Ocel je deformovateľná zliatina malého množstva uhlíka (menej ako 2%) so železom a inými chemickými prvkami. Toto je rozšírený materiál používaný takmer vo všetkých priemyselných odvetviach. Merná hmotnosť ocele sa určuje podľa jej typu, ktorý sa vytvára podľa účelu a chemických zložiek kovovej zliatiny.

Klasifikácia a vlastnosti ocelí

Oceľ má veľa vlastností, pretože je to konštrukčný materiál. Hlavnou je pevnosť: zliatina je schopná tolerovať dostatočné napätie za prevádzkových podmienok. Medzi ďalšie charakteristiky patria:

  • ťažnosť - odolnosť proti značným deformáciám bez zničenia počas výroby štruktúr a v miestach preťaženia počas ich prevádzky;
  • viskozita - schopnosť absorbovať sily vonkajšej sily a zabrániť expanzii medzier;
  • odolnosť proti prasknutiu;
  • tvrdosť;
  • pevnosť;
  • odolnosť proti chladu;
  • tepelná odolnosť.

Oceľ sa klasifikuje podľa ich mikroštruktúry, obsahu chemických prvkov, typu a spôsobu výroby a oblasti použitia. Každá klasifikácia obsahuje veľa bodov, ktoré charakterizujú tento materiál.

Chemické zloženie

Podľa chemickej kombinácie sa zliatiny delia na uhlík a legujú sa. Prvý z nich je klasifikovaný podľa percentuálneho obsahu uhlíka:

  • nízky obsah uhlíka - až 0, 3%;
  • stredný uhlík - 0, 3 - 0, 7%;
  • s vysokým obsahom uhlíka - od 0, 7%.

Technologické parametre kovu sa zlepšujú legovaním. Zliatiny, ktoré okrem prírodných ferozlúčenín obsahujú prvky zavedené na špecifický účel, sa nazývajú legované. Ocel je zvyčajne obohatená o nasledujúce chemické prvky:

  • molybdén;
  • volfrámu;
  • chrómu;
  • hliník;
  • niklu;
  • bárnatý;
  • vanádu;
  • tálium;
  • mangánu;
  • kremíka.

Výraznejšie zlepšenie vlastností zliatiny sa dosahuje integrovaným prístupom k legovaniu. Zliatiny zliatin sú klasifikované podľa ich chemickej štruktúry. Nasledujúce zlúčeniny sa rozlišujú podľa percentuálneho podielu pridaných prvkov:

  • nízka legovaná až do 2, 5%;
  • stredne legované - 2, 5 - 10%;
  • vysoko legované - od 10%.

Štrukturálne vlastnosti

V súlade s mikroštruktúrou sa zliatiny a ocele získané žíhaním delia na karbid alebo ledeburit, feritik, hypereutektoid, hypereutektoid, austenitik. Za normálnych podmienok sa produkujú perlitické, martenzitické a austenitické produkty.

Perlitické sú zastúpené uhlíkovými a dopovanými vzorkami s malou hodnotou legujúcich frakcií a martenzitické s už vyšším obsahom takýchto zložiek. Najvyššie percento ďalších komponentov je v austenitických oceliach.

Obsah nečistôt

Podľa kvality, najmä vývojovou technológiou a prítomnosťou prísad, sa kovy delia do štyroch kategórií. Existujú ocele bežnej (bežnej) kvality, vysokej kvality, vysokej kvality a najmä vysokej kvality:

