Aplikácie a klasifikácia ocele

Ide o parametre, ktoré charakterizujú užitočnosť ocele v ekonomike. Ich veľkosť závisí od zloženia zliatiny a spracovania. Nižšie uvedené hodnoty sú charakteristické pre oceľ v stavebníctve.

Pevnosť v ťahu je určená veľkosťou napätia spôsobeného v priereze vzorky silou, ktorá spôsobí jeho zlomenie. Testované sú tiež ďalšie parametre určujúce napätie vo vzorkách ocele, ako je pevnosť v tlaku, ohyb, strih a krútenie.

Počas testovania vzoriek ocele pri pretrhnutí sú tiež určené:
napnutie prasknutie, to znamená skutočnú hodnotu napätia v bode zúženie natiahnutého vzorky bezprostredne pred jeho zlomením (to je hodnota sily spôsobujúcej zlom vo vzťahu k prierezu zlomeného vzorky v jeho najužšom bode); predĺženie relatívna, čo znamená, že percentuálne zvýšenie dĺžky zlomeného vzorky vzhľadom k jeho počiatočnej dĺžke,
relatívna zúženie, čo znamená, že percentuálny zmenšenie prierezovej plochy zlomeného vzorky v bode prasknutie na jeho pôvodnú prierez.

Pružnosť rozum sa ako účinný materiál umožňuje obnoviť svoj pôvodný tvar po zastavení sily na neho.V rozsahu elastického napätia platným zákonom Hooke'a.

Pružnosť materiálu je určená:
súčiniteľ pružnosti pozdĺžny (modul Younga) E, ktoré pre oceľ majú hodnotu v rozmedzí od 205 do 210 GPa (Gigapaskali)
súčiniteľ priečne pružnosti G (modulu Kirchhoffa), ktorý má hodnotu pre oceľ 80GPa

Plastickosť, to znamená, schopnosť materiálu udržať si svoju formu v dôsledku namáhania záťažami po ukončení ich činnosti.Jedná sa o trvalé deformácie, ktoré vznikajú po prekročení hodnoty tzv.mez klzu, po uplynutí ktorej dôjde k významnému zvýšeniu predĺženiu natiahnutého vzorky, aj bez rastu a často pri poklese hodnoty ťažnej sily. Všeobecne uznávaná hranica plastickosť u hodnoty napätia, pri ktorej trvalé predĺženie vzorky predstavuje 0,2%.

Ťažnosť - schopnosť materiálu zachovať si svoje vlastnosti počas spracovania pozostávajúce z jej lisovanie, zginaniu lub prostowaniu itp.

Táto vlastnosť sa používa pri výrobe výrobkov (napr. Plechov trapézových, zárubní, atď.).

Udarovatelnost, tj. Odolnosť voči dynamickému zaťažovania. Tvrdosť, čo znamená, že je schopný odolať namáhaniu materiálu pri pokuse stlačením tvrdých predmetov. Tvrdosť ocele súvisí s obsahom uhlíka, mangánu, chrómu atď.
Zvárateľnosť je charakteristickým znakom ocele, ktorá umožňuje trvalé spojenie zváraním.

KONŠTRUKČNÉ OCELE SA DELIA NA:

konštrukčná oceľ pre všeobecné použitie (konštrukčná oceľ pre konštrukciu a časti strojov a zariadení pre všeobecné použitie, kdekoľvek sú jej vlastnosti dostatočné k výkonu jej funkcie. Konštrukčné ocele pre všeobecné použitie sú ocele najvyššej kvality a obsahujú značné množstvo nečistôt, najmä síry, kremíka a fosforu. Pri jeho výrobe sa používa nízky technologický režim, ktorý ovplyvňuje širokú disperzii obsahu uhlíku.Ocel všeobecného určenia sa tepelne neošetrí. Tieto konštanty sú zvyčajne upokojené, pokiaľ sa neupokojí je zvlášť vyznačený).
konštrukčná oceľ vyššej kvality (oceľ charakterizovaná úzkymi medzami obsahu uhlíka a mangánu a nízkym obsahom nečistôt, hlavne kremík (menej ako 0,7%) a fosfor. Zvyčajne sa dodávajú ako pevné žíhané a vhodné pre tepelné spracovanie).
Nízkolegovaná konštrukčná oceľ (oceľ s nízkym obsahom uhlíka do 0,22% majúce legovací prísady v obmedzenom množstve. Nízkolegované ocele sa používajú ku konštrukcii konštrukcií vystavených poveternostným podmienkam, ako sú mosty, stožiare, železničné vagóny atd.- všade tam, kde je jeho použitia ekonomicky odôvodnené. Vyznačujú sa vyššou pevnosťou než kvalitnejšie konštrukčnej ocele a vyššou odolnosťou proti korózii.)

