Stål: sammensetning, egenskaper, typer og bruksområder. Sammensetning av rustfritt stål

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Mange vet at stål er et produkt som oppnås i prosessen med å smelte andre grunnstoffer. Men hva? Hva er i stål? I dag er dette stoffet en deformerbar legering av jern med karbon (mengden er 2,14%), samt en liten andel av andre grunnstoffer.

Generell informasjon

Det er verdt å merke seg at stål er en legering som har nøyaktig opptil 2,14 % karbon i sammensetningen. En legering som inneholder mer enn 2,14 % karbon kalles allerede støpejern.

Det er kjent at sammensetningen av karbonstål og vanlig stål ikke er den samme. Hvis det vanlige substratet inkluderer karbon og andre legerende (forbedrende) komponenter, er det ingen legeringselementer i det karbonholdige produktet. Hvis vi snakker om legert stål, er sammensetningen mye rikere. For å forbedre ytelsen til dette materialet tilsettes elementer som Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti osv. Det er viktig å merke seg at de beste egenskapene til dette stoffet er gitt nøyaktig ved å legge til legerte komplekser, ikke ett eller to stoffer.

klassifisering

Spendklassifisering av materialet vi vurderer kan baseres på flere indikatorer:

• Den første indikatoren er den kjemiske sammensetningen av stålet.
• Det andre er mikrostrukturen, som også er veldig viktig.
• Selvfølgelig er stål forskjellig i kvalitet og produksjonsmetode.
• I tillegg har hver type stål sin egen anvendelse.

Mer detaljert kan sammensetningen vurderes ved å bruke eksemplet med den kjemiske sammensetningen. På dette grunnlaget skilles det to typer til - disse er legert stål og karbonstål.

Blant karbonstål er det tre varianter, hvor hovedforskjellen er det kvantitative innholdet av karbon. Hvis stoffet inneholder mindre enn 0,3 % karbon, er det klassifisert som lavkarbon. Innholdet av dette stoffet i regionen fra 0,3% til 0,7% oversetter sluttproduktet til kategorien medium karbonstål. Hvis legeringen inneholder mer enn 0,7 % karbon, klassifiseres stålet som høykarbon.

Med legert stål er ting omtrent det samme. Hvis sammensetningen av materialet inneholder mindre enn 2,5 % legeringselementer, anses det som lavlegert, fra 2,5 % til 10 % - middels legert, og fra 10 % og over - høylegert.

Mikrostruktur

Mikrostrukturen til stål varierer avhengig av tilstanden. Hvis legeringen er glødet, vil dens struktur bli delt inn i karbid, ferritisk, austenittisk og så videre. Med en normalisert mikrostruktur av stoffet kan produktet være perlittisk, martensittisk eller austenittisk.

Stålets sammensetning og egenskaper avgjør om et produkt tilhører en av disse tre klassene. De minst legerte stålene og karbonstålene er den perlittiske klassen, de middels er martensittiske, og det høye innholdet av legeringselementer eller karbon oversetter dem til kategorien austenittiske stål.

Produksjon og kvalitet

Det er viktig å merke seg at en legering som stål kan inneholde noen negative elementer, hvis høye innhold forringer ytelsen til produktet. Disse stoffene inkluderer svovel og fosfor. Avhengig av innholdet i disse to elementene, er sammensetningen og typene av stål delt inn i følgende fire kategorier:

• Privat stål. Dette er en legering av vanlig kvalitet, som inneholder opptil 0,06 % svovel og opptil 0,07 % fosfor.
• Kvalitet. Innholdet av ovennevnte stoffer i disse stålene er redusert til 0,04 % svovel og 0,035 % fosfor.
• Høy kvalitet. Inneholder bare opptil 0,025 % av både svovel og fosfor.
• Den høyeste kvalitetslegeringen tildeles hvis svovelprosenten ikke er mer enn 0,015, og fosfor ikke er mer enn 0,025%.

Hvis vi snakker om produksjonsprosessen til en vanlig legering, er den oftest oppnådd i ovner med åpen ild eller i Bessmerov, Thomas-omformere. Dette produktet helles i store blokker. Det er viktig å forstå at sammensetningen av stål, dets struktur, samt dets kvalitetsegenskaper og egenskaper bestemmes nøyaktig av produksjonsmetoden.

For å oppnå høykvalitets stål brukes ogsåovner med åpen ildsted, men smelteprosessen er strengere for å oppnå et kvalitetsprodukt.

Smelting av høykvalitetsstål utføres kun i elektriske ovner. Dette skyldes det faktum at bruken av denne typen industrielt utstyr garanterer et nesten minimumsinnhold av ikke-metalliske tilsetningsstoffer, det vil si at det reduserer prosentandelen svovel og fosfor.

For å få en legering av spesielt høy kvalitet, tyr de til metoden med elektroslaggomsmelting. Produksjonen av dette produktet er kun mulig i elektriske ovner. Etter slutten av produksjonsprosessen oppnås disse stålene alltid bare legert.

Typer legeringer etter bruk

En endring i sammensetningen av stål påvirker naturligvis i stor grad ytelsen til dette materialet, noe som betyr at omfanget av bruken også endres. Det finnes konstruksjonsstål som kan brukes i konstruksjon, kaldforming, kasseherding, tempererbar, høy styrke og så videre.

Hvis vi snakker om bygningsstål, så inkluderer de oftest middels karbon, samt lavlegerte legeringer. Siden de hovedsakelig brukes til bygging av bygninger, er den viktigste egenskapen for dem god sveisbarhet. Case-herdet stål brukes oftest til ulike deler, hvor hovedformålet er å arbeide under forhold med overflateslitasje og dynamisk belastning.

Annet stål

Til andre typer stål kan tilskrives forbedret. Denne typen legering brukes kun etter varmebehandling. Legeringen utsettes for høye temperaturer for bråkjøling, og deretter utsatt for herding i alle miljøer.

Typen høyfaste stål inkluderer de der, etter valg av kjemisk sammensetning, samt etter varmebehandling, styrken når nesten et maksimum, det vil si omtrent dobbelt så mye som den vanlige type av dette produktet.

Fjærstål kan også skilles ut. Dette er en legering som, som et resultat av produksjonen, har fått de beste egenskapene når det gjelder elastisk grense, belastningsmotstand og tretthet.

Komposisjon i rustfritt stål

Rustfritt stål er en legeringstype. Dens viktigste egenskap er høy korrosjonsmotstand, som oppnås ved å tilsette et element som krom til sammensetningen av legeringen. I noen situasjoner kan nikkel, vanadium eller mangan brukes i stedet for krom. Det er verdt å merke seg at ved å smelte materialet og legge til de nødvendige elementene til det, kan det oppnå egenskapene til en av tre kvaliteter av rustfritt stål.

Sammensetningen av disse legeringstypene er selvfølgelig annerledes. De enkleste er konvensjonelle legeringer med økt korrosjonsbestandighet 08 X 13 og 12 X 13. De to neste typene av denne korrosjonsbestandige legeringen bør ha høy motstand ikke bare ved normale, men også ved høye temperaturer.