηγορία των ωστενιτικών χάλυβων.

Παραγωγή και ποιότητα

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ένα κράμα όπως ο χάλυβας μπορεί να περιλαμβάνει ορισμένα αρνητικά στοιχεία, η υψηλή περιεκτικότητα των οποίων επιδεινώνει την απόδοση του προϊόντος. Αυτές οι ουσίες περιλαμβάνουν θείο και φώσφορο. Ανάλογα με το περιεχόμενο αυτών των δύο στοιχείων, η σύνθεση και οι τύποι του χάλυβα χωρίζονται στις ακόλουθες τέσσερις κατηγορίες:

• Ιδιωτικός χάλυβας. Αυτό είναι ένα κράμα κανονικής ποιότητας, που περιέχει έως και 0,06% θείο και έως 0,07% φώσφορο.
• Ποιότητα. Η περιεκτικότητα των παραπάνω ουσιών σε αυτούς τους χάλυβες μειώνεται σε 0,04% θείο και 0,035% φώσφορο.
• Υψηλή ποιότητα. Περιέχει μόνο έως και 0,025% τόσο σε θείο όσο και σε φώσφορο.
• Το κράμα υψηλότερης ποιότητας εκχωρείται εάν το ποσοστό θείου δεν είναι μεγαλύτερο από 0,015 και ο φώσφορος δεν είναι μεγαλύτερο από 0,025%.

Αν μιλάμε για τη διαδικασία παραγωγής ενός συνηθισμένου κράματος, τότε πιο συχνά λαμβάνεται σε φούρνους ανοιχτής εστίας ή σε μετατροπείς Bessmerov, Thomas. Αυτό το προϊόν χύνεται σε μεγάλα πλινθώματα. Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι η σύνθεση του χάλυβα, η δομή του, καθώς και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά και οι ιδιότητές του καθορίζονται ακριβώς από τη μέθοδο κατασκευής του.

Για την απόκτηση χάλυβα υψηλής ποιότητας χρησιμοποιείται επίσηςφούρνοι ανοιχτής εστίας, ωστόσο, η διαδικασία τήξης είναι πιο αυστηρή προκειμένου να ληφθεί ένα ποιοτικό προϊόν.

Η τήξη των υψηλής ποιότητας χάλυβων πραγματοποιείται μόνο σε ηλεκτρικούς κλιβάνους. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η χρήση αυτού του τύπου βιομηχανικού εξοπλισμού εγγυάται μια σχεδόν ελάχιστη περιεκτικότητα σε μη μεταλλικά πρόσθετα, δηλαδή μειώνει το ποσοστό θείου και φωσφόρου.

Για να αποκτήσουν ένα κράμα ιδιαίτερα υψηλής ποιότητας, καταφεύγουν στη μέθοδο της επανατήξης της ηλεκτροσκωρίας. Η παραγωγή αυτού του προϊόντος είναι δυνατή μόνο σε ηλεκτρικούς κλιβάνους. Μετά το τέλος της διαδικασίας κατασκευής, αυτοί οι χάλυβες λαμβάνονται πάντα μόνο σε κράμα.

Τύποι κραμάτων κατά εφαρμογή

Φυσικά, μια αλλαγή στη σύνθεση του χάλυβα επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την απόδοση αυτού του υλικού, πράγμα που σημαίνει ότι αλλάζει και το πεδίο χρήσης του. Υπάρχουν δομικοί χάλυβες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή, την ψυχρή μορφοποίηση, τη σκλήρυνση θήκης, τη σκληρότητα, την υψηλή αντοχή και ούτω καθεξής.

Αν μιλάμε για οικοδομικούς χάλυβες, τότε συνήθως περιλαμβάνουν κράματα μεσαίου άνθρακα, καθώς και κράματα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα. Δεδομένου ότι χρησιμοποιούνται κυρίως για την κατασκευή κτιρίων, το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό τους είναι η καλή συγκολλησιμότητα. Ο σκληρυμένος χάλυβας χρησιμοποιείται συχνότερα για διάφορα μέρη, ο κύριος σκοπός των οποίων είναι η εργασία υπό συνθήκες επιφανειακής φθοράς και δυναμικής φόρτισης.

Άλλοι χάλυβες

Σε άλλους τύπους χάλυβα μπορεί να αποδοθεί βελτιωμένος. Αυτός ο τύπος κράματος χρησιμοποιείται μόνο μετά από θερμική επεξεργασία. Το κράμα υποβάλλεται σε υψηλές θερμοκρασίες για σβέση και στη συνέχεια υποβάλλεται σε σκλήρυνση σε οποιοδήποτε περιβάλλον.

Ο τύπος των χάλυβων υψηλής αντοχής περιλαμβάνει αυτούς στους οποίους, μετά την επιλογή της χημικής σύνθεσης, καθώς και μετά από θερμική επεξεργασία, η αντοχή φτάνει σχεδόν στο μέγιστο, δηλαδή περίπου διπλάσια από αυτή του συνηθισμένου τύπος αυτού του προϊόντος.

Οι χάλυβες ελατηρίου διακρίνονται επίσης. Αυτό είναι ένα κράμα που, ως αποτέλεσμα της παραγωγής του, έχει λάβει τις καλύτερες ποιότητες όσον αφορά το όριο ελαστικότητας, την αντοχή στο φορτίο και την κόπωση.

Σύνθεση από ανοξείδωτο χάλυβα

Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι τύπου κράματος. Η κύρια ιδιότητά του είναι η υψηλή αντοχή στη διάβρωση, η οποία επιτυγχάνεται με την προσθήκη ενός στοιχείου όπως το χρώμιο στη σύνθεση του κράματος. Σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί νικέλιο, βανάδιο ή μαγγάνιο αντί για χρώμιο. Αξίζει να σημειωθεί ότι λιώνοντας το υλικό και προσθέτοντας σε αυτό τα απαραίτητα στοιχεία, μπορεί να αποκτήσει τις ιδιότητες μιας από τις τρεις ποιότητες ανοξείδωτου χάλυβα.

Η σύνθεση αυτών των τύπων κράματος, φυσικά, είναι διαφορετική. Τα πιο απλά είναι τα συμβατικά κράματα με αυξημένη αντοχή στη διάβρωση 08 X 13 και 12 X 13. Οι επόμενοι δύο τύποι αυτού του ανθεκτικού στη διάβρωση κράματος θα πρέπει να έχουν υψηλή αντοχή όχι μόνο σε κανονικές, αλλά και σε υψηλές θερμοκρασίες.