Oceľ k nauhličovanie (oceľ používaná k chemickému nauhličovanie. Pre nauhličovanie sa používajú konštrukčných ocelí vyššej kvality, nízkolegovanej a legovanej ocele s nízkym alebo stredným (0,08 do 0,25%) obsahom uhlíka.
Výrobky vyrobené z takej ocele po nauhličovanie si zachovávajú vysokú ťažnosť a odolnosť voči šíreniu jadra a tvrdosti povrchu) oceľ pre nitridáciu (oceľ používaná pre chemické spracovanie nitridácia. Pre nitridáciu sa používajú nízkolegovanej konštrukčnej ocele a legovanej ocele s obsahom hliníka vyšším ako 1,0% . Výrobky vyrobené z takej ocele po nitridáciu majú vysokú odolnosť proti oderu) oceľ pre tepelné spracovanie (oceľ použitá pre tepelné spracovanie tepelné zlepšenie. K zlepšeniu sa používajú vysoko kvalitné konštrukčné ocele, nízko a legovanej ocele s obsahom uhlíka 0,25 až 0,6 %)

Pružinová oceľ (oceľ používaná na výrobu čepele, pružín a torzných hriadeľ). Pružinové ocele sú uhlíkovej ocele obsahujúce 0,6% - 0,85% uhlíkových nízkouhlíkových ocelí obsahujúcich kremík, mangán, chróm a vanád. Väčšina pružinových ocelí má zvýšený obsah kremíka, čo je zvyčajne nežiaduce kontaminácie. V týchto aplikáciách je však požadovaná prísada znižujúca plasticitu ocele)

Automatová oceľ (oceľ použitá na výrobu malých dielov, napr. Skrutky, matice, podložky atď. Používa sa pre diely, ktoré nie sú vystavené veľkému zaťaženiu. Taká oceľ dodávaná vo forme tyčí sa používa v strojoch, ktoré pri minimálnej ľudskej kontrole vyžadujú oceľ, ktorá vytvára krátke a krehké triesky. To je zabezpečené zvýšeným prídavkom síry na 0,35% a fosforu do 0,15%. Síra, tvoriace krehké sulfidy s kovmi, najviac ovplyvňuje lámanie triesky) oceľ pre ložiská valcovanie (oceľ pre výrobu valcovanie ložisek.Prvky valcové ložiskové pracujúci v extrémnych podmienkach namáhania vyžadujú vysoko kvalitná oceľ, vyrobené vo zvlášť prísnom technologickom režime. ložiskové ocele musia mať úzku a prísne udržiavanou toleranciu legujúcich prvkov a nečistôt a vhodnú štruktúru)

Transformátorová oceľ (oceľ so špeciálnymi magnetickými vlastnosťami, sa používa pre transformátorových plechov. Neexistuje žiadny alebo len malé množstvo vírivých prúdov a magnetostrikce. Oba faktory sú zodpovedné za energetické straty v transformátora, tzv. Energetické straty v železe. Transformátorová oceľ je Nízkolegovaná oceľ so zvýšeným obsahom kremíka).

Nástrojová oceľ - oceľ pre výrobu nástrojov, meracích prístrojov a zodpovedných držiakov. Nástrojovej ocele sa vyznačujú vysokou tvrdosťou, oteruvzdornosťou, nízku deformovateľnosťou a necitlivosťou na prehriatie.
Tieto vlastnosti dosahuje vysokým obsahom uhlíka a vhodným tepelným spracovaním pre nástroje s nízkou zodpovednosťou a použitím vhodných legujúcich prísad v kombinácii s vhodným tepelným spracovaním pre zodpovedné nástroja.

