Стел: аныктамасы, классификациясы, химиялык курамы жана колдонулушу

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 05:34

Биз "болот" деген сөздү көп угабыз. Ал эми аны металлургиялык өндүрүш тармагындагы адистер гана эмес, шаардыктар да айтышат. Эч бир күчтүү структура болоттон жок. Чынында, биз металл жөнүндө сөз кылганда, биз болоттон жасалган буюмду түшүнөбүз. Келгиле, ал эмнеден тураарын жана кандайча классификацияланганын карап көрөлү.

Аныктама

Стел, балким, темир менен көмүртектен турган эң популярдуу эритме. Андан тышкары, акыркысынын үлүшү 0,1% дан 2,14%га чейин, ал эми биринчиси 45%дан төмөн болушу мүмкүн эмес. Бул металлды адам ишинин бардык тармактарына жайылтууда өндүрүштүн жеңилдиги жана чийки заттын жеткиликтүүлүгү чечүүчү мааниге ээ.

Материалдын негизги мүнөздөмөлөрү анын химиялык курамына жараша өзгөрөт. Темир жана көмүртек деген эки компоненттен турган эритме катары болоттун аныктамасын толук деп айтууга болбойт. Ал, мисалы, ысыкка туруктуулугу үчүн хромду жана коррозияга туруктуулугу үчүн никельди камтышы мүмкүн.

Талап кылынган компоненттерматериалдар кошумча пайда берет. Ошентип, темир эритмесин ийкемдүү жана белгилүү бир шарттарда оңой деформациялануучу кылат, ал эми көмүртек морттук менен бир убакта бекемдикти жана катуулукту жаратат. Мына ошондуктан анын улушу болоттун жалпы массасында аз. Эритмени өндүрүү ыкмасын аныктоо андагы марганецтин 1% жана кремний - 0,4% өлчөмүндө болушуна алып келди. Металлды эрүү учурунда пайда болгон жана алардан арылууга аракет кылган бир катар аралашмалар бар. Фосфор жана күкүрт менен бирге кычкылтек жана азот да материалдын касиетин начарлатып, анын бышыктыгын азайтат жана ийкемдүүлүгүн өзгөртөт.

Классификация

Болоттун белгилүү бир мүнөздөмөлөргө ээ болгон металл катары аныкталышы, албетте, эч кандай шек жок. Бирок, так анын курамы материалды бир нече багытта классификациялоого мүмкүндүк берет. Ошентип, мисалы, металлдар төмөнкү өзгөчөлүктөрү менен айырмаланат:

• химиялык;
• структуралык;
• сапаты боюнча;
• максатында;
• деоксидация даражасына жараша;
• катуулугу боюнча;
• болот менен ширетүүгө жөндөмдүү.

Болоттун аныктамасы, маркалоо жана анын бардык мүнөздөмөлөрү төмөндө сүрөттөлөт.

Белгилөө

Тилекке каршы, дүйнөлүк болот белгиси жок, бул өлкөлөр ортосундагы сооданы бир топ кыйындатат. Россияда алфавиттик-сандык система аныкталган. Тамгалар элементтердин атын жана кычкылсыздандыруу ыкмасын, ал эми сандар алардын санын көрсөтөт.

Химиялык курамы

Эки жолу барболоттун химиялык курамы боюнча бөлүнүшү. Заманбап окуу китептеринде берилген аныктама көмүртек менен легирленген материалды айырмалоого мүмкүндүк берет.

Биринчи атрибут болотту төмөнкү көмүртектүү, орто көмүртектүү жана жогорку көмүртектүү, ал эми экинчиси - аз эритмелүү, орто эритмелүү жана жогорку эритмелүү деп аныктайт. Төмөн көмүртектүү металл деп аталат, ал ГОСТ 3080-2005 боюнча темирден тышкары төмөнкү компоненттерди камтышы мүмкүн:

• Көмүртек - 0,2% чейин. Ал термикалык бекемдөөгө көмөктөшөт, анын аркасында керүү күчү жана катуулугу эки эсеге көбөйөт.
• Марганец 0,8% чейинки өлчөмдө кычкылтек менен химиялык байланышка активдүү кирип, темир кычкылынын пайда болушуна жол бербейт. Металл динамикалык жүктөргө туруштук бере алат жана термикалык катууланууга көбүрөөк туруштук берет.
• Кремний – 0,35% чейин. Ал бышыктык, бекемдик, ширетүү сыяктуу механикалык касиеттерди жакшыртат.

