Ефект на легиращите елементи върху свойствата на стоманата. Видове, маркировки и цели на стоманите

Стоманата е един от най-популярните материали в света днес. Без нея е трудно да си представим съществуващи строителни обекти, машиностроителни предприятия и много други места и неща, които ни заобикалят в ежедневието. В същото време, сплавта на желязо и въглерод е доста по-различно, тъй като в тази статия ще разгледаме ефекта на легиращи елементи върху свойствата на стомана, както и нейните видове, марки и дестинации.

Обща информация

Днес много стоманени класове са широко използвани в почти всяка сфера на човешката дейност. Това до голяма степен се дължи на факта, че в тази сплав целият комплекс от механични, физико-химични и технологични свойства, които нямат други материали, е съвършено комбиниран. Метод за производство на стомана непрекъснато се подобрява и поради неговите свойства и качество позволява да се получи желаното изпълнение на получения в резултат на механизми, компоненти и машини.

Класификация според предназначението

Всяка стомана, в зависимост от това, за която е предназначена, може задължително да бъде включена в една от следните категории:

• Структурно.
• Инструментална.
• Специална цел със специални свойства.

Най-многобройният клас е конструктивни стомани, предназначени да създават разнообразие от строителни конструкции, уреди, машини. Структурните степени са разделени на подобрени, циментирани, пролетно-пролетни, с висока якост.

Инструменталната стомана се диференцира в зависимост от инструмента, за който са направени: рязане, измерване и т.н. От само себе си се разбира, че ефектът на легиращите елементи върху свойствата на стоманата от тази група също е голям.

Специалните стомани имат свое разделение, което осигурява следните групи:

• Неръждаеми (те също са устойчиви на корозия).
• Топлоустойчивост.
• Топлоустойчивост.
• Електротехника.

Групи от стомани в химически състав

Класификацията на стоманата се извършва според химичните елементи, които ги образуват:

• Класове от въглеродна стомана.
• Легирани с.

В същото време и двете групи са разделени и от количеството въглерод, който съдържат:

• Ниско въглерод (въглерод под 0,3%).
• Среден въглерод (концентрацията на въглерод е 0.3-0.7%).
• Висок въглерод (карбонат над 0,7%).

Какво представлява легираната стомана?

Това определение трябва да се разбира като стомана, съдържаща паралелно с постоянни примеси и добавки, въведени в структурата на сплавта, за да се увеличат механичните свойства на получения материал.

Няколко думи за качеството на стоманата

Този параметър на дадена сплав предполага набор от свойства, които от своя страна се определят директно от процеса на нейното производство. Към подобни характеристики, които се подчиняват и легирани инструментална стомана, включват:

• Химичен състав.
• Хомогенност на структурата.
• Възможност за преработка.
• Механични свойства.

Качеството на всяка стомана директно зависи от количеството кислород, водород, азот, сяра и фосфор, които съдържа. Също така, методът на производството на стомана играе важна роля. Най - точната от гледна точка на падането в необходимия обхват на примеси е стоманено топене в електрически пещи.

Сместа от стомана и нейните свойства се променят

Сплавената стомана, чиито марки съдържат в маркировката си буквеното обозначение на елементите, които са принудително въведени, променя свойствата си не само от тези външни вещества, но и от тяхното взаимно действие един с друг.

Ако вземем предвид въглерода конкретно, а след това и взаимодействието с него легиращи елементи може условно да се раздели на две големи групи:

• Елементи, които образуват химическо съединение (въглероден карбид) - молибден, хром, ванадий, волфрам, манган с въглерод.
• Елементи, които не създават карбиди - силиций, алуминий, никел.

Трябва да се отбележи, че стоманите, които са легирани с карбид-образуващи вещества, имат много висока твърдост и повишена устойчивост на износване.

нисколегирана стомана на (марка: 20HGS2, 09G2, 12G2SMF, 12HGN2MFBAYU и други). Специално място се заема от сплав 13X, който е достатъчно труден, за да направи хирургическо, гравиране, бижутерийно оборудване и бръсначи от него.

препис

Съдържанието на легиращи елементи в стоманата може да бъде определено чрез нейното маркиране. Всеки от тези компоненти, въведени в сплавта, има свое собствено обозначение на буквите. Например:

• Chrome - Cr.
• Ванадий-V.
• Манган -Мн.
• Niobium - Nb.
• Волфрам-W.
• Титанът е Ti.

Понякога в началото на стоманения индекс има писма. Всяко от тях има специално значение. По-специално, буквата "Р" означава, че стоманата е с висока скорост "W" показва, че стомана сачмени лагери, "A" - автомата, "Е" - .. електротехническа др професионални стомани имат в тяхната буквено означение в края буквата "А" и особено качествените съдържат буквата "Ш" в самия край на маркировката.

