การมาร์กเหล็กตามระบบรัสเซีย ยุโรป และอเมริกา องค์ประกอบทางเคมีและการจำแนกประเภทของเหล็กตามวัตถุประสงค์ องค์ประกอบตราสินค้าของเหล็กและการจำแนกประเภทตามวัตถุประสงค์

การทำความเข้าใจปัญหาดังกล่าวในการจำแนกประเภทของเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นสิ่งสำคัญมาก เนื่องจากจะทำให้คุณเข้าใจถึงลักษณะของวัสดุยอดนิยมประเภทนี้อย่างใดอย่างหนึ่ง ก็มีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าสิ่งอื่นๆ และผู้เชี่ยวชาญจะต้องสามารถเข้าใจโลหะผสมได้ เพื่อเลือกโลหะผสมที่เหมาะสมตามคุณสมบัติและองค์ประกอบทางเคมี

ลักษณะเด่นและหมวดหมู่หลัก

เหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งมีเหล็กและคาร์บอนเป็นหลัก รวมถึงโลหะผสมที่มีสิ่งเจือปนเพิ่มเติมขั้นต่ำ ปริมาณคาร์บอนเชิงปริมาณเป็นพื้นฐานสำหรับการจำแนกประเภทเหล็กต่อไปนี้:

• คาร์บอนต่ำ (ปริมาณคาร์บอนภายใน 0.2%);
• คาร์บอนปานกลาง (0.2–0.6%);
• คาร์บอนสูง (มากถึง 2%)

นอกจากคุณสมบัติทางเทคนิคที่เหมาะสมแล้วยังควรสังเกตต้นทุนที่ไม่แพงซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย

ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของเหล็กกล้าคาร์บอนเกรดต่างๆ ได้แก่:

• ความเป็นพลาสติกสูง
• สามารถใช้การได้ดี (ไม่ว่าอุณหภูมิความร้อนของโลหะจะเป็นอย่างไร)
• ความสามารถในการเชื่อมที่ดีเยี่ยม
• รักษาความแข็งแรงสูงแม้จะมีความร้อนสูง (สูงถึง 400°)
• ความอดทนต่อโหลดแบบไดนามิกได้ดี

เหล็กกล้าคาร์บอนก็มีข้อเสียเช่นกันซึ่งควรค่าแก่การเน้น:

• ความเหนียวของโลหะผสมลดลงเมื่อมีปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้นในองค์ประกอบ
• ความสามารถในการตัดลดลงและความแข็งลดลงเมื่อถูกความร้อนที่อุณหภูมิเกิน 200°;
• ความไวสูงต่อการเกิดและการพัฒนากระบวนการกัดกร่อนซึ่งกำหนดข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเหล็กดังกล่าวซึ่งจะต้องเคลือบด้วยสารเคลือบป้องกัน
• ลักษณะทางไฟฟ้าที่อ่อนแอ
• แนวโน้มการขยายตัวทางความร้อน

การจำแนกประเภทของโลหะผสมคาร์บอนตามโครงสร้างสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ อิทธิพลหลักต่อการเปลี่ยนแปลงนั้นเกิดจากปริมาณคาร์บอนเชิงปริมาณ ดังนั้นเหล็กที่ถูกจัดประเภทเป็นไฮโปยูเทคตอยด์จึงมีโครงสร้างตามเม็ดเฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ ปริมาณคาร์บอนในโลหะผสมดังกล่าวไม่เกิน 0.8% เมื่อปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้น ปริมาณเฟอร์ไรต์จะลดลง และปริมาตรของเพิร์ลไลต์ก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย จากการจำแนกประเภทนี้ เหล็กที่มีคาร์บอน 0.8% จัดอยู่ในประเภทยูเทคตอยด์ โดยโครงสร้างของเหล็กส่วนใหญ่เป็นเพิร์ลไลต์ เมื่อปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้นอีก ซีเมนต์ไทต์รองก็เริ่มก่อตัวขึ้น เหล็กที่มีโครงสร้างนี้เป็นของกลุ่มไฮเปอร์ยูเทคตอยด์

