Oțel: compoziție, proprietăți, tipuri și aplicații. Compoziție din oțel inoxidabil

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Mulți oameni știu că oțelul este un produs obținut în procesul de topire a altor elemente. Dar ce? Ce este în oțel? Astăzi, această substanță este un aliaj deformabil de fier cu carbon (cantitatea sa este de 2,14%), precum și o proporție mică de alte elemente.

Informații generale

Este de remarcat faptul că oțelul este un aliaj care are exact până la 2, 14% carbon în compoziția sa. Un aliaj care conține mai mult de 2,14% carbon este deja numit fontă.

Se știe că compoziția oțelului carbon și a oțelului obișnuit nu este aceeași. Dacă substratul obișnuit include carbon și alte componente de aliere (îmbunătățire), atunci nu există elemente de aliere în produsul carbonic. Dacă vorbim despre oțel aliat, atunci compoziția sa este mult mai bogată. Pentru a îmbunătăți performanța acestui material, la compoziția acestuia se adaugă elemente precum Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti etc.. Este important de menționat că cele mai bune proprietăți ale acestei substanțe sunt furnizat tocmai prin adăugarea de complexe aliate, nu una sau două substanțe.

Clasificare

Cheltuieșteclasificarea materialului pe care îl luăm în considerare se poate baza pe mai mulți indicatori:

• Primul indicator este compoziția chimică a oțelului.
• A doua este microstructura, care este, de asemenea, foarte importantă.
• Desigur, oțelurile diferă în ceea ce privește calitatea și metoda de producție.
• De asemenea, fiecare tip de oțel are propria sa aplicație.

Mai detaliat, compoziția poate fi luată în considerare folosind exemplul compoziției chimice. Pe această bază, se mai disting două tipuri - acestea sunt oțelurile aliate și cele carbon.

Printre oțelurile carbon, există trei soiuri, a căror principală diferență este conținutul cantitativ de carbon. Dacă substanța conține mai puțin de 0,3% carbon, atunci este clasificată drept cu conținut scăzut de carbon. Conținutul acestei substanțe în regiunea de la 0,3% la 0,7% traduce produsul final în categoria oțelurilor cu carbon mediu. Dacă aliajul conține mai mult de 0,7% carbon, atunci oțelul este clasificat drept cu conținut ridicat de carbon.

Cu oțelurile aliate, lucrurile stau cam la fel. Dacă compoziția materialului conține mai puțin de 2,5% elemente de aliere, atunci acesta este considerat slab aliat, de la 2,5% la 10% - mediu aliat și de la 10% și peste - în alt aliat.

Microstructură

Microstructura oțelului diferă în funcție de starea acestuia. Dacă aliajul este recoacet, atunci structura sa va fi împărțită în carbură, feritică, austenitică și așa mai departe. Cu o microstructură normalizată a substanței, produsul poate fi perlitic, martensitic sau austenitic.

Compoziția și proprietățile oțelului determină dacă un produs aparține uneia dintre aceste trei clase. Cele mai puțin aliate și oțelurile carbon sunt din clasa perlitică, cele medii sunt martensitice, iar conținutul ridicat de elemente de aliere sau carbon le transpune în categoria oțelurilor austenitice.

Producție și calitate

Este important de reținut că un aliaj precum oțelul poate include unele elemente negative, al căror conținut ridicat înrăutățește performanța produsului. Aceste substanțe includ sulful și fosforul. În funcție de conținutul acestor două elemente, compoziția și tipurile de oțel sunt împărțite în următoarele patru categorii:

• Oțel privat. Acesta este un aliaj de calitate obișnuită, care conține până la 0,06% sulf și până la 0,07% fosfor.
• Calitate. Conținutul de substanțe de mai sus din aceste oțeluri este redus la 0,04% sulf și 0,035% fosfor.
• Calitate în altă. Conține doar până la 0,025% atât sulf, cât și fosfor.
• Aliajul de cea mai în altă calitate este atribuit dacă procentul de sulf nu este mai mare de 0,015, iar fosforul nu este mai mare de 0,025%.

Dacă vorbim despre procesul de producție al unui aliaj obișnuit, atunci cel mai adesea se obține în cuptoare cu focar deschis sau în Bessmerov, convertoarele Thomas. Acest produs se toarnă în lingouri mari. Este important să înțelegeți că compoziția oțelului, structura acestuia, precum și caracteristicile și proprietățile sale de calitate sunt determinate exact de metoda de fabricare a acestuia.

Pentru a obține oțel de în altă calitate sunt, de asemenea, folositecuptoare cu vatră deschisă, însă, procesul de topire este mai riguros pentru a obține un produs de calitate.

Topirea oțelurilor de în altă calitate se realizează numai în cuptoare electrice. Acest lucru se datorează faptului că utilizarea acestui tip de echipamente industriale garantează un conținut aproape minim de aditivi nemetalici, adică reduce procentul de sulf și fosfor.

Pentru a obține un aliaj de o calitate deosebit de în altă se recurge la metoda de retopire a zgurii electrice. Producerea acestui produs este posibilă numai în cuptoare electrice. După încheierea procesului de fabricație, aceste oțeluri se obțin întotdeauna numai aliate.

Tipuri de aliaje în funcție de aplicație

Bineînțeles, o modificare a compoziției oțelului afectează foarte mult performanța acestui material, ceea ce înseamnă că și domeniul de utilizare a acestuia se schimbă. Există oțeluri de structură care pot fi utilizate în construcții, formare la rece, întărire, temperabile, de în altă rezistență și așa mai departe.

Dacă vorbim despre oțeluri pentru construcții, atunci acestea includ cel mai adesea aliaje cu carbon mediu, precum și aliaje slab aliate. Deoarece sunt utilizate în principal pentru construcția clădirilor, cea mai importantă caracteristică pentru ele este sudarea bună. Oțelul cementat este cel mai adesea folosit pentru diferite piese, al căror scop principal este de a lucra în condiții de uzură a suprafeței și încărcare dinamică.

Alte oțeluri

La alte tipuri de oțel pot fi atribuite îmbunătățite. Acest tip de aliaj este utilizat numai după tratamentul termic. Aliajul este supus la temperaturi ridicate pentru călire, iar apoi supus revenirii în orice mediu.

Tipul de oțeluri de în altă rezistență le include pe acelea în care, după selectarea compoziției chimice, precum și după ce au fost supuse unui tratament termic, rezistența ajunge aproape la maxim, adică aproximativ de două ori mai mult decât cea obișnuită. tipul acestui produs.

Se pot distinge și oțelurile pentru arc. Acesta este un aliaj care, ca urmare a producției sale, a primit cele mai bune calități în ceea ce privește limita elastică, rezistența la sarcină și oboseala.

Compoziție din oțel inoxidabil

Oțelul inoxidabil este de tip aliaj. Proprietatea sa principală este rezistența ridicată la coroziune, care se obține prin adăugarea unui element precum cromul în compoziția aliajului. În unele situații se poate folosi nichel, vanadiu sau mangan în loc de crom. Este demn de remarcat faptul că, topind materialul și adăugând elementele necesare acestuia, poate dobândi proprietățile uneia dintre cele trei clase de oțel inoxidabil.

Compoziția acestor tipuri de aliaj, desigur, este diferită. Cele mai simple sunt aliajele convenționale cu rezistență crescută la coroziune 08 X 13 și 12 X 13. Următoarele două tipuri de acest aliaj rezistent la coroziune ar trebui să aibă rezistență ridicată nu numai la temperaturi normale, ci și la temperaturi ridicate.