Nízkouhlíková oceľ: zloženie a vlastnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Nízkouhlíková oceľ je všadeprítomná. Jeho popularita je založená na fyzikálnych, chemických vlastnostiach a nízkej cene. Táto zliatina je široko používaná v priemysle a stavebníctve. Pozrime sa bližšie na tento typ ocele.

Zloženie

Ocel je železo obohatené o uhlík počas procesu tavenia. Tavenie uhlíka je charakteristické prítomnosťou uhlíka, ktorý určuje základné vlastnosti kovu, a nečistôt: fosfor (do 0,07 %), kremík (do 0,35 %), síra (do 0,06 %), mangán (do 0,07 %) 0,8 %)). Mäkká oceľ teda neobsahuje viac ako 0,25 % uhlíka.

Pokiaľ ide o ďalšie prísady, mangán a kremík slúžia na deoxidáciu (odstraňovanie kyslíka z tekutého kovu, čím sa znižuje krehkosť pri deformácii za tepla). Ale zvýšené percento síry môže viesť k praskaniu zliatiny počas tepelného spracovania, fosfor - počas spracovania za studena.

Spôsoby získania

Výrobu nízkouhlíkovej zliatiny je možné rozložiť do niekoľkých etáp: vloženie železa a šrotu (vsádzky) do pece, tepelné spracovanie do stavu tavenia, odstránenie nečistôt z hmoty.

Môže dôjsť k ďalšiemu odlievaniu ocele alebo dodatočnému spracovaniu: pomocou trosky alebo vákua a inertných plynov.

Na vykonanie takýchto procesov sa používajú tri spôsoby:

• Pece s otvoreným ohniskom. Najbežnejšia výbava. Proces tavenia prebieha v priebehu niekoľkých hodín, čo umožňuje laboratóriám sledovať kvalitu výsledného zloženia.
• Konvektory. Vyrába sa preplachovaním kyslíkom. Treba poznamenať, že zliatiny získané týmto spôsobom nie sú vysoko kvalitné, pretože obsahujú viac nečistôt.
• Indukčné a elektrické pece. Výrobný proces prebieha s použitím trosky. Týmto spôsobom sa získajú vysokokvalitné a špecializované zliatiny.

Pozrime sa na vlastnosti klasifikácie zliatin.

Zobrazenia

Nízkouhlíková oceľ môže byť troch typov:

• Bežná kvalita. V takýchto zliatinách obsah síry nepresahuje 0,06 %, fosforu 0,07 %.
• Kvalita. Obsahuje: síru do 0,04%, fosfor do 0,035%.
• Vysoká kvalita. Síra do 0,025%, Fosfor do 0,025%
• Špeciálna kvalita. Nízky obsah nečistôt: síra do 0,015%, fosfor - do 0,025%.

Ako už bolo spomenuté, čím menej nečistôt, tým lepšia kvalita zliatiny.

Nízkouhlíková oceľ GOST 380-94 bežnej kvality je rozdelená do troch ďalších skupín:

• A. Definovaný svojou mechanickouvlastnosti. Forma doručenia spotrebiteľovi sa najčastejšie vyskytuje vo forme viacdielnej a plechovej.
• B. Hlavnými ukazovateľmi sú chemické zloženie a vlastnosti. Optimálne pre mechanické pôsobenie tlakom pod tepelným faktorom (kovanie, razenie).
• B. Pre tieto typy zliatin sú dôležité tieto vlastnosti: technické, technologické, fyzikálne, chemické a podľa toho aj zloženie.

Podľa procesu dezoxidácie sa oceľ delí na:

• Pokojne. Proces vytvrdzovania prebieha hladko. Počas tohto procesu sa neuvoľňujú žiadne plyny. K zmršteniu dochádza v strede ingotu.
• Polopokojný. Stredný pohľad na oceľ medzi pokojnými a vriacimi kompozíciami.
• Varenie. Tuhnutie nastáva s uvoľňovaním plynu. Skrytý zmršťovací rukáv.

Základné funkcie

Nízkouhlíková oceľ má vysokú ťažnosť, ľahko sa deformuje za studena aj za tepla. Charakteristickým znakom tejto zliatiny je dobrá zvárateľnosť. V závislosti od prídavných prvkov sa vlastnosti ocele môžu meniť.

Nízkouhlíkové zliatiny sa najčastejšie používajú v stavebníctve a priemysle. Je to spôsobené nízkou cenou a dobrými pevnostnými vlastnosťami. Takáto zliatina sa tiež nazýva štrukturálna. Vlastnosti mäkkej ocele sú zakódované v označení. Nižšie sa pozrieme na jeho funkcie.

Funkcie označovania

Bežná mäkká oceľ má písmeno CT a číslo. Číslo by malo byť vydelené 100, potom budepochopiť percento uhlíka. Napríklad CT15 (uhlík 0,15 %).

