Oceľ: zloženie, vlastnosti, typy a použitie. Zloženie z nerezovej ocele

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

Mnoho ľudí vie, že oceľ je produkt získaný v procese tavenia iných prvkov. Ale čo? Čo je v oceli? Dnes je táto látka deformovateľnou zliatinou železa s uhlíkom (jeho množstvo je 2,14%), ako aj malým podielom iných prvkov.

Všeobecné informácie

Za zmienku stojí, že oceľ je zliatina, ktorá má vo svojom zložení presne až 2,14 % uhlíka. Zliatina obsahujúca viac ako 2,14 % uhlíka sa už nazýva liatina.

Je známe, že zloženie uhlíkovej ocele a obyčajnej ocele nie je rovnaké. Ak zvyčajný substrát obsahuje uhlík a iné legujúce (zlepšujúce) zložky, potom v uhlíkatom produkte nie sú žiadne legujúce prvky. Ak hovoríme o legovanej oceli, jej zloženie je oveľa bohatšie. Aby sa zlepšili vlastnosti tohto materiálu, do jeho zloženia sa pridávajú prvky ako Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti atď.. Je dôležité poznamenať, že najlepšie vlastnosti tejto látky sú poskytuje presne pridaním legovaných komplexov, nie jednej alebo dvoch látok.

Klasifikácia

Minúťklasifikácia materiálu, ktorý zvažujeme, môže byť založená na niekoľkých ukazovateľoch:

• Prvým ukazovateľom je chemické zloženie ocele.
• Druhá je mikroštruktúra, ktorá je tiež veľmi dôležitá.
• Ocele sa samozrejme líšia kvalitou a spôsobom výroby.
• Každý typ ocele má tiež svoje vlastné použitie.

Podrobnejšie, zloženie možno zvážiť pomocou príkladu chemického zloženia. Na tomto základe sa rozlišujú ďalšie dva typy - sú to legované a uhlíkové ocele.

Medzi uhlíkovými oceľami existujú tri druhy, ktorých hlavným rozdielom je kvantitatívny obsah uhlíka. Ak látka obsahuje menej ako 0,3 % uhlíka, potom sa klasifikuje ako s nízkym obsahom uhlíka. Obsah tejto látky v oblasti od 0,3 % do 0,7 % prevádza konečný produkt do kategórie stredne uhlíkových ocelí. Ak zliatina obsahuje viac ako 0,7 % uhlíka, potom je oceľ klasifikovaná ako vysoko uhlíková.

S legovanými oceľami je to približne rovnaké. Ak zloženie materiálu obsahuje menej ako 2,5% legujúcich prvkov, potom sa považuje za nízkolegovaný, od 2,5% do 10% - stredne legovaný a od 10% a viac - vysokolegovaný.

Mikroštruktúra

Mikroštruktúra ocele sa líši v závislosti od jej stavu. Ak je zliatina žíhaná, potom sa jej štruktúra rozdelí na karbidovú, feritickú, austenitickú atď. Pri normalizovanej mikroštruktúre látky môže byť produkt perlitický, martenzitický alebo austenitický.

Zloženie a vlastnosti ocele určujú, či výrobok patrí do jednej z týchto troch tried. Najmenej legované a uhlíkové ocele sú perlitické ocele, stredné sú martenzitické a vysoký obsah legujúcich prvkov alebo uhlíka ich zaraďuje do kategórie austenitických ocelí.

Produkcia a kvalita

Je dôležité poznamenať, že zliatina, akou je oceľ, môže obsahovať niektoré negatívne prvky, ktorých vysoký obsah zhoršuje vlastnosti produktu. Medzi tieto látky patrí síra a fosfor. V závislosti od obsahu týchto dvoch prvkov sa zloženie a typy ocele delia do nasledujúcich štyroch kategórií:

• Súkromná oceľ. Ide o zliatinu bežnej kvality, ktorá obsahuje až 0,06 % síry a až 0,07 % fosforu.
• Kvalita. Obsah vyššie uvedených látok v týchto oceliach je znížený na 0,04 % síry a 0,035 % fosforu.
• Vysoká kvalita. Obsahuje iba do 0,025 % síry aj fosforu.
• Zliatina najvyššej kvality sa priradí, ak percento síry nie je vyššie ako 0,015 a fosforu nie je vyššie ako 0,025 %.