ГОСТ боюнча болоттун аныктамасы аз көмүртектүү болот катары төмөнкүдөй өлчөмдө пайдалуудан тышкары бир катар зыяндуу аралашмаларды камтыган металлга берилет. Бул:

• Фосфор - 0,08% чейин муздак морттуктун пайда болушуна жооп берет, чыдамкайлыкты жана күчтү бузат. Металлдын бышыктыгын азайтат.
• Күкүрт - 0,06% чейин. Ал басым менен металлды иштетүүнү кыйындатат, морттукту жогорулатат.
• Азот. Эритменин технологиялык жана бекемдик касиеттерин төмөндөтөт.
• Кычкылтек. Күчтү азайтып, кесүүчү шаймандарга тоскоол болот.

Төмөн же деп белгилей кетүү кереказ көмүртектүү болоттор өзгөчө жумшак жана ийкемдүү болот. Алар ысыкта да, муздак да жакшы деформацияланат.

Орто көмүртектүү болоттун аныктамасы жана анын курамы, албетте, жогоруда сүрөттөлгөн материалдан айырмаланат. Ал эми эң чоң айырма - 0,2ден 0,45%ке чейинки көмүртектин көлөмү. Мындай металл сонун бекемдик касиеттери менен бирге төмөн катуулугуна жана ийкемдүүлүгүнө ээ. Орточо көмүртектүү болот адатта кадимки электр жүктөмдөрүндө колдонулган тетиктер үчүн колдонулат.

Эгер көмүртектин курамы 0,5%тен ашса, анда мындай болот жогорку көмүртектүү болот деп аталат. Ал катуулугун жогорулатып, илешкектүүлүгүн, ийкемдүүлүгүн азайтты жана ысык жана муздак деформация аркылуу аспаптарды жана тетиктерди штамптоо үчүн колдонулат.

Болоттун курамындагы көмүртекти аныктоодон тышкары, анын курамында кошумча аралашмалардын болушу аркылуу материалдын мүнөздөмөлөрүн аныктоо мүмкүн. Эгерде металлга жөнөкөй элементтерден тышкары хром, никель, жез, ванадий, титан, азот химиялык байланыш абалында максаттуу түрдө киргизилсе, анда ал легирленген деп аталат. Мындай кошумчалар морттук сынуу коркунучун азайтат, коррозияга туруктуулугун жана күчүн жогорулатат. Алардын саны болоттун легирленген даражасын көрсөтөт:

• аз легирленген - 2,5% чейин легирленген кошумчалары бар;
• орточо легирленген - 2,5%тен 10%ке чейин;
• жогорку легирленген - 50%ке чейин.

Бул эмнени билдирет? Мисалы, кандайдыр бир мүлктү көбөйтүү төмөнкүчө камсыз кыла баштады:

1. Хром кошулууда. оңжалпысынан 2% өлчөмүндө механикалык мүнөздөмөлөргө таасир этет.
2. Никельди 1ден 5%ке чейин киргизүү илешкектүүлүктүн температуралык чегин жогорулатат. Жана сууктун морттугун азайтат.
3. Марганец бир топ арзан болсо да, никель сыяктуу иштейт. Бирок, бул металлдын ысып кетүүсүнө сезгичтигин жогорулатууга жардам берет.
4. Вольфрам – бул жогорку катуулукту камсыз кылган карбид түзүүчү кошумча. Анткени ал ысытылганда дандын өсүшүнө жол бербейт.
5. Молибден кымбат кошумча болуп саналат. Бул жогорку ылдамдыктагы болоттордун ысыкка туруктуулугун жогорулатат.
6. Кремний. Кислотага туруктуулукту, ийкемдүүлүктү, масштабга каршылыкты жогорулатат.
7. Титан. Хром жана марганец менен айкалышканда майда бүртүкчөлөрүнүн түзүлүшүн жакшыртат.
8. Жез. Коррозияга каршы касиеттерин жогорулатат.
9. Алюминий. Ысыкка туруктуулукту, масштабдуулукту жана катуулукту жогорулатат.

Структура

Платтын составын аныктоо анын структурасын изилдебей туруп толук эмес болуп калат. Бирок, бул белги туруктуу эмес, жана бир катар факторлордон көз каранды болушу мүмкүн, мисалы: жылуулук менен дарылоо режими, муздатуу ылдамдыгы, эритме даражасы. Эрежелерге ылайык, болоттун структурасын күйдүрүү же нормалдаштыруу кийин аныктоо керек. Жылдыруудан кийин металл бөлүнөт:

• про-эвтектоиддик структура - ашыкча феррит менен;
• эвтектоид, ал перлиттен турат;
• гиперевтектоид - экинчилик карбиддер менен;
• ледебурит - негизги карбиддер менен;
• аустениттик - бети борборлоштурулган кристалл тор менен;
• ферриттик - куб денени борборлоштурган тор менен.