  • Zliatiny bežnej kvality sa tavia v konvertoroch pomocou kyslíka alebo veľkých pecí s otvoreným ohniskom a podľa chemickej štruktúry sa klasifikujú ako stredný uhlík s obsahom uhlíka do 0, 6%. Bežné spracovanie klasifikuje zliatiny ako lacné materiály s nízkymi mechanickými vlastnosťami v porovnaní s inými kategóriami. Prítomnosť síry - až 0, 06%, fosforu - až 0, 07%. Známe nasledujúce stupne podobnej ocele: St5kp, StO.
  • Kvalitná oceľ sa taví analogicky v konvertoroch alebo peciach, ale podlieha prísnejším požiadavkám na štruktúru vsádzky, tavenie a metódy odlievania. Chemické zloženie rozlišuje uhlíkové alebo legované materiály. Síra je obsiahnutá v množstve nie viac ako 0, 04%, fosfor - až 0, 03%. Slávne značky - 20 kp, 08 kp.
  • Vysoko kvalitná oceľ sa hodí do procesu tavenia, hlavne v elektrických peciach s pretavovaním elektrostruskom alebo inými technologickými metódami, ktoré zaisťujú vysokú čistotu. Obsah nekovových prísad predstavuje prítomnosť síry v objeme až 0, 04%, fosfor - až 0, 03%, ako aj neprítomnosť plynných nečistôt. Z tohto dôvodu sa zvyšujú mechanické ukazovatele. Bežné značky sú 15X2MA, 20A.
  • Obzvlášť vysoko kvalitné zliatiny sa vďaka elektrickému pretaveniu účinne čistia od oxidov a sulfidov. Táto kategória ocele sa taví iba legovaná. Vyrába sa pomocou elektrických pecí využívajúcich elektrotechnické metódy. Obsah síry - menej ako 0, 01%, fosfor - 0, 025%. Slávne značky - 20HGNTR-Sh, 18HG-Sh.

Aplikačné oddelenie

Pretože náklady na oceľ sú relatívne malé a rozsah výroby naopak dosahuje veľmi vysoké hodnoty, rozsah materiálu je obrovský a rôznorodý. Podľa použitia ocele a ich zliatin sa delia na konštrukčné, nástrojové, oceľové so špeciálnymi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. Konštrukčné ocele sa delia na tieto typy.

  • Konštrukcia - nízka zliatina a uhlík, obvyklej kvality. Jednou z hlavných technických vlastností je vysoká zvárateľnosť. Značky: S390K, S440D, S255.
  • Ocel pre lisovanie za studena - kvalitné nízkouhlíkové triedy 08kp, 08Yu vo forme plechu.
  • Guľôčkové ložisko - vysoko uhlíková oceľ s prídavkom chrómu, má vysokú pevnosť a odolnosť proti opotrebeniu (ШХ15, ШХ9).
  • Vylepšené ocele sú ocele s priemerným obsahom uhlíka (stupne 35, 45, 50), chróm (40X, 50X), chróm s bórom (ZOHRA), kremík a mangán, nikel, nikel a molybdén. Prostredníctvom tepelného tvrdenia a vysokého popúšťania sa zvyšujú mechanické vlastnosti zliatin.
  • Automatické - zliatiny s prídavkom síry, telúru, selénu a olova, čo vedie k tvorbe krehkých mikročipov a znižuje trenie frézy a kovových triesok. Nájdite uplatnenie pri hromadnej výrobe skrutiek, matíc, skrutiek na automatických kovoobrábacích strojoch. Oceľové triedy: A12, A20, A40G, AC11.
  • Cementované - nízkouhlíkové (15, 25) a legované zliatiny (15Х, 15ХФ, 20ХН, 12ХНЗА). Používajú sa na výrobu častí vystavených prepätiu na povrchu a prenášajúcich dynamické dodatočné zaťaženie.
  • Vysokopevnostné ocele so stredne uhlíkovými zliatinami (3ОХГСН2А, ОЗН18К9М5Т, 04ХИН9М2Д2ТЮ), ktoré pri výbere chemickej štruktúry a tepelného spracovania majú pevnosť v ťahu, ktorá je dvakrát väčšia ako pevnosť v ťahu jednoduchých štruktúrnych ocelí.
  • Pružinovými oceľami sú uhlíkové ocele triedy 65, 70 a zliatiny zliatiny kremíka, chrómu, volfrámu, mangánu, vanádu a bóru, čo pomáha zvyšovať ich elastickú medzu (50 KhGS, 60S2, 60S2KhFA, 55KhGR). Majú dlhú elasticitu a schopnosť odolávať deformáciám a únave.
  • Odolnosť voči opotrebeniu - používa sa pri výrobe častí prevádzkovaných v prostredí s abrazívnym kontaktom, vysokým tlakom a zrážkami (110G13L).
  • Žiaruvzdorné, žiaruvzdorné - ocele s malým množstvom uhlíka (0, 1 - 0, 45%) a legované s kremíkom, chrómom, niklom, kobaltom a inými zložkami. Povinné v štruktúre zliatiny obsahuje mangán a nikel, ktorý zaručuje potrebné zvýšenie dlhodobej odolnosti proti korózii s miernym zvýšením medznej pevnosti a krátkodobej odolnosti. Nájdite uplatnenie pri výrobe ventilových, plynových a parných turbínových spojení rôznych mechanizmov, potrubí.