Pozrime sa na označenie a dešifrujeme označenia:

• Prvé písmená alebo ich absencia označuje príslušnosť k určitej skupine kvality. Môže to byť B alebo C. Ak tam nie je žiadne písmeno, potom zliatina patrí do kategórie A.
• St znamená oceľ.
• Číselné označenie – zašifrované percento uhlíka.
• kp, ps - označuje vriacu alebo polopokojnú zliatinu. Neprítomnosť označenia znamená, že oceľ je pokojná (cn).
• Písmenové označenie a číslo za ním prezrádzajú, ktoré nečistoty sú obsiahnuté v zložení a ich percento. Napríklad G – mangán, Yu – hliník, F – vanád.

Pri vysokokvalitných nízkouhlíkových oceliach sa v označení neuvádza nápis „St“.

Použije sa aj farebné kódovanie. Napríklad mäkká oceľ triedy 10 je biela. Špeciálne ocele môžu byť označené dodatočnými písmenami. Napríklad "K" - sa používa pri stavbe kotolní; OSV - používa sa na výrobu náprav vozňov atď.

Vyrobené produkty

Je možné rozlíšiť niekoľko skupín výrobkov z ocele:

• Oceľový plech. Poddruh: hrubý plech (GOST 19903-74), tenký plech (GOST 19904-74), širokopásmový (GOST 8200-70), pás (GOST 103-76), vlnitý (GOST 8568-78)
• Uhlové profily. Rovnaká polica (GOST 8509-93), nerovnaká polica (GOST 8510-86).
• Kanály (GOST 8240-93).
• I-lúče. Bežné I-nosníky (GOST 8239-89), Široké policové I-nosníky (GOST 26020-83, STO ASCHM 20-93).
• Pipes.
• Profilovaná podlaha.

Do tohto zoznamu sú pridané sekundárne profily, ktoré vznikajú zváraním a opracovaním.

Oblasti použitia

Rozsah nízkouhlíkovej ocele je pomerne široký a závisí od označenia:

• St 0, 1, 3Gsp. Široké uplatnenie v stavebníctve. Napríklad výstužný drôt z mäkkej ocele,
• 05kp, 08, 08kp, 08r. Dobré na razenie a ťahanie za studena (vysoká plasticita). Používa sa v automobilovom priemysle: diely karosérie, palivové nádrže, cievky, časti zváraných konštrukcií.
• 10, 15. Používa sa pre diely, ktoré nie sú vystavené vysokému zaťaženiu. Rúry kotla, výlisky, spojky, skrutky, skrutky.
• 18 kp. Typickou aplikáciou sú konštrukcie, ktoré sa vyrábajú zváraním.
• 20, 25. Široko používaný na výrobu spojovacích materiálov. Spojky, zdvihátka ventilov, rámy a iné časti poľnohospodárskych strojov.
• 30, 35. Málo zaťažené nápravy, ozubené kolesá, prevody atď.
• 40, 45, 50. Stredne zaťažené diely. Napríklad kľukové hriadele, trecie kotúče.
• 60-85. Časti vystavené vysokému namáhaniu. Môžu to byť železničné trate, žeriavové kolesá, pružiny, podložky.

Ako môžete vidieť, sortiment výrobkov je rozsiahly – nejde len o drôt z mäkkej ocele. Tiežtoto sú detaily zložitých mechanizmov.

Nízkolegovaná a nízkouhlíková oceľ: rozdiely

Na zlepšenie akýchkoľvek vlastností zliatiny sa pridávajú legujúce prvky.

Ocele, ktoré obsahujú nízke množstvo uhlíka (do štvrť percenta) a legujúcich prísad (celkové percento do 4 %) sa v cheba nazývajú nízkolegované. Takéto valcované výrobky si zachovávajú vysoké zváracie vlastnosti, ale súčasne sa zlepšujú rôzne vlastnosti. Napríklad pevnosť, antikorózny výkon a tak ďalej. Obidva typy sa spravidla používajú vo zváraných konštrukciách, ktoré musia odolať teplotnému rozsahu od mínus 40 do plus 450 stupňov Celzia.

Funkcie zvárania

Zváranie nízkouhlíkových ocelí má vysoký výkon. Typ zvárania, elektródy a ich hrúbka sa vyberajú na základe nasledujúcich technických údajov:

• Spojenie musí byť určite pevne uchytené.
• Nesmú mať žiadne chyby švov.
• Chemické zloženie švu musí byť vykonané v súlade s normami špecifikovanými v GOST.
• Zvarové spoje musia spĺňať prevádzkové podmienky (odolnosť voči vibráciám, mechanickému namáhaniu, teplotným podmienkam).

Je možné použiť rôzne druhy zvárania od plynového zvárania až po zváranie spotrebnou elektródou na báze oxidu uhličitého. Pri výbere berte do úvahy vysokú tavivosť nízkouhlíkových a nízkolegovaných zliatin.

Vzhľadom na špecifickú aplikáciu sa nízkouhlíková oceľ používa v stavebníctve a strojárstve.

Trieda ocele sa vyberá na základe požadovaných fyzikálnych a chemických vlastností na výstupe. Prítomnosť legujúcich prvkov môže zlepšiť niektoré vlastnosti (odolnosť voči korózii, teplotným extrémom), ale iné aj zhoršiť. Dobrá zvárateľnosť je ďalšou výhodou týchto zliatin.

Takže sme zistili, čo sú produkty z nízkouhlíkovej a nízkolegovanej ocele.