Болоттун классын аныктоо нормалдаштырылгандан кийин мүмкүн болот. Бул жылытуу, кармап туруу жана андан кийин муздатуу камтыган жылуулук дарылоонун бир түрү катары түшүнүлөт. Бул жерде перлит, аустениттик жана ферриттик сорттор айырмаланат.

Сапат

Түрүн аныктоо төрт жол менен сапат жагынан мүмкүн болуп калды. Бул:

1. Кадимки сапат - булар мартен мештеринде же кычкылтекти колдонуу менен конвертерлерде эритилүүчү 0,6%ке чейинки көмүртектүү болоттор. Алар арзан болуп эсептелет жана башка топтордун металлдарынан мүнөздөмөлөрү боюнча төмөн. Мындай болотторго мисал St0, St3sp, St5kp.
2. Сапат. Бул типтеги көрүнүктүү өкүлдөрү St08kp, St10ps, St20 болоттору болуп саналат. Алар ошол эле мештерде эритет, бирок зарядга жана өндүрүш процесстерине жогорку талаптар коюлат.
3. Жогорку сапаттагы болоттор электр мештеринде эритет, бул металл эмес кошулмалар үчүн материалдын тазалыгынын жогорулашына, башкача айтканда механикалык касиеттеринин жакшырышына кепилдик берет. Бул материалдарга St20A, St15X2MA кирет.
4. Өзгөчө сапаттуу - атайын металлургия ыкмасы боюнча жасалат. Алар сульфиддерден жана оксиддерден тазалоону камсыз кылган электрошлакты кайра эритүүгө дуушар болушат. Бул түрдөгү болотторго St18KhG-Sh, St20KhGNTR-Sh кирет.

Структуралык болоттор

Бул жөнөкөй адам үчүн эң жөнөкөй жана түшүнүктүү белги. Конструкциялык, аспаптык жана атайын багыттагы болоттор бар. Структуралык адатта төмөнкүлөргө бөлүнөт:

