Aké druhy ocele existujú a ako ich spracovať

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

Bez objavu ocele, jej vlastností a metód spracovania by moderná civilizácia neexistovala. Od staroveku sú známe niektoré druhy ocele, ktoré sa používali na výrobu zbraní a nástrojov. S rozvojom metalurgie a technológie obrábania kovov sa tento materiál začal používať takmer v každej oblasti ľudskej činnosti.

Klasifikácia podľa chemického zloženia

Zliatina železa s uhlíkom, v ktorej obsah uhlíka nepresahuje 2 %, sa nazýva oceľ. Jeho hlavné typy sú klasifikované predovšetkým podľa úrovne obsahu uhlíka:

• nízkouhlíkové;
• stredný uhlík;
• s vysokým obsahom uhlíka.

Prvá forma pomenovaného komponentu neobsahuje viac ako 0,25 %. V stredne uhlíkových oceliach sa jeho obsah pohybuje v rozmedzí 0,25-0,6% a vysokouhlíkové ocele sa vyznačujú koncentráciou nad 0,6%.

Zliatie ocele

Pôvodné suroviny na výrobu ocele už obsahujú nejaké nečistoty. Väčšina z nich je škodlivá, ale sú aj také, ktorézlepšiť vlastnosti konečného produktu. Postupom času sa zistilo, že niektoré prísady výrazne menia základné fyzikálne a chemické vlastnosti opísanej zliatiny. Tak bol objavený proces legovania. A dnes sú typy a vlastnosti legovaných ocelí prioritou vo výskume metalurgických laboratórií a ústavov.

Podľa koncentrácie užitočných nečistôt sa tieto ocele delia do troch skupín:

• nízkolegované (nečistoty do 2,5 %);
• stredne legované (legovanie prvkov od 2,5 do 10 %);
• vysoko legované (viac ako 10 % legovania).

Klasifikácia podľa účelu

V závislosti od spôsobu výroby, chemického zloženia a množstva legujúcich prvkov sa rozlišujú tieto druhy ocelí:

• structural;
• inštrumentálne;
• so špeciálnymi fyzikálnymi vlastnosťami;
• so špeciálnymi chemickými vlastnosťami.

Konštrukčný typ je najmasívnejší, takéto zliatiny sa používajú pri výrobe väčšiny strojárskych výrobkov a v stavebníctve.

Nástroje sú s vysokým obsahom uhlíka, s vysokou tvrdosťou, ale aj krehké. Používajú sa pri výrobe rôznych nástrojov - od chirurgických až po rezanie kovov. Odtiaľ pochádza názov tohto typu ocele.

Pre špeciálne prípady vo výrobe sú potrebné zliatiny s danými fyzikálnymi vlastnosťami:nízky koeficient lineárnej rozťažnosti, vysoká schopnosť magnetizácie atď. Tieto druhy ocelí patria do triedy so špeciálnymi fyzikálnymi vlastnosťami.

Zliatiny so špecifikovanými chemickými vlastnosťami sú posledným typom v našom zozname. Niektoré z nich sú odolné voči korózii, iné sú odolné voči teplu a existujú materiály so zvýšenou chemickou odolnosťou.

Klasifikácia podľa úrovne škodlivých nečistôt

Najčastejšími nečistotami, ktoré zhoršujú vlastnosti ocele, sú síra a fosfor. V zliatinách bežnej kvality je povolený obsah síry do 0,06 % a fosforu do 0,07 %. Ocele patriace do skupiny vysokej kvality neobsahujú viac ako 0,035% každého škodlivého prvku a vysokokvalitné ocele - nie viac ako 0,025%. V obzvlášť kvalitných oceliach nie je obsah sírových nečistôt vyšší ako 0,015 % a obsah fosforu je povolený do 0,025 %.

Metódy spracovania ocele

Podľa stupňa ohrevu je spracovanie horúce a studené. V prvom prípade sa zliatina zahrieva do štádia tvorby austenitu, ale pod bod topenia. Oceľ zmäkne a dá sa pretvarovať. Spracovanie ocele za studena sa vykonáva za normálnych podmienok.

Podľa typu nárazu sa delia na dva hlavné typy spracovania: tlak a rezanie. Prvý typ zahŕňa kovanie, valcovanie, ťahanie, razenie a lisovanie.

Druhý typ spracovania zahŕňa tieto práce: sústruženie, vŕtanie, frézovanie. Ale je tu aj zimarazenie, ako aj kovanie za studena, ktoré dostalo samostatný názov - "kalenie".

Najnovší vývoj v oblasti spracovania ocele za studena založený na teórii tekutosti kovov umožňuje výrazne zmeniť tvar a veľkosť pôvodného obrobku bez zahrievania a pomocou objemového tlaku. Oceľ sa zaťažuje, kým nedosiahne stav klzu a je „po ruke“na obrábanie. Táto metóda je relevantná pre niektoré zliatiny, ktoré pri zahrievaní menia svoje fyzikálne, chemické alebo pevnostné charakteristiky.