Nástrojová oceľ je rozdelená na:
Uhlíkové nástrojové ocele (nástrojová oceľ, ktorá nemá väčšie množstvo legujúcich prísad s výnimkou uhlíka, ktorého obsah je v rozmedzí 0,5% - 1,3%. Ďalšie vlastnosti, ktoré odlišujú nástrojovej uhlíkovej ocele od konštrukčnej ocele, sú znížený obsah mangánu a jemnozrnost . Väčšina uhlíkových nástrojových ocelí je povinná že boli plytké kalenie (pozri kaliteľnosť ocele). Pre menej zodpovednej nástroje sa používa lacnejšie hlboko kaliteľný oceľ. plytké kalenie je žiaduce, pretože zaisťuje tvrdosť povrchu nástroja, so súčasnou pevnosťou jadra nástroje na náraz).

Legovaná nástrojová oceľ
Ocele pre prácu za studena (zliatina ocele používaná pre obrábanie a plastová náradia, ktorá sa počas prevádzky môžu len mierne zahriať. Tento typ ocele sa používa aj pre meracie prístroje. Udržiavanie ocele za studena je nutné jeho vlastnosti až do +200 ° C)

Ocele pre prácu za tepla (nástrojová oceľ používaná pre nástroje pre tvárnenie za tepla a pre konštrukciu odlievacích foriem vystavených počas prevádzky veľmi vysokým teplotám. Tieto ocele musia zachovať svoje vlastnosti až do + 600 ° C. Toto je dosiahnuté použitím volfrámu a molybdénu ako legujúcich prísad až do 8-10%, ako je tomu u ocele WWV, vysokorýchlostných ocelí (z anglickej vysokorýchlostné ocele, legovanej ocele používané na výrobu nástrojov pre obrábanie pri vysokých rezných rýchlostiach). Musí udržiavať tvrdosť a tvar až do teploty + 600 ° C. Táto vlastnosť je dosiahnutá použitím legujúcich prvkov - uhlík 0,75 - 1,3% chrómu 3,5 - 5,0%, volfrámu 6 - 19%, vanádu 1,0 - 4,8%, molybdénu 3,0 až 10% au niektorých druhov tiež kobalt 4,5-10,0% a vhodné tepelné spracovanie. Počas tejto doby sa vykonáva žíhanie tak, že zliatinové prísady tvoria zlúčeniny s uhlíkom, takzvané karbidy, ktoré sa musia výrazne rozpustiť vo feritu. To v yžaduje veľmi starostlivé a dlhodobé spracovanie).

V dnešnej dobe sú nástrojové ocele, najmä tie vysoko kvalitné, vytláčané zo stellitu a spekaných karbidov.

Špeciálna oceľ - oceľ určená pre špeciálne aplikácie. Špeciálnej ocele obsahujú veľké množstvo legujúcich prísad, vyžadujú veľmi komplikované tepelné spracovanie a vysoký režim spracovania a montáže. Kvôli vysokej cene nie sú široko používané.

DO ŠPECIÁLNYCH OCELE PATRÍ:

Nerezová oceľ (oceľ odolná voči poveternostným vplyvom, zriedeným kyselinám, alkalickým roztokom pod. Nerezová oceľ sa získa zvýšením obsahu chrómu. Čím vyšší je obsah chrómu, tým vyššia je odolnosť ocele voči korózii. Obvykle sa používa 12% až 25% chrómu. Zvýšený obsah uhlíka tiež zvyšuje nerezovú oceľ, ale príliš ju spôsobuje krehkosť ocele. Nerezové ocele sú tepelne spracované, tvrdené a temperované. Nerezové ocele sa používajú pre nádrže na ropné produkty, korytá plaveckých bazénov, rektifikačné kolóny, koksárenská zariadenie, lopatky parných turbín, priemyselné a domáce kovania, lekárske nástroje, príbory, inštalácia v potravinárskom priemysle, takelážní a námorné kovania atď.)

Oceľ odolná voči kyselinám (oceľ odolná voči kyselinám s nižšou silou ako kyselina sírová. Odolnosť voči kyselinám sa dosahuje vďaka stabilizácii austenitu za normálnych podmienok, čo možno dosiahnuť vďaka vysokému obsahu chrómu (17-20%) a niklu (8-14%), ako aj ostatnými legovacími prísadám, ako je mangán, titán, molybdén a meď.