1. Конструкциялык болоттор – бул кадимки сапаттагы көмүртектүү болоттор жана аз эритмелүү сериялардын өкүлдөрү. Аларга бир нече талаптар коюлат, алардын эң негизгиси жетишерлик жогорку деңгээлде ширетүү. Мисал: StS255, StS345T, StS390K, StS440D.
2. Цементтелген материалдар беттик эскирүү шарттарында иштеген жана бир эле учурда динамикалык жүктөрдү башынан өткөргөн буюмдарды жасоо үчүн колдонулат. Буларга St15, St20, St25 аз көмүртектүү болоттор жана кээ бир легирленген болоттор кирет: St15Kh, St20Kh, St15KhF, St20KhN, St12KhNZA, St18Kh2N4VA, St18Kh2N4MA, St18KhGT, St20KhGT, St18KhGT, St20KhGT0
3. Муздак штамптоо үчүн жогорку сапаттагы төмөн көмүртектүү үлгүлөрдөн алынган жалбырактар колдонулат. Мисалы, St08Yu, St08ps, St08kp.
4. Өндүрүү жана жогорку чыӊдоо процесси аркылуу жакшыртылган иштетилүүчү болоттор. Булар орто көмүртектүү (St35, St40, St45, St50), хромдуу (St40X, St45X, St50X, St30XRA, St40XR) болоттор, ошондой эле хром-кремний-марганец, хром-никель-молибден жана хром-никель.
5. Жазгы пружиналар серпилгичтик касиетке ээ жана аларды көпкө сактайт, анткени алар чарчоого жана кыйроого каршы жогорку деңгээлде. Булар St65, St70 жана легирленген болоттордун (St60S2, St50KhGS, St60S2KhFA, St55KhGR) көмүртектүү өкүлдөрү.
6. Жогорку бышык үлгүлөр жылуулук менен иштетүү жана химиялык курамы аркылуу жетишилген башка структуралык болоттон эки эсе күчтүү болгон үлгүлөр болуп саналат. Көпчүлүк учурда бул легирленген орто көмүртектүү болоттор, мисалы, St30KhGSN2A, St40KhN2MA, St30KhGSA, St38KhN3MA, StOZN18K9M5T, St04KHIN9M2D2TYu.
7. Шарптык подшипникболоттор өзгөчө чыдамкайлык, эскирүүнүн жогорку даражасы жана бекемдиги менен мүнөздөлөт. Алар ар кандай түрдөгү кошулмалардын жоктугу үчүн талаптарга жооп бериши керек. Бул үлгүлөргө курамында хром бар (StSHKh9, StSHKh15) жогорку көмүртектүү болоттор кирет.
8. Автоматтык болот аныктамалар төмөнкүдөй. Бул болттар, гайкалар, бурамалар сыяктуу маанилүү эмес буюмдарды өндүрүүдө колдонуу үчүн үлгүлөр. Мындай запастык белуктер кебунче машина менен иштетилет. Демек, негизги милдет - тетиктердин станокто-рун жогорулатуу, ал материалга теллурду, селенди, кукуртту жана коргошунду киргизуунун эсебинен жетишилет. Мындай кошумчалар иштетүүдө морт жана кыска чиптердин пайда болушуна көмөктөшөт жана сүрүлүүнү азайтат. Автоматтык болоттордун негизги өкүлдөрү төмөнкүчө белгиленет: StA12, StA20, StA30, StAS11, StAS40.
9. Коррозияга чыдамдуу болоттор 12% жакын хром менен легирленген болоттор болуп саналат, анткени ал бетинде коррозияга жол бербөөчү оксид пленкасын түзөт. Бул эритмелердин өкүлдөрү St12X13, St20X17N2, St20X13, St30X13, St95X18, St15X28, St12X18NYUT,
10. Жыгууга туруктуу үлгүлөр абразивдүү сүрүлүү, сокку жана күчтүү басым астында иштеген өнүмдөрдө колдонулат. Мисалы, St110G13L сыяктуу темир жолдордун тетиктери, майдалагычтар жана чынжырлуу машиналар.
11. Ысыкка чыдамдуу болоттор жогорку ысыкта иштей алат. Алар түтүктөрдү, газ жана буу турбиналары запастык бөлүктөрүн жасоодо колдонулат. Булар негизинен жогорку легирленген аз көмүртектүү үлгүлөр, алар сөзсүз түрдө никельди камтыйт, ал формада кошумчаларды камтышы мүмкүн.молибден, нобий, титан, вольфрам, бор. Мисал катары St15XM, St25X2M1F, St20XZMVF, St40HUS2M, St12X18N9T, StXN62MVKYU болот.
12. Ысыкка чыдамдуу абадагы, газдагы жана мештеги, кычкылдануучу жана карбюризациялоочу чөйрөлөрдөгү химиялык бузулууларга өзгөчө чыдамдуу, бирок катуу жүктөмдө сойлойт. Бул түрдүн өкүлдөрү: St15X5, St15X6SM, St40X9S2, St20X20H14S2.

Аспап болоттору

Бул топтогу эритмелер кесүүчү жана өлчөөчү аспаптар үчүн калыптарга бөлүнөт. Болоттун эки түрү бар.

• Муздак калыптандыруу үчүн материал катуулуктун, күчтүн, эскирүүнүн, ысыкка туруктуулуктун жогорку даражасына ээ болушу керек. Бирок илешкектүүлүк жетиштүү (StX12F1, StX12M, StX6VF, St6X5VMFS).
• Ысык формалоочу материал жакшы күчкө жана бышыкка ээ. Кийилүү жана масштабга туруштук берүү менен бирге (St5KhNM, St5KhNV, St4KhZVMF, St4Kh5V2FS).

Өлчөөчү аспаптын болоттору эскирүүгө жана катуулугуна кошумча түрдө өлчөмдүү туруктуу жана майдаланууга оңой болушу керек. Бул эритмелерден калибрлер, штапельдер, шаблондор, сызгычтар, таразалар, плиткалар жасалат. Мисал катары эритмелер StU8, St12Kh1, StKhVG, StKh12F1 болот.

Кесүүчү аспаптар үчүн болот топторун аныктоо оңой. Мындай эритмелер жылуулукка дуушар болгондо да, узак убакыт бою кесүү жөндөмүнө жана жогорку катуулугуна ээ болушу керек. Бул көмүртек жана эритме куралы, ошондой эле киретжогорку ылдамдыктагы болоттор. Бул жерден сиз төмөнкү көрүнүктүү өкүлдөрдү атай аласыз: StU7, StU13A, St9XS, StKhVG, StR6M5, Stryuk5F5.

Эритменин деоксидациясы

Болатты деоксидация даражасы боюнча аныктоо анын үч түрүн билдирет: тынч, жарым тынч жана кайноо. Концепциянын өзү суюк эритмеден кычкылтекти алып салууга тиешелүү.

Тынч болот катууланууда дээрлик газ чыгарбайт. Бул кычкылтектин толук алынышына жана куйманын үстүндө кичирейүү көңдөйүнүн пайда болушуна байланыштуу, андан кийин ал кесип алынат.