Podľa použitia sa zliatiny nástrojov delia na zliatiny na rezné a meracie nástroje, lisovacie nástroje. Pri výrobe rezacích nástrojov sa uchýlime k použitiu uhlíka, nástrojov, zliatin, vysokorýchlostných zliatin.

Prítomnosť uhlíka v uhlíkových nástrojových zliatinách je 0, 65 - 1, 32%, bežné stupne sú U7, U13, U7A, U13A. Zliatiny s malými podielmi legujúcich zložiek sú obvykle zaradené do tejto kategórie, pretože majú malé rozdiely.

Zliatinové nástrojové ocele majú vo svojej chemickej štruktúre 1 až 3% nečistôt. Široko používané stupne 9XC, HVGS na výrobu záhlbníkov, vrtákov veľkých priemerov, fréz, HVG (protahovače, výstružníky). Vysokorýchlostné rezné nástroje sú vyrobené z rýchlorezných ocelí s vysokou tepelnou odolnosťou. Najpoužívanejšie značky sú R9, R6M5, R9F5, RYUK5F5.

Vo výrobe meracích prístrojov s použitím stupňov U8−12, X, 12X1, HVG, X12F1. Zliatiny majú tvrdosť, odolnosť proti opotrebeniu a stabilitu lineárnych parametrov. Váhy meracích prístrojov, pravítka a svorky sú vyrobené z oceľového plechu 15. Zliatiny sú podrobené predbežnému tepelnému spracovaniu, ktoré zlepšuje kvalitu mechanických charakteristík. Kritériá pre pečiatkové ocele:

  • vysoká tvrdosť;
  • tepelná odolnosť;
  • odolnosť proti opotrebeniu;
  • Kaliteľnosť.

Merná hmotnosť

Fyzikálna hodnota hustoty alebo mernej hmotnosti ocele je 7, 8 g na 1 cm³ objemu. Na výpočet špecifickej hmotnosti kovu je k dispozícii špeciálna kalkulačka. Merná hmotnosť bežných druhov v gramoch na kubický centimeter:

  • 12X18H10T, nehrdzavejúci štruktúrny kryogénny - 7, 9;
  • 08X18H10T, žiaruvzdorná žiarovka odolná voči korózii - 7, 9;
  • 09G2S, štrukturálne nízkolegované - 7, 85:
  • 10, 20, 30, 40, štrukturálna kvalita uhlíka - 7, 85;
  • St3sp, St3ps, štruktúrny uhlík - 7, 87;
  • 5ХНМ, lisovanie nástrojov - 7, 8;
  • X12MF, zápustka nástroja - 7, 7;
  • 65 G, štrukturálna pružina-pružina - 7, 85;
  • 30HGSA, štruktúrne legované - 7, 85.

Hliník, mangán, uhlík, chróm majú tendenciu znižovať hustotu zliatin. Naproti tomu kobalt, nikel, volfrám a meď ho môžu vylepšiť.

Kategórie:

Technológie