Teras: koostis, omadused, tüübid ja rakendused. Koostis roostevabast terasest

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Paljud inimesed teavad, et teras on toode, mis saadakse muude elementide sulatamise käigus. Aga mis? Mis on terases? Tänapäeval on see aine deformeeritav raua sulam süsinikuga (selle kogus on 2,14%), aga ka väike osa teistest elementidest.

Üldine teave

Väärib märkimist, et teras on sulam, mille koostises on täpselt kuni 2,14% süsinikku. Sulamit, mis sisaldab rohkem kui 2,14% süsinikku, nimetatakse juba malmiks.

On teada, et süsinikterase ja tavalise terase koostis ei ole sama. Kui tavaline substraat sisaldab süsinikku ja muid legeerivaid (parandavaid) komponente, siis süsinikusisaldusega tootes ei ole legeerivaid elemente. Kui räägime legeerterasest, siis on selle koostis palju rikkalikum. Selle materjali toimivuse parandamiseks lisatakse selle koostisesse selliseid elemente nagu Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti jne. Oluline on märkida, et selle aine parimad omadused on tagatakse just legeeritud komplekside, mitte ühe või kahe aine lisamisega.

Klassifikatsioon

KulutaVaadeldava materjali klassifitseerimine võib põhineda mitmel näitajal:

• Esimene näitaja on terase keemiline koostis.
• Teine on mikrostruktuur, mis on samuti väga oluline.
• Muidugi erinevad terased oma kvaliteedi ja tootmismeetodi poolest.
• Samuti on igal teraseliigil oma rakendus.

Täpsem alt võib koostist vaadelda keemilise koostise näitel. Selle põhjal eristatakse veel kahte tüüpi – need on legeeritud ja süsinikteras.

Süsinikteraste hulgas on kolme sorti, mille peamine erinevus on süsiniku kvantitatiivne sisaldus. Kui aine sisaldab vähem kui 0,3% süsinikku, klassifitseeritakse see madala süsinikusisaldusega aineks. Selle aine sisaldus piirkonnas 0,3% kuni 0,7% muudab lõpptoote keskmise süsinikusisaldusega teraste kategooriasse. Kui sulam sisaldab rohkem kui 0,7% süsinikku, klassifitseeritakse teras kõrge süsinikusisaldusega.

Legeerteraste puhul on asjad umbes samad. Kui materjali koostis sisaldab vähem kui 2,5% legeerelemente, loetakse see vähelegeerituks, 2,5% kuni 10% - keskmiselt legeerituks ja 10% ja rohkem - kõrglegeerituks.

Mikrostruktuur

Terase mikrostruktuur erineb sõltuv alt selle seisundist. Kui sulam on lõõmutatud, jagatakse selle struktuur karbiidiks, ferriitseks, austeniidiks jne. Aine normaliseeritud mikrostruktuuri korral võib toode olla perliitne, martensiitne või austeniitne.

Terase koostis ja omadused määravad, kas toode kuulub ühte neist kolmest klassist. Kõige vähem legeeritud ja süsinikterased on perliitterased, keskmised on martensiitsed ning legeerivate elementide või süsiniku kõrge sisaldus muudab need austeniitsete teraste kategooriasse.

Tootmine ja kvaliteet

Oluline on märkida, et sulam, näiteks teras, võib sisaldada mõningaid negatiivseid elemente, mille kõrge sisaldus halvendab toote toimivust. Nende ainete hulka kuuluvad väävel ja fosfor. Sõltuv alt nende kahe elemendi sisust on terase koostis ja tüübid jagatud nelja järgmisesse kategooriasse:

• Erateras. See on tavalise kvaliteediga sulam, mis sisaldab kuni 0,06% väävlit ja kuni 0,07% fosforit.
• Kvaliteet. Ül altoodud ainete sisaldus nendes terastes on vähendatud 0,04% väävli ja 0,035% fosforini.
• Kõrge kvaliteet. Sisaldab ainult kuni 0,025% nii väävlit kui ka fosforit.
• Kvaliteetseim sulam määratakse, kui väävlisisaldus ei ületa 0,015 ja fosforisisaldus ei ületa 0,025%.

Kui räägime tavalise sulami tootmisprotsessist, siis enamasti saadakse see lahtise koldeahjudes või Bessmerovi, Thomase konverterites. See toode valatakse suurtesse valuplokkidesse. Oluline on mõista, et terase koostis, struktuur, samuti kvaliteediomadused ja omadused määratakse täpselt selle valmistamismeetodiga.

Kvaliteetse terase saamiseks kasutatakse kalahtise koldega ahjude puhul on sulatusprotsess kvaliteetse toote saamiseks rangem.

Kvaliteetsete teraste sulatamine toimub ainult elektriahjudes. Selle põhjuseks on asjaolu, et seda tüüpi tööstusseadmete kasutamine tagab peaaegu minimaalse mittemetalliliste lisandite sisalduse, st vähendab väävli ja fosfori protsenti.

Eriti kõrge kvaliteediga sulami saamiseks kasutavad nad elektriräbu ümbersulatamise meetodit. Selle toote tootmine on võimalik ainult elektriahjudes. Pärast tootmisprotsessi lõppu saadakse need terased alati ainult legeeritud.

Sulamite tüübid kasutusala järgi

Loomulikult mõjutab terase koostise muutus oluliselt selle materjali toimivust, mis tähendab, et muutub ka selle kasutusala. On konstruktsiooniteraseid, mida saab kasutada ehituses, külmvormimises, korpuse karastamises, karastamises, kõrge tugevusega jne.

Kui me räägime ehitusterastest, siis kõige sagedamini sisaldavad need keskmise süsinikusisaldusega, aga ka madala legeeritud sulameid. Kuna neid kasutatakse peamiselt hoonete ehitamiseks, siis on nende kõige olulisem omadus hea keevitatavus. Karastatud terast kasutatakse kõige sagedamini erinevate osade jaoks, mille põhieesmärk on töötada pinna kulumise ja dünaamilise koormuse tingimustes.

Muud terased

Muud tüüpi terase võib seostada paranenud. Seda tüüpi sulamit kasutatakse ainult pärast kuumtöötlust. Sulam allutatakse karastamiseks kõrgetele temperatuuridele ja seejärel karastatakse mis tahes keskkonnas.

Kõrgtugevate teraste tüüp hõlmab teraseid, mille tugevus saavutab pärast keemilise koostise valimist ja ka kuumtöötlemist peaaegu maksimumi, st ligikaudu kaks korda rohkem kui tavalisel. selle toote tüüp.

Eristada saab ka vedruteraseid. See on sulam, mis on oma tootmise tulemusena saanud parimad omadused elastsuse piiri, koormustaluvuse ja väsimuse osas.

Roostevaba terase koostis

Roostevaba teras on legeeritud tüüpi. Selle peamine omadus on kõrge korrosioonikindlus, mis saavutatakse sulami koostisse elemendi, näiteks kroomi, lisamisega. Mõnes olukorras võib kroomi asemel kasutada niklit, vanaadiumi või mangaani. Väärib märkimist, et materjali sulatades ja sellele vajalikke elemente lisades võib see omandada ühe kolmest roostevaba terase klassist omadused.

Seda tüüpi sulamite koostis on loomulikult erinev. Lihtsamad on tavalised sulamid, mille korrosioonikindlus on 08 X 13 ja 12 X 13. Selle korrosioonikindla sulami kahel järgmisel tüübil peaks olema kõrge vastupidavus mitte ainult normaalsel, vaid ka kõrgendatud temperatuuril.