Jaké druhy ocelí existují?

Ocel je slitina železa s uhlíkem, stejně jako s přidáním různých nečistot, které jsou nezbytné pro získání zlepšených technických vlastností materiálu. Jeho výroba spočívá v recyklaci šrotu a litiny různými metodami: otevřená nístěj, konvertor a elektrické tavení. Během tohoto procesu se snižuje podíl uhlíku a přebytečných nečistot.

Podstatou výroby oceli je odstraňování uhlíku a dalších chemických prvků tavením vsázky sestávající z tekutého nebo surového železa, ocelového šrotu, železné rudy a vápence. Tavení se provádí v různých ocelářských jednotkách: otevřené nístějové pece, konvertory, elektrický oblouk, elektrická indukční a další metalurgické jednotky.

Ocelářský průmysl vyrábí mnoho druhů oceli a zušlechťuje ji přidáváním nebo odstraňováním prvků a nečistot.

Za normálních podmínek se používají jednoduché uhlíkové oceli; při vysokých teplotách a aktivních médiích – speciálních legovaných (například pro výrobu čerpadla pro čerpání kyselin, mechanismů pracujících v mořské vodě atd.).

Klasifikace

V současné době existuje mnoho druhů oceli, aby bylo snazší je pochopit a zapamatovat si, bylo vytvořeno několik klasifikací, které odrážejí její vlastnosti.

Podle chemického složení

Vyznačují se zvláště čistým složením, ve kterém jsou hlavními složkami železo a uhlík a je v něm velmi málo nečistot. Dělí se podle množství uhlíku ve slitině na:

• Nízký obsah uhlíku s obsahem uhlíku do 0,3 %.
• Střední uhlíky obsahují od 0,3 % do 0,6 % uhlíku.
• Vysoký obsah uhlíku více než 0,6 % uhlíku.

Poměr složek ve slitině určuje její pevnost, tekutost, tažnost, svařitelnost a sklon k deformaci. To je důležité vzít v úvahu při výběru uhlíkové oceli pro práci. Uhlíková ocel je vynikající pro všechny typy obrábění kovů a nejčastěji se používá v obecných průmyslových aplikacích.

Legované oceli se liší od uhlíkových ocelí svým složením. Kromě všech uvedených složek jejich složení zahrnuje různé přísady pro zlepšení technických vlastností. Mohou to být kovy i nekovy a do kompozice se přidávají během procesu legování. Takové přísady se nazývají legující prvky. Nejběžnější legované prvky jsou:

Tento materiál může výrazně zvýšit pevnost a prokalitelnost oceli a také odolnost proti korozi. Zároveň je jeho cena levná, takže jde o jeden z nejběžnějších slitinových prvků.

Zvyšuje odolnost proti korozi a často se používá současně s chromem. Jeho použití snižuje práh křehkosti za studena a snižuje tepelnou roztažnost.

Molybden a wolfram.

Zahrnuto ve složení pro zvýšení odolnosti proti opotřebení a tepelné odolnosti rychlořezné oceli. Významnou nevýhodou těchto materiálů je jejich vysoká cena.

Do 0,6 % je standardní nečistota. Přidáním více manganu do slitiny se zvyšuje odolnost proti opotřebení, tvrdost a rázová houževnatost při zachování dobré tažnosti. Nevýhodou manganu je jeho citlivost na přehřátí.

Do 0,4 % je také standardní nečistota. S rostoucím množstvím křemíku roste pevnost materiálu a také jeho elasticita. Takové slitiny se častěji používají v elektrotechnice, při výrobě jakostí odolných vůči usazeninám a kyselinám.

Přídavek titanu zvyšuje pevnost, elasticitu a tepelnou odolnost materiálu.

V závislosti na množství a procentuálním podílu přísad ve slitině se rozlišují:

• Nízkolegované – množství přísad do 4%
• Středně legované – až 11%
• Vysoce legované – více než 11%.

Kvalita uhlíkových i legovaných ocelí závisí na chemickém složení slitiny a přítomnosti škodlivých materiálů v ní – síry a fosforu, protože tyto prvky značně zhoršují fyzikální, chemické a technologické vlastnosti materiálu. V závislosti na množství síry a fosforu se ocel dělí na:

• Běžná kvalita (0,045-0,060 % síry; 0,04-0,07 % fosforu)
• Vysoce kvalitní (ne více než 0,04% síry a 0,035-0,04% fosforu)
• Vysoká kvalita (ne více než 0,02 % síry a 0,03 % fosforu)
• Zvláště vysoká kvalita (ne více než 0,015 % síry a ne více než 0,025 % fosforu)

Do cíle

Všechny uhlíkové a legované oceli jsou rozděleny do 3 skupin v závislosti na jejich účelu.

Používají se pro výrobu strojních dílů, lodí, stavebních konstrukcí, svařovaných kovových konstrukcí, armatur a tak dále. Jsou nejběžnějším typem. Po odlití musí ocel projít tepelným zpracováním ve formě kalení a popouštění nebo normalizace.

Konstrukční oceli zahrnují uhlíkové oceli běžné jakosti (třídy St1, St0. ) a vysoce jakostní oceli (třídy St5, St10, St15. ).