Ak hovoríme o výrobnom procese obyčajnej zliatiny, tak najčastejšie sa získava v otvorených peciach alebo v konvertoroch Bessmerov, Thomas. Tento produkt sa naleje do veľkých ingotov. Je dôležité pochopiť, že zloženie ocele, jej štruktúra, ako aj kvalitatívne charakteristiky a vlastnosti sú presne určené spôsobom jej výroby.

Na získanie vysokokvalitnej ocele sa tiež používaotvorené nístejové pece, proces tavenia je však prísnejší, aby sa získal kvalitný produkt.

Tavenie vysokokvalitných ocelí sa vykonáva iba v elektrických peciach. Je to spôsobené tým, že použitie tohto typu priemyselných zariadení zaručuje takmer minimálny obsah nekovových prísad, to znamená, že znižuje percento síry a fosforu.

Na získanie zliatiny mimoriadne vysokej kvality sa uchyľujú k metóde elektrotroskového pretavovania. Výroba tohto produktu je možná len v elektrických peciach. Po ukončení výrobného procesu sa tieto ocele získavajú vždy len legované.

Typy zliatin podľa použitia

Prirodzene, zmena zloženia ocele výrazne ovplyvňuje vlastnosti tohto materiálu, čo znamená, že sa mení aj rozsah jeho použitia. Existujú konštrukčné ocele, ktoré možno použiť v stavebníctve, na tvárnenie za studena, cementovanie, temperovateľné, s vysokou pevnosťou atď.

Ak hovoríme o stavebných oceliach, tak tie najčastejšie zahŕňajú stredne uhlíkové, ako aj nízkolegované zliatiny. Keďže sa používajú najmä na stavbu budov, najdôležitejšou vlastnosťou je pre ne dobrá zvárateľnosť. Povrchovo kalená oceľ sa najčastejšie používa na rôzne diely, ktorých hlavným účelom je pracovať v podmienkach povrchového opotrebenia a dynamického zaťaženia.

Iné ocele

Iným typom ocele možno pripísať zlepšenie. Tento typ zliatiny sa používa až po tepelnom spracovaní. Zliatina je vystavená vysokým teplotám na kalenie a potom je podrobená temperovaniu v akomkoľvek prostredí.

K typom vysokopevných ocelí patria také ocele, v ktorých po voľbe chemického zloženia, ako aj po tepelnom spracovaní dosahuje pevnosť takmer maximum, teda približne dvojnásobok oproti bežnej typ tohto produktu.

Je možné rozlíšiť aj pružinové ocele. Ide o zliatinu, ktorá ako výsledok svojej výroby získala tie najlepšie vlastnosti, pokiaľ ide o medzu pružnosti, odolnosť voči zaťaženiu a únavu.

Zloženie nehrdzavejúcej ocele

Nehrdzavejúca oceľ je zliatinový typ. Jeho hlavnou vlastnosťou je vysoká odolnosť proti korózii, ktorá sa dosahuje pridaním prvku, akým je chróm, do zloženia zliatiny. V niektorých situáciách môže byť namiesto chrómu použitý nikel, vanád alebo mangán. Stojí za zmienku, že roztavením materiálu a pridaním potrebných prvkov môže získať vlastnosti jednej z troch tried nehrdzavejúcej ocele.

Zloženie týchto typov zliatin je, samozrejme, odlišné. Najjednoduchšie sú bežné zliatiny so zvýšenou odolnosťou proti korózii 08 X 13 a 12 X 13. Ďalšie dva typy tejto zliatiny odolnej voči korózii by mali mať vysokú odolnosť nielen pri bežných, ale aj pri zvýšených teplotách.