Ефекти на легиращите елементи

На първо място, трябва да се каже, че въглеродът има фундаментален ефект върху свойствата на стоманата. Този елемент увеличава силата и твърдостта си с намаляващ вискозитет и пластичност. В допълнение, повишената концентрация на въглерода гарантира влошаване на обработваемостта чрез рязане.

Съдържанието на хром в стоманата влияе пряко върху неговата корозионна устойчивост. Този химичен елемент образува тънък защитен оксиден филм върху повърхността на сплавта в агресивна оксидираща среда. За да се постигне такова въздействие, хромовата стомана трябва да бъде най-малко 11.7%.

Специално внимание трябва да се обърне на алуминия. Използва се в процеса на легиране на стоманата за отстраняване на кислорода и азота след почистването му, за да се допринесе за намаляване на стареенето на сплавта. В допълнение, алуминият значително увеличава издръжливостта и течливостта, неутрализира изключително вредния ефект на фосфора.

Ванадий е специален елемент на легиране, благодарение на който легираните стоманени инструментали получават висока твърдост и здравина. В този случай зърното намалява в сплавта и плътността се увеличава.

Сплавената стомана, чиито марки съдържат волфрам, е с висока твърдост и зачервяване. Волфрамът също е добър, защото напълно премахва крехкостта по време на планираното освобождаване на сплавта.

За да се увеличи топлоустойчивостта, магнитните свойства и устойчивостта на значително натоварване на удара, стоманата се лее с кобалт. Но един от тези елементи, които нямат значителен ефект върху стоманата, е силиций. Въпреки това, при тези стоманени класове, предназначени за заварени метални конструкции, концентрацията на силиций трябва задължително да бъде в диапазона от 0,12-0,25%.

Значително увеличава механичните свойства на магнезиевата стомана. Използва се също и като десулфуризатор в случай на използване на десулфуриране на чугун извън експлоатация.

Нисколегираната стомана (нейните степени съдържа елементи на сплав под 2,5%) много често съдържа манган, което му осигурява незадоволително увеличение на твърдостта, издръжливостта, като същевременно поддържа оптимална пластичност. Но концентрацията на този елемент трябва да бъде повече от 1%, в противен случай няма да е възможно да се постигнат посочените свойства.

Качества от въглеродна стомана, разтопени за различни големи строителни конструкции, съдържат мед, което осигурява максимални антикорозионни свойства.

За да се увеличи червено твърдост, еластичност, якост на опън и устойчивост на корозия в стомана непременно прилага молибден, което допълнително повишава устойчивостта към окисляване и метал когато нагрява до висока температура характеристики. От своя страна, церий и неодим се използват за намаляване на порьозността на сплавта.

Като се има предвид влиянието на легиращите елементи върху свойствата на стоманата, не можем да пренебрегнем никела. Този метал позволява на стоманата да получи отлична издръжливост и якост, да увеличи пластичността и удароустойчивостта и да намали границата на студено чупливост.

Той се използва широко като легираща добавка и ниобий. Неговата концентрация, която е 6-10 пъти по-висока от количеството на необходимия въглерод в сплавта, позволява да се елиминира междукристалната корозия на неръждаемата стомана и предпазва шевовете от изключително нежелателно разрушаване.

Титан ви позволява да получите най-оптималната сила и пластичност, както и да подобрите устойчивостта на корозия. Тези стомани, които съдържат тази добавка, са много добре обработени с различни специални инструменти на съвременните металорежещи машини.

Въведение в стоманата циркониева сплав дава възможност да се получи необходимата подробност и, ако е необходимо, да се въздейства точно върху растежа на зърното.

Случайни примеси

Изключително нежелателни елементи, които оказват негативно влияние върху качеството на стоманата, са арсен, калай, антимон. Появата им в сплавта винаги предизвиква стоманата става много крехки в границите на техните зърна, особено когато намаление на цените на стоманени ленти и по време на каляването на нисковъглеродни стомани.

заключение

В наше време влиянието на сплавните елементи върху свойствата на стоманата е доста добре проучено. Специалистите внимателно анализираха ефекта на всяка добавка в сплавта. Теоретични знания позволява металурзи са във фазата на за да се образува схематична диаграма на стомана, за да се определи броя на необходимите технологии и консумативи (руда, концентрат, гранули и други добавки). Най-често стоманените производители използват хром, ванадий, кобалт и други легиращи елементи, които са доста скъпи.