Legované konstrukční oceli zahrnují nízkolegované a středně legované třídy (20Х, 15ХФ, 40Х, 45ХН).

Konstrukční oceli mohou být podle svých chemických vlastností korozivzdorné, kyselinovzdorné, okují atd.

Používají se k výrobě řezných nástrojů, lisů, vrtáků, fréz, nožů atd. Proto musí být velmi odolné proti opotřebení, odolné vůči teplu a kalcinaci.

Tuto skupinu tvoří vysoce legované slitiny, ve kterých více než 10 % tvoří přísady chrómu, niklu a manganu, niklu a titanu. Do této skupiny patří slitiny odolné proti korozi (chrom minimálně 13 %), žáruvzdorné slitiny 9-17 % chrómu a 2 % křemíku), magnetické, žáruvzdorné, kyselinovzdorné atd.

Metodou dezoxidace

Deoxidace je proces, který odstraňuje oxid železa z oceli. Vzniká ve slitině při procesu tavení, má však značnou nevýhodu – vysoké riziko koroze oceli.

Dezoxidace se provádí přidáním křemíku, manganu nebo hliníku do licí pánve. Podle způsobu dezoxidace se rozlišují:

Deoxidace se provádí pomocí manganu. Během procesu chlazení oceli se uvolňují plyny a surovina se zdá být vroucí. Odtud pochází název. Obvykle jsou takové oceli nízkouhlíkové, běžné jakosti nebo vysoce kvalitní.

Dezoxidujte přidáním hliníku, manganu a křemíku. V tomto případě kyslík interaguje s deoxidačními činidly, vznáší se a je odstraněn. Chlazení bez varu nebo vývoje plynu.

Legované, vysoce kvalitní a uhlíkové oceli.

Deoxidujte pomocí manganu a hliníku. Pouze karbonové. Dobré kování.

Podle struktury

Klasifikace podle struktury je rozdělena do 2 skupin:

• V žíhaném stavu (rovnováze)

Existuje 6 tříd:

1. Hypoeutektoidní. Kompozice obsahuje ferit a perlit, což je směs dvou fází – feritu a cementitu (neboli karbidů). Tato třída zahrnuje všechny uhlíkové a nízkolegované ocelové slitiny.
2. Eutektoidní. Díky perlitové struktuře je dosaženo dobré obrobitelnosti ocelové slitiny. Jeho rozptýlené typy jsou troostit a sorbitol.
3. Hypereutektoidní. Perlit a cementit, který je zástupcem intruzních fází.
4. ledeburit. Primární ledeburit (eutektická směs perlitu a cementitu).
5. austenitické. Jsou to pevné roztoky, které obsahují hodně uhlíku. Vznikají při vysokých koncentracích chrómu, niklu a manganu. Hlavní výhodou je vysoká úroveň rázové houževnatosti.
6. Feritický. Jedná se o tuhé roztoky, které téměř nejsou nasycené uhlíkem.

Uhlíkové oceli mají strukturu prvních 3 tříd, legované oceli mají strukturu všech 6 tříd.

• V normálním stavu

Konstrukce je nestabilní. Při určité rychlosti ochlazování může získat strukturu perlitu, troostitu a sorbitolu. Zahrnuje všechny uhlíkové a nízkolegované oceli.

Jsou vysoce odolné. Po ochlazení se vytvoří pevná, jemně rozptýlená struktura. Vysoce legované a středně legované.

Vzniká, když má slitina vysokou hmotnost niklu a manganu v kombinaci s chromem. Výhodou třídy je vysoká rázová houževnatost.

Třída zahrnuje nízkolegované a středně legované, konstrukční a nástrojové oceli.

značkování

Všechny druhy oceli podléhají značení. Pro značení se používá sada čísel a písmen, které odpovídají kvalitě slitiny.

Oceli běžné jakosti jsou označeny písmeny Art. Dále napište index značky (0-6) a úroveň dezoxidace.

Pokud tomuto označení předchází písmeno A, znamená to, že slitina má zaručené mechanické parametry. Pokud je písmeno B, pak má zaručené chemické složení. Pokud je písmeno B, pak má garantované mechanické a chemické parametry.

• U vysoce kvalitních ocelí nejsou na začátku označení žádná písmena a uhlík je uveden v procentech. Na konci – deoxidace. Uhlík v setinách %. Například 05 kp. Obsah uhlíku – 0,05 %
• U na začátku znamená vysoce kvalitní nástrojové oceli. Uhlík v setinách procenta, s písmenem A na konci (kvalitní slitina). Například U9A znamená, že jde o vysoce kvalitní uhlíkovou ocel s obsahem uhlíku 0,09 %.
• P na začátku znamená rychlořezné oceli. Po – množství wolframu v%. Například P15 je vysokorychlostní slitina s obsahem wolframu 15 %
• V legovaných konstrukčních ocelích se množství uhlíku udává v setinách procenta. Níže jsou uvedena označení prvků a jejich obsah v %. Například 11H16N12Т – 0,11% uhlík, 16% chrom, 12% nikl, 1% titan.