Ogljik (ogljik) jeklo: vrste, proizvodnja in uporaba

Glavne značilnosti

Glede na njihov glavni namen so ogljikova jekla razdeljena na instrumentalno in strukturno, v njihovi sestavi praktično ni legiranih elementov. Iz navadnih jeklenih zlitin se razlikujejo tudi po tem, da imajo v sestavi bistveno manj osnovnih nečistoč: mangan, magnezij, silicij. Vsebina glavnega elementa - ogljika - se spreminja v precej širokih mejah. Sestava visokoogljičnega jekla vsebuje 0,6-2% C, srednje ogljik - 0,3-0,6%, nizkoogljik - do 0,25%.

Glavni element definira lastnosti in strukturo. V notranji strukturi zlitin z manj kot 0,8% C (pre-evtektoidno jeklo), pretežno perlita in ferita ter s povečano koncentracijo glavnega elementa nastane sekundarni cementit.

Predstavljena jekla s pretežno feritno strukturo so zelo plastična in imajo majhno trdnost. Če v strukturi prevladuje cementit, kovina je značilna visoka trdnost, pa tudi velika krhkost. Ker se vsebnost C poveča na 0,8-1%, se moč in trdota povečata, toda viskoznost in duktilnost močno poslabšata.

Kvantitativna vsebnost ogljika vpliva na tehnološke značilnosti, zlasti na varivost, enostavnost rezanja in tlak.

• Iz nizkoogljičnih jekel so izdelani deli in konstrukcije, ki niso namenjeni za večje obremenitve.
• Značilnosti srednje-ogljikovih jekel so glavni gradbeni materiali, ki se uporabljajo pri proizvodnji konstrukcij in delov za transport in splošno inženirstvo.
• Visokogljične zlitine so optimalne za izdelavo delov, ki morajo imeti večjo odpornost proti obrabi pri izdelavi merilnih in vtiskovalnih orodij.

Kovina, podobno kot druge jeklene zlitine, v sestavi vsebuje nečistoče:

• silicij;
• fosfor;
• mangan;
• dušik;
• žveplo;
• vodik;
• kisik.

Silicijev in mangan sta koristne nečistote, ki se vnašajo v sestavo v fazi taljenja za deoksidacijo. Fosfor in žveplo so škodljive nečistoče, poslabšanje kakovostnih lastnosti zlitine.

Verjamemo, da so zlitine in ogljikove vrste nezdružljive, kljub temu, da bi izboljšali svoje tehnološke in fizikalno-mehanske lastnosti, lahko mikroskupino izvedemo z dodatkom različnih dodatkov:

• bor;
• titan;
• cirkonij;
• redkih zemeljskih elementov.

Z njihovo pomočjo ne bo mogoče preklopiti kovine v nerjavno jeklo, vendar bo veliko bolje izboljšati lastnosti.

Razvrstitev po stopnji deoksidacije

Na delitev na tipe vpliva zlasti stopnja deoksidacije. Glede na ta parameter so naše zlitine razdeljene na pol mirno, mirno in vrelo.

Bolj homogena notranja struktura ima mirna jekla, katerih deoksidacijo se doseže z dodajanjem v staljeno kovina iz aluminija, ferosilicija in ferromangan. Zaradi tega, ker so zlitine naše kategorije v peči popolnoma popolnoma deoksidirane, v njihovi sestavi ni železovega oksida. Preostali aluminij, ki preprečuje rast zrn, zagotavlja fino zrnato strukturo. Zaradi praktične absolutne odsotnosti raztopljenih plinov je mogoče pridobiti kakovostno kovino za proizvodnjo najbolj kritičnih delov in struktur iz nje. Skupaj s plišami tihih zlitin je velik minus - precej draga taljenja.

Obstajajo cenejše, čeprav manj kakovostne, ogljikove zlitine, pri katerih topenje uporablja najmanjše posebne dodatke. V strukturi take kovine, zaradi dejstva, da postopek deoksidacije v peči ni končal, Obstajajo raztopljeni plini, ki negativno vplivajo na značilnosti. Dušik ima na primer slab učinek na varivost in povzroča nastanek razpok v regiji zvarja. Razvito fazno ločevanje v strukturi zlitin privede do dejstva, da se valjana kovina, izdelana iz njih, razlikuje po svoji heterogenosti v strukturi in mehanskih lastnostih.

