Stål: sammansättning, egenskaper, typer och tillämpningar. Sammansättning av rostfritt stål

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Många vet att stål är en produkt som erhålls i processen att smälta andra grundämnen. Men vad? Vad finns i stål? Idag är detta ämne en deformerbar legering av järn med kol (dess mängd är 2,14%), såväl som en liten andel andra grundämnen.

Allmän information

Det är värt att notera att stål är en legering som har exakt upp till 2,14 % kol i sin sammansättning. En legering som innehåller mer än 2,14 % kol kallas redan gjutjärn.

Det är känt att sammansättningen av kolstål och vanligt stål inte är densamma. Om det vanliga substratet innehåller kol och andra legerande (förbättrande) komponenter, så finns det inga legeringselement i den kolh altiga produkten. Om vi pratar om legerat stål, är dess sammansättning mycket rikare. För att förbättra prestandan hos detta material läggs element som Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti, etc. till dess sammansättning. Det är viktigt att notera att de bästa egenskaperna hos detta ämne är tillhandahålls just genom att lägga till legerade komplex, inte ett eller två ämnen.

Klassificering

Spenderaklassificeringen av materialet vi överväger kan baseras på flera indikatorer:

• Den första indikatorn är stålets kemiska sammansättning.
• Den andra är mikrostrukturen, som också är mycket viktig.
• Självklart skiljer sig stål åt i sin kvalitet och tillverkningsmetod.
• Varje typ av stål har dessutom sin egen applikation.

Mer detaljerat kan sammansättningen övervägas med exemplet med den kemiska sammansättningen. På grundval av detta särskiljs ytterligare två typer - dessa är legerade och kolstål.

Bland kolstål finns det tre varianter, vars största skillnad är det kvantitativa innehållet av kol. Om ämnet innehåller mindre än 0,3 % kol klassificeras det som lågkolh alt. Innehållet av detta ämne i regionen från 0,3% till 0,7% översätter slutprodukten till kategorin medelstora kolstål. Om legeringen innehåller mer än 0,7 % kol klassificeras stålet som högkolh altigt.

Med legerat stål är det ungefär samma sak. Om materialets sammansättning innehåller mindre än 2,5 % legeringselement, anses det vara låglegerat, från 2,5 % till 10 % - medellegerat, och från 10 % och över - höglegerat.

Mikrostruktur

Stålets mikrostruktur skiljer sig beroende på dess tillstånd. Om legeringen är glödgad, kommer dess struktur att delas upp i karbid, ferritisk, austenitisk och så vidare. Med en normaliserad mikrostruktur av ämnet kan produkten vara perlitisk, martensitisk eller austenitisk.

Stålets sammansättning och egenskaper avgör om en produkt tillhör någon av dessa tre klasser. De minst legerade och kolstålen är den perlitiska klassen, de medium är martensitiska, och det höga innehållet av legeringsämnen eller kol översätter dem till kategorin austenitiska stål.

Produktion och kvalitet

Det är viktigt att notera att en legering som stål kan innehålla några negativa element, vars höga innehåll försämrar produktens prestanda. Dessa ämnen inkluderar svavel och fosfor. Beroende på innehållet i dessa två element delas stålets sammansättning och typer in i följande fyra kategorier:

• Privat stål. Detta är en legering av vanlig kvalitet, som innehåller upp till 0,06 % svavel och upp till 0,07 % fosfor.
• Kvalitet. Innehållet av ovanstående ämnen i dessa stål reduceras till 0,04 % svavel och 0,035 % fosfor.
• Hög kvalitet. Innehåller endast upp till 0,025 % av både svavel och fosfor.
• Legeringen av högsta kvalitet tilldelas om andelen svavel inte är mer än 0,015 och fosfor inte är mer än 0,025%.

Om vi talar om tillverkningsprocessen för en vanlig legering, så erhålls den oftast i ugnar med öppen spis eller i Bessmerov, Thomas-omvandlare. Denna produkt hälls i stora göt. Det är viktigt att förstå att stålets sammansättning, dess struktur, såväl som dess kvalitetsegenskaper och egenskaper bestäms exakt av tillverkningsmetoden.

För att erhålla högkvalitativt stål används ocksåugnar med öppen härd, men smältningsprocessen är strängare för att få en kvalitetsprodukt.

Smältningen av högkvalitativt stål utförs endast i elektriska ugnar. Detta beror på det faktum att användningen av denna typ av industriell utrustning garanterar ett nästan minim alt innehåll av icke-metalliska tillsatser, det vill säga minskar andelen svavel och fosfor.

För att få en legering av särskilt hög kvalitet, tillgriper de metoden med elektroslaggomsmältning. Produktionen av denna produkt är endast möjlig i elektriska ugnar. Efter slutet av tillverkningsprocessen erhålls dessa stål alltid endast legerade.

Typer av legeringar efter användning

Naturligtvis påverkar en förändring i stålsammansättningen i hög grad prestandan hos detta material, vilket innebär att användningsområdet också förändras. Det finns konstruktionsstål som kan användas i konstruktion, kallformning, härdning, härdning, hög hållfasthet och så vidare.

Om vi pratar om byggnadsstål, så innehåller de oftast medelkolh altiga, såväl som låglegerade legeringar. Eftersom de huvudsakligen används för konstruktion av byggnader är den viktigaste egenskapen för dem god svetsbarhet. Höljehärdat stål används oftast för olika delar, vars huvudsakliga syfte är att arbeta under förhållanden med ytslitage och dynamisk belastning.

Andra stål

Till andra typer av stål kan hänföras förbättrade. Denna typ av legering används endast efter värmebehandling. Legeringen utsätts för höga temperaturer för härdning och utsätts sedan för anlöpning i vilken miljö som helst.

Typen av höghållfasta stål inkluderar de där, efter att ha v alt den kemiska sammansättningen, såväl som efter att ha genomgått värmebehandling, hållfastheten når nästan ett maximum, det vill säga ungefär dubbelt så mycket som den vanliga typ av denna produkt.

Fjäderstål kan också urskiljas. Detta är en legering som, som ett resultat av sin tillverkning, har fått de bästa egenskaperna vad gäller elasticitetsgräns, belastningsmotstånd och utmattning.

Komposition av rostfritt stål

Rostfritt stål är en legeringstyp. Dess huvudsakliga egenskap är hög korrosionsbeständighet, vilket uppnås genom att tillsätta ett element som krom till legeringens sammansättning. I vissa situationer kan nickel, vanadin eller mangan användas istället för krom. Det är värt att notera att genom att smälta materialet och lägga till de nödvändiga elementen till det kan det förvärva egenskaperna hos en av tre kvaliteter av rostfritt stål.

Sammansättningen av dessa typer av legeringar är naturligtvis annorlunda. De enklaste är konventionella legeringar med ökad korrosionsbeständighet 08 X 13 och 12 X 13. De följande två typerna av denna korrosionsbeständiga legering bör ha hög motståndskraft inte bara vid normala, utan även vid förhöjda temperaturer.