Locul de frunte între toate materialele metalice folosite în ingineria mecanică, construcția de instrumente, construcții și multe alte domenii este oțelul. Acestea posedă caracteristici tehnologice valoroase, sunt foarte solicitate datorită proprietăților lor mecanice și parametrilor fizico-chimici.
Oțelul are un avantaj față de un număr mare de alte materiale, nu numai datorită complexității caracteristicilor sale tehnologice și structurale, ci și datorită costului său democratic.
Tehnologiile de producție din oțel sunt în continuă îmbunătățire, nu numai în ceea ce privește îmbunătățirea calității. Există noi mărci cu seturi speciale de caracteristici cerute.
Caracteristicile fiecărui oțel particular depind de apartenența la clasificare și de setul de elemente incluse în compoziția sa.
Luați în considerare principiile de clasificare a oțelului .
Principiile de clasificare a oțelului
Există cinci caracteristici principale de clasificare, conform cărora oțelul este separat:
- compoziția chimică;
- numire;
- de calitate;
- grad de deoxidare;
- structură.
Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare caracteristică.
Clasificarea chimică
Compoziția chimică a oțelului este împărțită în două grupe:
- carbon;
- dopat.
Ambele categorii de carbon sunt împărțite în trei subgrupe:
- carbon scăzut (mai puțin de 0, 3% carbon);
- mediu carbon (0, 3-0, 7% carbon);
- carbon ridicat (peste carbon de 0, 7%).
Alierea oțelului se efectuează pentru a atinge acele sau alte proprietăți dorite ale oțelului prin introducerea în compoziție a elementelor speciale de aliere . Cromul, nichelul, manganul, siliciul, tungstenul, molibdenul, vanadiul, titanul și altele sunt adesea folosite ca astfel de elemente.
În funcție de conținutul elementelor de aliere, oțelurile aliate sunt împărțite în trei grupe:
- aliaj slab (mai puțin de 5% elemente de aliere);
- aliaje medii (5-10% elemente de aliere);
- (cu mai mult de 10% elemente de aliere).
Clasificare după scop
Scopul oțelului este împărțit în trei clase principale:
- Constructii. Principalul domeniu de aplicare este fabricarea pieselor pentru o varietate de mașini și mecanisme, dispozitive, structuri de construcție.
- Instrumentale. Folosit pentru unelte pentru diverse scopuri (tăiere, măsurare, ștanțare). În funcție de funcțiile sculei, oțelul are caracteristicile corespunzătoare.
- Scop special. Pentru acest grup, oțel rezistent la coroziune, rezistent la căldură și rezistent la căldură, precum și electrice.
Clasificarea calității
Calitatea trebuie înțeleasă ca un complex de proprietăți determinat de procesul de fabricare a oțelului. Dintre caracteristicile de calitate, se poate observa manufacturabilitatea oțelului, uniformitatea compoziției și structurii chimice, precum și proprietățile mecanice. Calitatea oțelului este influențată de conținutul în compoziția gazelor (hidrogen, oxigen, azot) și impuritățile nocive (inclusiv sulf și fosfor).
Prin calitatea oțelului este împărțită în următoarele grupuri:
- calitatea obișnuită;
- de calitate;
- de înaltă calitate.
Clasificarea după gradul de dezoxidare
Deoxidarea este procesul de eliminare a oxigenului din oțel în stare lichidă.
În funcție de gradul de deoxidare, se disting următoarele grupuri:
- calm (complet dezoxidat);
- semikilled;
- fierbere (slab dezoxidată).
Numele subgrupurilor corespunde naturii procesului de solidificare.
Clasificare după structură
Baza acestei clasificări este structura în stare recoaptă și normalizată, care determină caracteristicile proprietăților oțelului.
În starea recotită, oțelurile structurale sunt împărțite în:
- hipo-eutectoid (să aibă ferită în exces în structură);
- eutectoid (structura constă din perlit);
- austenitică;
- feritic.
După normalizare, structura de oțel este împărțită în următoarele clase:
- perlită;
- martensitice,
- austenitică,
- ferită.
Influența fiecărei structuri asupra proprietăților oțelului poate fi găsită în literatura de specialitate.
Efectul carbonului și al elementelor de aliere
Este vorba de conținutul de carbon din oțel, precum și de numele și numărul de aditivi de aliere introduși în compoziția sa, care sunt foarte interesanți pentru analiza proprietăților unui anumit grad obținut.
În primul rând, importanța este carbonul, deoarece oțelul este un aliaj de fier și carbon . Creșterea conținutului de carbon duce la o creștere a rezistenței cu o scădere simultană a ductilității. De asemenea, determină prelucrabilitatea oțelului (tăiere, sudabilitate, tratament sub presiune).