Pol-kaljene jekla imajo vmesni položaj glede na lastnosti in stopnje deoksidacije. Pred vlivanjem v plesni, jih v sestavo vključijo nekaj deoksidantov, zahvaljujoč katerih strjevanje kovine se zgodi skoraj brez vrenja, vendar se emisije plinov v njem nadaljujejo. Rezultat je litje, v strukturi katere je manj plinskih mehurčkov kot v vrelem jeklu. Ti notranji pore med naslednjim zvijanjem kovine so skoraj popolnoma varjeni.

Večina ogljikovih jekel z nizko vsebnostjo ogljika se uporablja kot strukturni material.

Delitev proizvodnje in kakovosti

Ogljikovo jeklo se pridobiva z uporabo različnih tehnologij. Razlikovati:

• visoko kakovostno ogljikovo jeklo;
• visokokakovostne jeklene zlitine;
• zlitine ogljikovega jekla navadne kakovosti.

Zlitine navadne kakovosti se proizvajajo v odprtih ogrevalnih pečeh, od njih pa nastajajo velike ingote. Oprema za taljenje, ki se uporablja za proizvodnjo takšnih jekel, vključuje zlasti pretvornike kisika. V primerjavi z visokokakovostnimi jeklenimi zlitinami lahko kovina vsebuje veliko škodljivih nečistoč, kar vpliva na značilnosti in stroške proizvodnje.

Ustanovljena in zamrznjene palice so vroče valjane ali mraz. Vroče valjanje se uporablja za sortne in oblikovane izdelke, pločevino in debelo ploščo, široke kovinske trakove. Pločevino dobimo s hladnim valjanjem.

Za proizvodnjo visokokakovostnih in kakovostnih jekel, odprtih ogrevalnih peči in pretvornikov ter talilnih peči, ki delujejo na električni energiji, se uporabljajo.

Za sestavo, in sicer za prisotnost škodljivih in nekovinskih nečistoč v strukturi, GOST postavlja stroge zahteve. Pri visokokakovostnih ječah mora biti ne več kot 0,04% žvepla in ne več kot 0,035% fosforja. Visokokakovostne in kakovostne jeklene zlitine zaradi strogih zahtev za metodo taljenja in lastnosti imajo povečano čistost strukture.

Uporaba in označevanje

Instrumentalne zlitine, pri katerih se 0,65-1,32% C uporabljajo za izdelavo različnih orodij. Za izboljšanje mehanskih lastnosti orodja je izdelana utrjevanje izdelovalnega materiala.

Iz strukturnih zlitin izdelujemo dele za različno opremo, konstrukcijske elemente za gradbene in inženirske namene, zadrge in druge. Iz konstrukcijskega jekla je narejeno karbonska žica, ki se uporablja v vsakdanjem življenju, pri izdelavi pritrdilnih elementov, v gradbeništvu, za izdelavo vzmeti. Po uplinjaču se konstrukcijske zlitine uspešno uporabljajo pri izdelavi delov, ki so izpostavljeni izkoriščanju hude površinske obrabe in imajo velike dinamične obremenitve.

Označevanje se nanaša na kemično sestavo zlitine in njeno kategorijo. Pri imenovanju ogljikovega jekla navadne kakovosti so črke "st". GOST določa sedem konvencionalnih številk razredov (0-6), ki so tudi označeni v oznaki. Stopnjo deoksidacije označujejo črke "kp", "ps", "cn", označene na koncu oznake. Razredi visokokakovostnih in visoko kakovostnih jekel so označeni s številkami, ki označujejo vsebino zlitine C v stotinah odstotka.

Dejstvo, da se instrumentalna zlitina lahko razume z črko "U" na začetku oznake. Številka, ki sledi tej pismu, označuje vsebino C v desetinah odstotka. Črka "A", če je prisotna v označbi orodnega jekla, kaže izboljšane kakovostne lastnosti zlitine.

Jekla z večjo vsebnostjo ogljika so lahko manj nagnjena k tvorbi struktur z nizko plastičnostjo. Pod vplivom strukturnih in varilnih napetosti se lahko kovina z nizko plastičnostjo zruši. To olajšuje prisotnost v njej in varilni šiv difuzijskega vodika. Da bi preprečili nastanek hladnih razpok, se uporabljajo metode za odpravo dejavnikov, ki prispevajo k nastanku takšnih pomanjkljivosti.