Жарым сабырдуу болотто газдар жарым-жартылай бөлүнүп чыгат, башкача айтканда, тынч болотко караганда көбүрөөк, бирок кайнаган болотко караганда азыраак. Мурункудагыдай бул жерде кабык жок, бирок үстү жагында көбүкчөлөр пайда болот.

Кайнап жаткан эритмелер катууланганда көп сандагы газды бөлүп чыгарат жана кесилишинде үстүңкү жана төмөнкү катмарлардын ортосундагы химиялык составдын айырмасын байкап коюу жетиштүү.

Катуулугу

Бул түшүнүк материалдын ага катуураак киришине каршы туруу жөндөмүн билдирет. Катуулукту аныктоо үч ыкманы колдонуу менен мүмкүн болду: Л. Бринелл, М. Роквелл, О. Викерс.

Бринелл ыкмасы боюнча үлгүнүн жер бетине катууланган болот шары басылган. Басып чыгаруунун диаметрин изилдөө менен, катуулугун аныктаңыз.

Роквелл боюнча болоттун катуулугун аныктоо ыкмасы. Ал 120 градустук бриллиант конустун учунун өтүү тереңдигин эсептөөгө негизделген.

Тест үлгүсүндөгү Викерстин айтымындаалмаз тетраэдрдик пирамида басылган. Карама-каршы беттерде 136 градус бурч менен.

Химиялык анализсиз болоттун маркасын аныктоого болобу? Металлургия тармагындагы адистер болоттун классын учкун менен тааный алышат. Металлдын курамын аныктоо аны кайра иштетүүдө мүмкүн. Мисалы:

• CVG болоттун сары-кызыл чекиттери жана түкчөлөрү бар кочкул кочкул кызыл учкундары бар. Тармактуу жиптердин учунда ачык кызыл жылдыздар пайда болуп, ортосунда сары бүртүкчөлөрү бар.
• P18 болот, ошондой эле башында сары жана кызыл түстүү кочкул кызыл учкундар менен аныкталат, бирок жиптер түз жана айрылары жок. Пачкалардын учтарында бир же эки ачык сары бүртүкчөлөрү бар учкундар бар.
• Болаттын ХГ, Х, ШХ15, ШХ9 маркаларында жарык жылдыздары бар сары учкундар бар. Ал эми бутактардагы кызыл бүртүкчөлөр.
• U12F болот жыш жана чоң жылдыздары бар ачык сары учкундары менен айырмаланат. Бир нече кызыл жана сары түстөр менен.
• 15 жана 20-болоттордо ачык сары учкундар, көптөгөн айрылар жана жылдыздар бар. Бирок, бир нече тутам.

Учкун менен болотту аныктоо адистер үчүн өтө так ыкма. Бирок, карапайым адамдар учкундун түсүн гана карап, металлды мүнөздөй албайт.

Ширүүгө жөндөмдүү

Металлдардын белгилүү бир соккудан муун түзүү касиети болоттордун ширетүүчүлүгү деп аталат. Бул көрсөткүчтү аныктоо темир менен көмүртектин курамы аныкталгандан кийин мүмкүн болот.

Алар ширетүү жолу менен жакшы туташтырылган деп эсептелетаз көмүртектүү болоттор. Көмүртектин курамы 0,45% ашканда, ширетүү сапаты начарлап, көмүртектин курамы жогору болгондо начарлайт. Бул ошондой эле материалдын бир тектүү эместигинин көбөйүп, дан чектеринде сульфиддик кошулмалар өзгөчөлөнүп, жаракалардын пайда болушуна жана ички стресстин күчөшүнө алып келгендиктен болот.

Легирленген компоненттер да аракет кылып, байланышты начарлатат. Ширетүү үчүн эң жагымсыз болуп хром, молибден, марганец, кремний, ванадий, фосфор сыяктуу химиялык элементтер эсептелет.

Бирок, аз легирленген болоттор менен иштөөдө технологияны сактоо атайын чараларды колдонбостон эле ширетүүнүн жакшы пайызын камсыз кылат. Ширетүү жөндөмдүүлүгүн аныктоо бир катар маанилүү материалдык сапаттарды баалагандан кийин мүмкүн болот, анын ичинде:

• Муздатуу ылдамдыгы.
• Химиялык курамы.
• Биринчи кристаллдашуунун жана ширетүүдө структуралык өзгөрүүлөрдүн көрүнүшү.
• Металлдын жаракаларды пайда кылуу жөндөмдүүлүгү.
• Материалдын катуулануу тенденциясы.