Oceľ odolná voči kyselinám Ocele odolné voči kyselinám sa používajú po leštenie. Ako pri vysokých teplotách teplote zliatiny prísady majú sklon k pripojeniu s uhlíkom za vzniku tvrdých karbidov, po zváraní prvkov vyrobených z kyselinovzdornej ocele je nutné ich tepelné spracovanie. Oceľ odolná voči kyselinám sa používa pre stavbu nádrží kyselín priemyselných inštalácií, na ich výrobu a distribúciu a ďalšie zariadenia obsahujúce kyseliny, napr. V maliarskom priemysle, pri výrobe hnojív atď.) Teplovzdorná oceľ (rada žiaruvzdorných ocelí, ktoré sa tiež vyžadujú k udržaniu pevnosti v širokom teplotnom rozsahu).

Tepluvzdorná oceľ (oceľ odolná vysokým teplotám a pracujúce pravidelne alebo trvale pod ich vplyvom).
Tepelná odolnosť je dosahovaná vysokým obsahom chrómu 5-30%, niklu 4-30% a významné množstvo molybdénu 0,5 až 1,0% a volfrámu až 2% ako legujúcich prísad.
Vysoký obsah legujúcich prísad umožňuje získať austenitickú štruktúru za normálnych podmienok. Horný limit tepelnej odolnosti je 800 ° C do 1200 ° C v závislosti od zloženia ocele. Z teplovzdorné a teplovzdorná ocele sa používajú na výrobu pecí, parných kotlov, ventilátorov horúcich plynov, karburátorov, spaľovacích komôr plynových turbín a spaľovacích piestových ventilov)

Magnetická oceľ (oceľ so špeciálnymi magnetickými vlastnosťami. Stále majú feromagnetické vlastnosti používané pre permanentné magnety. Pre permanentné magnety sa používa veľmi nízka uhlíková oceľ, tzv. Ferit).

Oceľ odolná proti opotrebeniu (oceľ na odliatky, v ktorom dochádza k veľmi pomalému povrchovému opotrebovaniu, tzv. Oderu. Je to oceľ s vysokým obsahom uhlíka obsahujúce 11 až 14% mangánu. Je tak tvrdá, že nie je možné ju obrábať. Hotové prvky sa odlievajú do foriem, hoci sa nazýva oceľ, jedná sa o technicky liatu oceľ).

Oceľ Hadfield - (s označením: X120Mn13) - oceľ s vysokou odolnosťou proti oderu. Obsahuje 1,1-1,3% C a 12-13% Mn. Oceľ nad 950 ° C Hadfield má austenitickú štruktúru. Po ochladení na izbovú teplotu je to zmes feritu a mangánového cementitu. Táto oceľ sa vyznačuje veľmi vysokou náchylnosťou k zosilneniu, keď pod vplyvom deformácie sa v ňom vytvárajú mikrodvojčata. Tvrdosť takejto ocele je asi 500 HB. Oceľ Hadfield posilní počas práce. Používa sa hlavne pre prvky zvlášť vystavené oteru pri vysokých tlakoch: koša rýpadlá, pásov traktorov, železničných výhybiek.

VZHĽADOV K TYPU A ÚČASŤ LEGUJÚCICH PRVKOV:

Uhlíková oceľ - oceľ, v ktorej je uhlík prvkom, ktorý formuje jeho vlastnosti.
Uhlíková oceľ je všeobecne použiteľná pri výrobe konštrukcií a častí mechanických zariadení, kdekoľvek sú jej vlastnosti dostatočné.

Uhlíkovej ocele sa delia na:

uhlíkovej ocele bežnej kvality - používajú sa bez ďalšieho spracovania
vysoko kvalitnej uhlíkovej ocele - ktoré sú často podrobené ďalšiemu tepelnému alebo chemickému spracovaniu.
V závislosti na obsahu uhlíka je delíme na:
nízkouhlíkovej ocele - s obsahom uhlíka až okolo 0,3%
stredne uhlíkovej ocele - s obsahom 0,3 do 0,6%
vysoko uhlíkovej ocele - s obsahom nad 0,6%

Legovaná oceľ - oceľ, v ktorej okrem uhlia existujú aj ďalšie legujúci prísady s obsahom dokonca niekoľko desiatok percent, významne menia vlastnosti ocele. zvýšiť kaliteľnosť ocele, dosiahnutie vyššej pevnosti ocele, zmene určitých fyzikálnych a chemických vlastností ocele. Legovanej ocele, zvyčajne veľmi drahé, sú používané v špeciálnych aplikáciách, tam kde je to ekonomicky odôvodnené.

Oceľ sa používa v rôznych technologických odboroch. V stavebníctve je to jeden z mála základných konštrukčných materiálov.