การเพิ่มปริมาณคาร์บอนในองค์ประกอบเหล็กเป็น 1% นำไปสู่ความจริงที่ว่าคุณสมบัติของโลหะเช่นความแข็งแรงและความแข็งได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ความแข็งแรงของผลผลิตและความเหนียวในทางกลับกันลดลง หากปริมาณคาร์บอนในเหล็กเกิน 1% สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การก่อตัวของเครือข่ายมาร์เทนไซต์ทุติยภูมิหยาบในโครงสร้างซึ่งส่งผลเสียต่อความแข็งแรงของวัสดุ นั่นคือสาเหตุที่เหล็กจัดอยู่ในประเภทคาร์บอนสูง โดยทั่วไปปริมาณคาร์บอนจะต้องไม่เกิน 1.3%

คุณสมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอนได้รับอิทธิพลอย่างมากจากสิ่งเจือปนที่มีอยู่ในองค์ประกอบ องค์ประกอบที่มีผลเชิงบวกต่อคุณลักษณะของโลหะผสม (ปรับปรุงการกำจัดออกซิเดชันของโลหะ) ได้แก่ ซิลิคอนและแมงกานีส ในขณะที่ฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์เป็นสิ่งเจือปนที่ทำให้คุณสมบัติของมันแย่ลง ฟอสฟอรัสที่มีปริมาณสูงในเหล็กกล้าคาร์บอนส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนมีรอยแตกร้าวและแตกหักได้เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิต่ำ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าความเปราะบางเย็น โดยทั่วไปแล้ว เหล็กที่มีปริมาณฟอสฟอรัสสูง หากอยู่ในสภาพร้อน ก็สามารถนำไปใช้ในการเชื่อมและการแปรรูปโดยใช้การตี การตอก ฯลฯ ได้ดี

ในผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีกำมะถันในปริมาณมาก อาจเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าความเปราะสีแดงได้ สาระสำคัญของปรากฏการณ์นี้คือโลหะเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูงจะแปรรูปได้ยาก โครงสร้างของเหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งมีกำมะถันจำนวนมากประกอบด้วยเมล็ดข้าวที่มีการก่อตัวหลอมละลายได้ที่ขอบเขต การก่อตัวดังกล่าวเริ่มละลายเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งนำไปสู่การหยุดชะงักของพันธะระหว่างเมล็ดพืช และเป็นผลให้เกิดรอยแตกจำนวนมากในโครงสร้างโลหะ ในขณะเดียวกัน พารามิเตอร์ของโลหะผสมซัลเฟอร์คาร์บอนสามารถปรับปรุงได้หากผสมไมโครอัลลอยด์กับเซอร์โคเนียม ไทเทเนียม และโบรอน

เทคโนโลยีการผลิต

ปัจจุบันมีเทคโนโลยีหลักสามประการที่ใช้ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา ความแตกต่างที่สำคัญคือประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้ นี้:

• เตาหลอมแบบคอนเวอร์เตอร์
• หน่วยเตาแบบเปิด
• เตาหลอมที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า

ในโรงงานแปรรูป ส่วนประกอบทั้งหมดของโลหะผสมเหล็กจะถูกหลอม: เหล็กหล่อและเศษเหล็ก นอกจากนี้โลหะหลอมเหลวในเตาเผาดังกล่าวยังได้รับการประมวลผลเพิ่มเติมโดยใช้ออกซิเจนทางเทคนิค ในกรณีที่จำเป็นต้องแปลงสิ่งเจือปนในโลหะหลอมเหลวเป็นตะกรัน ปูนขาวเผาจะถูกเติมลงไป

กระบวนการผลิตเหล็กกล้าคาร์บอนโดยใช้เทคโนโลยีนี้มาพร้อมกับการเกิดออกซิเดชันของโลหะและของเสียซึ่งมีค่าสูงถึง 9% ของปริมาตรรวมของโลหะผสม ข้อเสียของกระบวนการทางเทคโนโลยีนี้คือทำให้เกิดฝุ่นจำนวนมาก และจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ทำความสะอาดฝุ่นแบบพิเศษ การใช้อุปกรณ์เพิ่มเติมดังกล่าวส่งผลต่อต้นทุนของผลิตภัณฑ์ที่ได้ อย่างไรก็ตามข้อบกพร่องทั้งหมดที่เป็นลักษณะของกระบวนการทางเทคโนโลยีนี้ได้รับการชดเชยอย่างเต็มที่ด้วยประสิทธิภาพการผลิตที่สูง

การถลุงในเตาแบบเปิดเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยียอดนิยมที่ใช้ในการผลิตเหล็กกล้าคาร์บอนเกรดต่างๆ วัตถุดิบที่จำเป็นทั้งหมด (เศษเหล็ก เหล็กหล่อ ฯลฯ) จะถูกโหลดเข้าไปในส่วนหนึ่งของเตาเผาแบบเปิด ซึ่งเรียกว่าห้องหลอม ซึ่งถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิหลอมละลาย ปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีที่ซับซ้อนเกิดขึ้นในห้องทดลอง โดยมีโลหะหลอมเหลว ตะกรัน และสภาพแวดล้อมที่เป็นก๊าซเข้ามามีส่วนร่วม ผลลัพธ์ที่ได้คือโลหะผสมที่มีคุณสมบัติที่ต้องการซึ่งถูกปล่อยในสถานะของเหลวผ่านรูพิเศษที่ผนังด้านหลังของเตาเผา

เหล็กที่ผลิตโดยการถลุงในเตาไฟฟ้าเนื่องจากการใช้แหล่งความร้อนที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน จะไม่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ซึ่งทำให้สะอาดขึ้น เหล็กกล้าคาร์บอนเกรดต่างๆ ที่ผลิตโดยการถลุงในเตาไฟฟ้าจะมีไฮโดรเจนน้อยกว่า องค์ประกอบนี้เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดสะเก็ดในโครงสร้างของโลหะผสมซึ่งทำให้ลักษณะของพวกมันแย่ลงอย่างมาก

ไม่ว่าจะหลอมโลหะผสมคาร์บอนด้วยวิธีใดและไม่ว่าจะเป็นประเภทใดก็ตามในการจำแนกประเภท วัตถุดิบหลักสำหรับการผลิตคือเหล็กหล่อและเศษโลหะ

วิธีการปรับปรุงลักษณะความแข็งแรง

หากคุณสมบัติของเกรดได้รับการปรับปรุงโดยการนำสารเติมแต่งพิเศษเข้าไปในองค์ประกอบ การแก้ปัญหานี้ที่เกี่ยวข้องกับโลหะผสมคาร์บอนจะดำเนินการโดยการบำบัดความร้อน หนึ่งในวิธีการขั้นสูงของวิธีหลังคือการทำให้พื้นผิวพลาสมาแข็งตัว จากการใช้เทคโนโลยีนี้ ชั้นพื้นผิวของโลหะจึงสร้างโครงสร้างที่ประกอบด้วยมาร์เทนไซต์ ซึ่งมีความแข็ง 9.5 GPa (ในบางพื้นที่ถึง 11.5 GPa)

การชุบแข็งที่พื้นผิวด้วยพลาสมายังนำไปสู่การก่อตัวของออสเทนไนต์ที่คงตัวและแพร่กระจายได้ในโครงสร้างโลหะ ซึ่งปริมาณจะเพิ่มขึ้นหากเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนในส่วนประกอบเหล็กเพิ่มขึ้น การก่อตัวทางโครงสร้างซึ่งสามารถแปลงสภาพเป็นมาร์เทนไซต์ได้เมื่อทำงานในผลิตภัณฑ์เหล็กกล้าคาร์บอน ช่วยปรับปรุงคุณลักษณะของโลหะในด้านความต้านทานการสึกหรอให้ดีขึ้นอย่างมาก

หนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงคุณลักษณะของเหล็กกล้าคาร์บอนอย่างมีนัยสำคัญคือการบำบัดด้วยสารเคมีและความร้อน สาระสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือโลหะผสมเหล็กที่ได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดจะต้องได้รับปฏิกิริยาทางเคมีซึ่งสามารถปรับปรุงคุณลักษณะได้อย่างมีนัยสำคัญ หลังจากการบำบัดดังกล่าว ซึ่งสามารถนำไปใช้กับเหล็กกล้าคาร์บอนเกรดต่างๆ ได้ ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอของโลหะจะเพิ่มขึ้น และความต้านทานการกัดกร่อนต่อสภาพแวดล้อมที่เปียกและเป็นกรดก็ดีขึ้น

ตัวเลือกการจำแนกประเภทอื่น ๆ

พารามิเตอร์อีกประการหนึ่งที่ใช้ในการจำแนกโลหะผสมคาร์บอนคือระดับการทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย เหล็กที่มีกำมะถันและฟอสฟอรัสในปริมาณขั้นต่ำจะมีลักษณะทางกลที่ดีกว่า (แต่ยังมีต้นทุนสูงกว่าด้วย) พารามิเตอร์นี้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการจำแนกประเภทของเหล็กกล้าคาร์บอนตามโลหะผสมที่มีความโดดเด่น:

• คุณภาพธรรมดา (B);
• เชิงคุณภาพ (B);
• คุณภาพที่เพิ่มขึ้น (A)

เหล็กประเภทแรก (ผู้ผลิตไม่ได้ระบุองค์ประกอบทางเคมี) จะถูกเลือกตามลักษณะทางกลเท่านั้น เหล็กดังกล่าวมีลักษณะต้นทุนที่น้อยที่สุด ไม่ได้รับการบำบัดด้วยความร้อนหรือแรงดัน สำหรับเหล็กคุณภาพสูง ผู้ผลิตจะกำหนดองค์ประกอบทางเคมี และสำหรับโลหะผสมคุณภาพสูงจะกำหนดคุณสมบัติทางกล สิ่งสำคัญคือผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะผสมสองประเภทแรก (B และ C) สามารถผ่านกรรมวิธีทางความร้อนและการเสียรูปพลาสติกด้วยความร้อนได้

มีการจำแนกประเภทของโลหะผสมคาร์บอนตามวัตถุประสงค์หลัก ดังนั้นจึงมีความแตกต่างระหว่างเหล็กโครงสร้างซึ่งมีการผลิตชิ้นส่วนเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ และเหล็กกล้าเครื่องมือที่ใช้ตามชื่อเต็มสำหรับการผลิตเครื่องมือต่างๆ โลหะผสมของเครื่องมือเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมที่มีโครงสร้างจะมีความแข็งและความแข็งแกร่งเพิ่มขึ้น

ในเครื่องหมายของเหล็กกล้าคาร์บอนคุณจะพบการกำหนด "sp", "ps" และ "kp" ซึ่งระบุระดับของการเกิดออกซิเดชัน นี่เป็นอีกพารามิเตอร์หนึ่งสำหรับการจำแนกโลหะผสมดังกล่าว
ตัวอักษร "sp" ในเครื่องหมายหมายถึงโลหะผสมที่เงียบสงบ ซึ่งอาจมีซิลิคอนมากถึง 0.12% มีลักษณะทนต่อแรงกระแทกได้ดีแม้ในอุณหภูมิต่ำและมีโครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมีที่มีความสม่ำเสมอสูง เหล็กกล้าคาร์บอนดังกล่าวก็มีข้อเสียเช่นกัน สิ่งสำคัญที่สุดคือพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเหล็กเหล่านี้มีคุณภาพต่ำกว่าเหล็กต้มและหลังจากงานเชื่อมลักษณะของชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กเหล่านั้นจะลดลงอย่างมาก

โลหะผสมกึ่งเงียบ (แสดงด้วยตัวอักษร "ps" ในเครื่องหมาย) ซึ่งสามารถบรรจุซิลิคอนได้ในช่วง 0.07–0.12% มีลักษณะเฉพาะด้วยการกระจายตัวของสิ่งเจือปนสม่ำเสมอในองค์ประกอบ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสอดคล้องของคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากผลิตภัณฑ์เหล่านี้

ในการต้มเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีซิลิคอนไม่เกิน 0.07% กระบวนการดีออกซิเดชั่นจะไม่สมบูรณ์อย่างสมบูรณ์ ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างของโครงสร้าง ในขณะเดียวกันก็มีข้อดีหลายประการซึ่งสำคัญที่สุด ได้แก่:

• ต้นทุนต่ำซึ่งอธิบายได้จากเนื้อหาที่ไม่มีนัยสำคัญของสารเติมแต่งพิเศษ
• ความเป็นพลาสติกสูง
• ความสามารถในการเชื่อมและการแปรรูปที่ดีโดยใช้วิธีการเปลี่ยนรูปพลาสติก

โลหะผสมของเหล็กกล้าคาร์บอนมีการทำเครื่องหมายอย่างไร?

