Jeklo: sestava, lastnosti, vrste in aplikacije. Sestava iz nerjavečega jekla

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Mnogi ljudje vedo, da je jeklo izdelek, pridobljen s taljenjem drugih elementov. Ampak kaj? Kaj je v jeklu? Danes je ta snov deformabilna zlitina železa z ogljikom (njena količina je 2,14 %), pa tudi majhen delež drugih elementov.

Splošne informacije

Omeniti velja, da je jeklo zlitina, ki ima v svoji sestavi natanko do 2,14 % ogljika. Zlitina, ki vsebuje več kot 2,14 % ogljika, se že imenuje lito železo.

Znano je, da sestava ogljikovega jekla in navadnega jekla ni enaka. Če običajni substrat vključuje ogljik in druge legirne (izboljševalne) komponente, potem v ogljikovem izdelku ni legirnih elementov. Če govorimo o legiranem jeklu, je njegova sestava veliko bogatejša. Za izboljšanje zmogljivosti tega materiala se njegovi sestavi dodajajo elementi, kot so Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti itd.. Pomembno je omeniti, da so najboljše lastnosti te snovi zagotavlja natančno z dodajanjem legiranih kompleksov, ne ene ali dveh snovi.

Razvrstitev

PorabaRazvrstitev gradiva, ki ga obravnavamo, lahko temelji na več kazalcih:

• Prvi indikator je kemična sestava jekla.
• Druga je mikrostruktura, ki je prav tako zelo pomembna.
• Seveda se jekla razlikujejo po kakovosti in načinu proizvodnje.
• Prav tako ima vsaka vrsta jekla svojo uporabo.

Podrobneje lahko sestavo obravnavamo na primeru kemične sestave. Na podlagi tega se razlikujeta še dve vrsti - to so legirana in ogljikova jekla.

Med ogljikovimi jekli obstajajo tri sorte, katerih glavna razlika je kvantitativna vsebnost ogljika. Če snov vsebuje manj kot 0,3 % ogljika, je razvrščena kot nizkoogljična. Vsebnost te snovi v območju od 0,3% do 0,7% prevede končni izdelek v kategorijo srednje ogljikovih jekel. Če zlitina vsebuje več kot 0,7 % ogljika, je jeklo razvrščeno kot visokoogljično.

Z legiranimi jekli so stvari približno enake. Če sestava materiala vsebuje manj kot 2,5% legiranih elementov, se šteje za nizko legirano, od 2,5% do 10% - za srednje legirano in od 10% in več - za visoko legirano.

Mikrostruktura

Mikrostruktura jekla se razlikuje glede na njegovo stanje. Če je zlitina žarjena, bo njena struktura razdeljena na karbidno, feritno, avstenitno in tako naprej. Z normalizirano mikrostrukturo snovi je izdelek lahko perliten, martenziten ali avstenit.

Sestava in lastnosti jekla določajo, ali izdelek spada v enega od teh treh razredov. Najmanj legirana in ogljikova jekla so perlitni razred, srednja so martenzitna, visoka vsebnost legirnih elementov ali ogljika pa jih prevede v kategorijo avstenitnih jekel.

Proizvodnja in kakovost

Pomembno je omeniti, da lahko zlitina, kot je jeklo, vsebuje nekatere negativne elemente, katerih visoka vsebnost poslabša delovanje izdelka. Te snovi vključujejo žveplo in fosfor. Glede na vsebnost teh dveh elementov se sestava in vrste jekla delijo v naslednje štiri kategorije:

• Zasebno jeklo. To je zlitina običajne kakovosti, ki vsebuje do 0,06 % žvepla in do 0,07 % fosforja.
• Kakovost. Vsebnost zgornjih snovi v teh jeklih je zmanjšana na 0,04 % žvepla in 0,035 % fosforja.
• Visoka kakovost. Vsebuje le do 0,025 % žvepla in fosforja.
• Zlitina najvišje kakovosti je dodeljena, če odstotek žvepla ni večji od 0,015, fosforja pa ne več kot 0,025%.

Če govorimo o proizvodnem procesu navadne zlitine, se najpogosteje pridobiva v odprtih pečeh ali v Bessmerov, Thomas pretvornikih. Ta izdelek se vlije v velike ingote. Pomembno je razumeti, da se sestava jekla, njegova struktura, pa tudi kakovostne lastnosti in lastnosti določajo natančno z načinom njegove izdelave.

Za pridobitev visokokakovostnega jekla se uporabljajo tudiodprtih pečih pa je postopek taljenja strožji, da dobimo kakovosten izdelek.

Taljenje visokokakovostnih jekel poteka samo v električnih pečeh. To je posledica dejstva, da uporaba te vrste industrijske opreme zagotavlja skoraj minimalno vsebnost nekovinskih dodatkov, torej zmanjšuje odstotek žvepla in fosforja.

Za pridobitev posebno kakovostne zlitine se zatečejo k metodi elektro žlindre. Proizvodnja tega izdelka je možna samo v električnih pečeh. Po koncu proizvodnega procesa se ta jekla vedno pridobivajo le legirana.

Vrste zlitin glede na uporabo

Seveda sprememba sestave jekla močno vpliva na zmogljivost tega materiala, kar pomeni, da se spreminja tudi obseg njegove uporabe. Obstajajo konstrukcijska jekla, ki se lahko uporabljajo v gradbeništvu, hladnem oblikovanju, utrjevanju ohišja, kaljiva, visoka trdnost itd.

Če govorimo o gradbenih jeklih, potem najpogosteje vključujejo srednje-ogljične in nizko legirane zlitine. Ker se uporabljajo predvsem za gradnjo objektov, je zanje najpomembnejša lastnost dobra varivost. Kaljeno jeklo se najpogosteje uporablja za različne dele, katerih glavni namen je delovanje v pogojih površinske obrabe in dinamične obremenitve.

Druga jekla

Drugim vrstam jekla je mogoče pripisati izboljšano. Ta vrsta zlitine se uporablja šele po toplotni obdelavi. Zlitina je izpostavljena visokim temperaturam za gašenje, nato pa je izpostavljena kaljenju v katerem koli okolju.

Vrsta visokotrdnih jekel vključuje tista, pri katerih po izbiri kemične sestave, pa tudi po toplotni obdelavi, trdnost doseže skoraj maksimum, torej približno dvakrat večja od običajne vrsta tega izdelka.

Ločimo tudi vzmetno jeklo. To je zlitina, ki je zaradi svoje proizvodnje prejela najboljše lastnosti glede meje elastičnosti, odpornosti proti obremenitvi in utrujenosti.

Sestava iz nerjavnega jekla

Nerjaveče jeklo je legirana. Njegova glavna lastnost je visoka odpornost proti koroziji, ki se doseže z dodajanjem elementa, kot je krom, v sestavo zlitine. V nekaterih primerih se namesto kroma lahko uporabi nikelj, vanadij ali mangan. Omeniti velja, da lahko s taljenjem materiala in dodajanjem potrebnih elementov pridobi lastnosti enega od treh razredov nerjavnega jekla.

Sestava teh vrst zlitin je seveda drugačna. Najenostavnejše so običajne zlitine s povečano odpornostjo proti koroziji 08 X 13 in 12 X 13. Naslednji dve vrsti te korozijsko odporne zlitine bi morali imeti visoko odpornost ne le pri normalnih, temveč tudi pri povišanih temperaturah.