Elementele de aliere sunt introduse în proporțiile necesare, în funcție de necesitatea de a obține anumite proprietăți. Fiecare element are propriile caracteristici. De exemplu, cromul îmbunătățește proprietățile mecanice, nichelul scade pragul de fragilitate la rece, tungstenul și molibdenul contribuie la creșterea rezistenței la căldură a dispozitivului de tăiere rapidă etc.
Sistemul de marcare din oțel din Rusia
Nu există un sistem uniform de marcare a oțelului pe piața mondială a metalelor. În paralel există sisteme rusești, europene , americane și japoneze . Lipsa unui singur standard introduce anumite dificultăți în tranzacțiile comerciale internaționale.
În țara noastră, a adoptat un sistem alfanumeric. În ea, literele corespund diferitelor elemente, iar numerele indică conținutul elementelor corespunzătoare. În Germania, sistemul este, de asemenea, folosit uneori, care este similar în principiu cu cel rus.
Sistemul alfanumeric are un avantaj imens comparativ cu alții, deoarece permite nu numai să distingă un grad de oțel de celălalt, ci și să judece caracteristicile tehnologice și constructive printr-un set de litere și numere.
În sistemul intern, se aplică și o notație specială:
- Oțel de calitate obișnuită este indicat de indicele "St" urmat de numărul mărcii. Un grup de proprietăți garantate (mecanice, compoziție chimică) poate fi indicat în fața acestuia.
- Oțelurile carbon de calitate structurală sunt notate cu sutimi din procentajul conținutului de carbon și marcând gradul de dezacidificare (de exemplu, 08КП).
- Oțelurile calitative pentru unelte de carbon sunt notate cu indicele "U", urmate de conținutul de carbon în zeci de procente (de exemplu, Y8).
- Oțelurile de mare viteză sunt notate cu indicele "P", urmat de procentajul de tungsten (de exemplu, P18).
Marcarea otelurilor aliate este foarte informativă: literele corespunzătoare din alfabetul rusesc sunt folosite pentru a desemna elemente de aliere: "X" - crom, "H" - nichel, "T" - titan, "M" - molibden, "U" tungsten etc.
Atunci când se marchează oțelurile aliate structurale de la bun început, conținutul de carbon este indicat în sutimi de procente și când se marchează uneltele aliate - în zeci de procente.
Oțel 12X18H10T
Luați în considerare din punct de vedere al sistemului de marcare rus compoziția și proprietățile unuia dintre cele mai populare 12X18H10T din oțel inoxidabil . Decodificarea nu este dificilă:
Să începem cu "12". Acest conținut de carbon este în sutimi de procente, adică în cazul nostru, carbonul este de 0, 12%.- Litera "X" este cromată. Denumirea "X18" spune că oțelul conține 18% crom. Este important să rețineți că conținutul elementelor de aliere în etichetă este reprezentat în procente. Cromul oferă oțelului rezistență la coroziune.
- "H10" - 10% nichel. Nichelul este responsabil pentru rezistența la acizi, care, de asemenea, mărește rezistența la coroziune.
- "T" - titan. Valoarea nu este specificată, înseamnă că conținutul elementului nu este suficient de greu. Această denumire indică faptul că conținutul elementului nu este mai mare de 1-1, 5%. Cu toate acestea, chiar și această cantitate de titan previne formarea de coroziune intergranulară.
Marcajul indică numai elementele principale de aliere. Compoziția chimică completă pentru orice clasă este dată în clasele de oțel. De acolo, puteți afla despre proprietățile oțelului.
După analizarea compoziției compusului 12X18H10T, folosind cunoștințele aprofundate ale efectelor aditivilor de aliere, putem concluziona că acest oțel:
- pot fi utilizate pentru produse care funcționează în medii agresive;
- are o rezistență ridicată la coroziunea electrochimică;
- potrivite pentru piese ușor încărcate în medii chimice active;
- poate fi folosit pentru piese încărcate, care lucrează mult timp la temperaturi de până la 600 de grade.
În practică, 12X18H10T este adesea utilizat pentru echipamente sudate, piese pentru cuptoare și sisteme de încălzire. Caracteristicile de înaltă performanță ale acestui oțel fac posibilă aplicarea acestuia într-un număr mare de industrii unde este necesară o rezistență ridicată la coroziune .
Prin analogie cu exemplul considerat de oțel 12X18H10T, folosind conținutul ridicat de informații al sistemului de marcare internă și cunoașterea efectului elementelor de aliere, este posibil ca orice marcă să facă o concluzie cu privire la caracteristicile sale.