Steel: องค์ประกอบ คุณสมบัติ ประเภท และการใช้งาน ส่วนประกอบของสแตนเลส

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

หลายคนรู้ว่าเหล็กเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากกระบวนการถลุงธาตุอื่นๆ แต่อะไร? อะไรอยู่ในเหล็ก? วันนี้ สารนี้เป็นโลหะผสมที่เปลี่ยนรูปได้ของเหล็กที่มีคาร์บอน (ปริมาณคือ 2.14%) รวมถึงองค์ประกอบอื่นๆ ในสัดส่วนเล็กน้อย

ข้อมูลทั่วไป

ควรสังเกตว่าเหล็กเป็นโลหะผสมที่มีคาร์บอนสูงถึง 2, 14% ในองค์ประกอบ โลหะผสมที่มีคาร์บอนมากกว่า 2.14% เรียกว่าเหล็กหล่อแล้ว

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าองค์ประกอบของเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าธรรมดาไม่เหมือนกัน หากซับสเตรตปกติประกอบด้วยคาร์บอนและส่วนประกอบที่เป็นโลหะผสม (กำลังปรับปรุง) แสดงว่าไม่มีองค์ประกอบเจือปนในผลิตภัณฑ์คาร์บอน ถ้าเราพูดถึงโลหะผสมเหล็กแล้ว องค์ประกอบของมันจะสมบูรณ์ยิ่งขึ้นมาก เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุนี้ องค์ประกอบ เช่น Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti ฯลฯ จะถูกเพิ่มเข้าไปในองค์ประกอบ สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าคุณสมบัติที่ดีที่สุดของสารนี้คือ ให้อย่างแม่นยำโดยการเพิ่มสารเชิงซ้อนที่เป็นโลหะผสม ไม่ใช่หนึ่งหรือสองสาร

การจำแนก

ใช้จ่ายการจำแนกประเภทของวัสดุที่เรากำลังพิจารณาอยู่นั้นสามารถอ้างอิงได้จากตัวชี้วัดหลายประการ:

• ตัวบ่งชี้แรกคือองค์ประกอบทางเคมีของเหล็ก
• ที่สองคือโครงสร้างจุลภาคซึ่งสำคัญมากเช่นกัน
• แน่นอน เหล็กแตกต่างกันในด้านคุณภาพและวิธีการผลิต
• เหล็กแต่ละประเภทก็มีแอพพลิเคชั่นของตัวเอง

รายละเอียดเพิ่มเติม สามารถพิจารณาองค์ประกอบโดยใช้ตัวอย่างขององค์ประกอบทางเคมี บนพื้นฐานนี้ มีความโดดเด่นอีกสองประเภท - เหล่านี้เป็นโลหะผสมและเหล็กกล้าคาร์บอน

ในบรรดาเหล็กกล้าคาร์บอน มีสามประเภท ความแตกต่างที่สำคัญคือเนื้อหาเชิงปริมาณของคาร์บอน หากสารมีคาร์บอนน้อยกว่า 0.3% แสดงว่ามีคาร์บอนต่ำ เนื้อหาของสารนี้ในภูมิภาคจาก 0.3% เป็น 0.7% แปลผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเป็นหมวดหมู่ของเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง หากโลหะผสมมีคาร์บอนมากกว่า 0.7% แสดงว่าเหล็กจัดเป็นคาร์บอนสูง

กับเหล็กอัลลอยด์ ของก็ใกล้เคียงกัน หากองค์ประกอบของวัสดุมีองค์ประกอบเจือปนน้อยกว่า 2.5% ก็ถือว่าเป็นโลหะผสมต่ำ จาก 2.5% ถึง 10% - โลหะผสมปานกลาง และจาก 10% ขึ้นไป - โลหะผสมสูง

จุลภาค

โครงสร้างจุลภาคของเหล็กแตกต่างกันไปตามสภาพ หากโลหะผสมผ่านการอบอ่อน โครงสร้างของมันจะแบ่งออกเป็นคาร์ไบด์ เฟอริติก ออสเทนนิติก และอื่นๆ ด้วยโครงสร้างจุลภาคของสารที่ทำให้เป็นมาตรฐาน ผลิตภัณฑ์อาจเป็นไข่มุก มาร์เทนซิติก หรือออสเทนนิติก

องค์ประกอบและคุณสมบัติของเหล็กกำหนดว่าผลิตภัณฑ์นั้นอยู่ในประเภทใดประเภทหนึ่งจากสามประเภทนี้ เหล็กกล้าผสมน้อยที่สุดและเหล็กกล้าคาร์บอนคือชั้นมุกไลต์ เหล็กกล้าปานกลางคือมาร์เทนซิติก และองค์ประกอบอัลลอยด์หรือคาร์บอนที่มีปริมาณสูงแปลเป็นหมวดหมู่ของเหล็กกล้าออสเทนนิติก

การผลิตและคุณภาพ

โปรดทราบว่าโลหะผสมเช่นเหล็กอาจมีองค์ประกอบเชิงลบบางอย่างซึ่งมีเนื้อหาสูงซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์แย่ลง สารเหล่านี้รวมถึงกำมะถันและฟอสฟอรัส องค์ประกอบและประเภทของเหล็กแบ่งออกเป็นสี่ประเภทตามเนื้อหาของธาตุทั้งสองนี้:

• เหล็กเอกชน. นี่คือโลหะผสมที่มีคุณภาพธรรมดาซึ่งมีกำมะถันสูงถึง 0.06% และฟอสฟอรัสสูงถึง 0.07%
• คุณภาพ. เนื้อหาของสารข้างต้นในเหล็กเหล่านี้ลดลงเหลือ 0.04% กำมะถันและ 0.035% ฟอสฟอรัส
• คุณภาพสูง. ประกอบด้วยกำมะถันและฟอสฟอรัสเพียง 0.025%
• โลหะผสมคุณภาพสูงสุดถูกกำหนดถ้าเปอร์เซ็นต์ของกำมะถันไม่เกิน 0.015 และฟอสฟอรัสไม่เกิน 0.025%

ถ้าเราพูดถึงกระบวนการผลิตของโลหะผสมธรรมดา ส่วนใหญ่มักจะได้รับในเตาเผาแบบเปิดหรือใน Bessmerov บริษัท Thomas converters ผลิตภัณฑ์นี้ถูกเทลงในแท่งขนาดใหญ่ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าองค์ประกอบของเหล็ก โครงสร้าง ตลอดจนคุณลักษณะด้านคุณภาพและคุณสมบัติของเหล็กนั้นถูกกำหนดอย่างแม่นยำโดยวิธีการผลิต

เพื่อให้ได้เหล็กคุณภาพสูงก็ใช้เช่นกันอย่างไรก็ตาม เตาหลอมแบบเปิดนั้น กระบวนการถลุงนั้นเข้มงวดกว่าเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพ

การหลอมเหล็กคุณภาพสูงจะดำเนินการในเตาไฟฟ้าเท่านั้น เนื่องจากการใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรมประเภทนี้รับประกันปริมาณสารเติมแต่งที่ไม่ใช่โลหะขั้นต่ำเกือบ นั่นคือ ลดเปอร์เซ็นต์ของกำมะถันและฟอสฟอรัส

เพื่อให้ได้โลหะผสมที่มีคุณภาพสูงเป็นพิเศษ พวกเขาจึงหันไปใช้วิธีการหลอมละลายด้วยไฟฟ้าอีกครั้ง การผลิตผลิตภัณฑ์นี้ทำได้เฉพาะในเตาไฟฟ้าเท่านั้น หลังจากสิ้นสุดกระบวนการผลิต เหล็กเหล่านี้จะได้รับเฉพาะโลหะผสมเท่านั้น

ประเภทโลหะผสมตามการใช้งาน

ตามธรรมชาติแล้ว การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของเหล็กส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของวัสดุนี้ ซึ่งหมายความว่าขอบเขตการใช้งานก็เปลี่ยนไปเช่นกัน มีเหล็กโครงสร้างที่ใช้ได้ในการก่อสร้าง, การขึ้นรูปเย็น, การชุบแข็งเคส, เทมเปอร์, ความแข็งแรงสูง และอื่นๆ

ถ้าเราพูดถึงการสร้างเหล็กกล้า ส่วนใหญ่มักจะรวมถึงคาร์บอนปานกลางและโลหะผสมต่ำ เนื่องจากส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการก่อสร้างอาคาร ลักษณะที่สำคัญที่สุดสำหรับพวกเขาคือความสามารถในการเชื่อมที่ดี เหล็กกล้าชุบแข็งส่วนใหญ่มักใช้สำหรับชิ้นส่วนต่างๆ โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อทำงานภายใต้สภาวะการสึกหรอของพื้นผิวและการโหลดแบบไดนามิก

เหล็กอื่นๆ

ถึงเหล็กชนิดอื่นก็สามารถนำมาปรับปรุงได้ โลหะผสมชนิดนี้ใช้หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนเท่านั้น โลหะผสมต้องผ่านอุณหภูมิสูงสำหรับการชุบแข็ง จากนั้นนำไปอบในสภาวะแวดล้อมใดๆ

เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงรวมถึงประเภทที่หลังจากเลือกองค์ประกอบทางเคมีแล้วและหลังจากผ่านกรรมวิธีทางความร้อนแล้วจะมีความแข็งแรงถึงเกือบสูงสุดนั่นคือประมาณสองเท่าของเหล็กปกติ ประเภทของสินค้า

เหล็กสปริงก็แยกได้ นี่คือโลหะผสมซึ่งเป็นผลมาจากการผลิต ได้รับคุณภาพที่ดีที่สุดในแง่ของขีดจำกัดความยืดหยุ่น ความต้านทานโหลด และความล้า

ส่วนประกอบสแตนเลส

สแตนเลสเป็นโลหะผสม คุณสมบัติหลักของมันคือความต้านทานการกัดกร่อนสูง ซึ่งทำได้โดยการเพิ่มองค์ประกอบเช่นโครเมียมในองค์ประกอบของโลหะผสม ในบางสถานการณ์อาจใช้นิกเกิล วานาเดียม หรือแมงกานีสแทนโครเมียม เป็นที่น่าสังเกตว่าการหลอมวัสดุและเพิ่มองค์ประกอบที่จำเป็นเข้าไปจะทำให้ได้คุณสมบัติของเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดหนึ่งในสามเกรด

แน่นอนโลหะผสมประเภทนี้มันต่างกัน โลหะผสมที่ง่ายที่สุดคือโลหะผสมทั่วไปที่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้น 08 X 13 และ 12 X 13 โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนสองประเภทถัดไปควรมีความต้านทานสูงไม่เพียง แต่ในสภาวะปกติ แต่ยังอยู่ที่อุณหภูมิสูงด้วย