Ocele najčastejšie používané v tejto oblasti ekonomiky sú nízkolegovanej a všeobecne určené ocele (tiež nazývané nelegovanej ocele).
V prvej skupine sú najpopulárnejšie (označené v súlade z PN-88 / H-84020) skupiny so symbolmi St0S, St3S i St4S. V druhej skupine sú ocele:

zvýšená pevnosť (označené v súlade z PN-86 / H-84018) symboly 18G2, 18G2A aj 18G2AV
ťažko zhrdzavené (označené v súlade z PN-82 / H-84017) symboly 10ha, 10H, 12HIJA, 12PJA
stale do produkcji rur (označené v súlade z PN-89 / H-84023.7) symboly R, R35, R45, 12X. Pre výrobu oceľových rúrok používajú sa tiež 18G2A a St3S.

ČASTO POUŽÍVANÉ DOPLNKY V OCELE ZAHŔŇAJÚ:

V praxi to uľahčuje proces kalenie a zvyšuje hĺbku kalenie. Nikel rozpustený vo feritu ho posilňuje, výrazne zlepšuje odolnosť proti nárazu. Pridanie niklu v množstve 0.5% do 4% sa pridáva do ocelí za účelom zlepšenia tepla a v množstve 8% do 10% do kyselinovzdorné ocele. Pri oceľových symbolov je jeho pridanie označené písmenom N).
chróm (spôsobuje drvenie zrna. Zvyšuje kaliteľnosť ocele. Zvyšuje jeho pevnosť. Používa sa v nástrojových a špeciálnych oceliach. V oceliarskych a špeciálnych oceliach dokonca v množstve do 30%. V symboloch ocele je jej pridanie označené písmenom H).
mangán (znižuje teplotu austenitickej premeny a pri obsahu nad 15% sa stabilizuje a umožňuje získanie austenitickej štruktúry pri normálnych teplotách. Už pri obsahu 0,8% až 1,4% výrazne zvyšuje pevnosť v ťahu, ráz a oteru. V oceľových symboloch je jeho pridanie označené písmenom G).
volfrám (zvyšuje zrnitosť ocele, zvyšuje pevnosť, odolnosť proti oteru. Veľké pridanie wolfrámu o 8% až 20% zvyšuje odolnosť voči popúšťania ocele. V oceľových symboloch je jeho pridanie označené písmenom W).
molybdén (zvyšuje kaliteľnosť ocele. Zvyšuje pevnosť a znižuje krehkosť a zvyšuje odolnosť proti plazenie. U oceľových symbolov je jej pridanie označené písmenom M).
vanád (zvyšuje jemnosť zrna ocele a výrazne zvyšuje jej tvrdosť. V oceľových symboloch je jej pridanie označené písmenom V.
kobalt (zväčšuje zrnitosť ocele a výrazne zvyšuje jej tvrdosť. U oceľových symbolov je jej pridanie označené písmenom K) kremík (zvyčajne považovaný za nežiaduce prímes, zvyšuje krehkosť ocele). Stáva sa žiaduce zložkou v pružinových oceliach. Vzhľadom k tomu, že znižuje energetické straty v oceli, pridáva sa do transformátorovej ocele v množstve až 4%. Pri oceľových symbolov je jeho pridanie označené písmenom S).
titan (pri oceľových symbolov je jeho pridanie označené písmenom T).
niób (v oceľových symboloch je jeho pridanie označené písmenami Nb).
Al (hliník), (pri oceľových symbolov je jeho pridanie označené písmenom A).
meď (má podobné fyzikálne vlastnosti ako čisté železo, ale je oveľa odolnejší voči korózii. Meď je žiaduce prísada a jej obsah sa systematicky zvyšuje s použitím šrotu pri tavení novej ocele. V oceľových symboloch je jej pridanie označené písmenami Cu).

PRE PARAMETRE PRÍZNAČNÉ VLASTNOSTI OCELE AKO MATERIÁLU PATRÍ FYZICKÉ CHARAKTERISTIKY, MECHANICKEJ A TECHNOLOGICKÉ.

Fyzikálne vlastnosti ocele:
hustota ρ = 7850 kg / m3
súčiniteľ lineárnej rozťažnosti αT = 0,000012 0C-1
súčiniteľ vedenie tepla λ = 58 W / mK
súčiniteľ Poisson ν = 0,30
rezistivita (20 oC, 0.37-0.42% uhlíka) = 171 • 10-9 [Ω • m]