การทำความเข้าใจหลักการของการทำเครื่องหมายเหล็กกล้าคาร์บอนนั้นง่ายพอ ๆ กับการทำความเข้าใจพื้นฐานสำหรับการจำแนกประเภท: พวกมันไม่แตกต่างจากกฎในการกำหนดโลหะผสมเหล็กประเภทอื่น ๆ มากนัก เพื่อถอดรหัสเครื่องหมายดังกล่าว คุณไม่จำเป็นต้องดูตารางพิเศษด้วยซ้ำ

ตัวอักษร "U" ที่จุดเริ่มต้นของชื่อแบรนด์โลหะผสมบ่งบอกว่าเป็นหมวดหมู่เครื่องมือ ตัวอักษร "A", "B" และ "C" ที่เขียนไว้ที่ส่วนท้ายสุดของเครื่องหมายระบุว่าเหล็กกล้าคาร์บอนกลุ่มคุณภาพใดอยู่ในกลุ่ม ปริมาณคาร์บอนที่มีอยู่ในโลหะผสมจะถูกระบุที่จุดเริ่มต้นของการทำเครื่องหมาย นอกจากนี้สำหรับเหล็กกล้าคุณภาพสูง (กลุ่ม "A") ปริมาณขององค์ประกอบนี้จะถูกระบุเป็นร้อยเปอร์เซ็นต์และสำหรับโลหะผสมของกลุ่ม "B" และ "C" - ในสิบ

ในการทำเครื่องหมายของเหล็กกล้าคาร์บอนแต่ละชนิด คุณจะพบตัวอักษร "G" หลังตัวเลขที่ระบุปริมาณคาร์บอนเชิงปริมาณ ตัวอักษรนี้ระบุว่าโลหะมีองค์ประกอบเช่นแมงกานีสในปริมาณเพิ่มขึ้น การกำหนด "sp", "ps" และ "kp" บ่งชี้ว่าเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีปฏิกิริยาออกซิเดชันสอดคล้องกับระดับใด

เนื่องจากมีลักษณะเฉพาะและมีต้นทุนต่ำ โลหะผสมคาร์บอนจึงถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในการผลิตองค์ประกอบของโครงสร้างอาคาร ชิ้นส่วนเครื่องจักร เครื่องมือ และผลิตภัณฑ์โลหะเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ

2 คะแนนเฉลี่ย: 5,00 จาก 5)

เหล็กเป็นโลหะผสมที่ดัดอ่อนได้ของเหล็กและคาร์บอน (เป็นสิ่งเจือปนถาวร) ยังมีองค์ประกอบการผสมอื่นๆ และสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายอื่นๆ ปริมาณคาร์บอนไม่ควรเกิน 2.14% ด้วยการเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมนี้โดยใช้ความเข้มข้นของคาร์บอนและเพิ่มองค์ประกอบของโลหะผสม จึงเป็นไปได้ที่จะได้โลหะเกรดต่างๆ ที่หลากหลายซึ่งจะมีคุณสมบัติแตกต่างกัน นี่คือสิ่งที่ช่วยให้วัสดุนี้สามารถนำมาใช้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ได้

หลักการจำแนกประเภทเหล็ก

การจำแนกประเภทและการทำเครื่องหมายของเหล็กเกิดขึ้นตาม พารามิเตอร์ต่อไปนี้:

โดยองค์ประกอบทางเคมี

โลหะนี้แบ่งออกเป็นสองประเภทขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี: คาร์บอนและโลหะผสม ในทางกลับกัน คาร์บอนแบ่งออกเป็น:

• คาร์บอนต่ำ (ปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า 0.2%);
• คาร์บอนปานกลาง (ปริมาณคาร์บอนในช่วง 0.2% - 0.45%);
• คาร์บอนสูง (ปริมาณคาร์บอนสูงกว่า 0.5%)

เหล็กกล้าโลหะผสมถูกจำแนกตามจำนวนรวมขององค์ประกอบโลหะผสม (ไม่ได้สรุปปริมาณคาร์บอน แมงกานีสเริ่มถูกพิจารณาว่าเป็นองค์ประกอบโลหะผสมเมื่อมีเนื้อหาในโลหะผสมมากกว่า 1% ซิลิคอน - มากกว่า 0.8%) มีความโดดเด่นดังต่อไปนี้:

• โลหะผสมต่ำ (ต่ำกว่า 2.5%);
• โลหะผสมปานกลาง (ภายใน 2.5% - 10%);
• โลหะผสมสูง (มากกว่า 10%)

ตามโครงสร้าง

คุณลักษณะการจำแนกประเภทเช่นโครงสร้างของวัสดุถือว่ามีความเสถียรน้อยกว่า เนื่องจากขึ้นอยู่กับอัตราการทำความเย็น การผสม วิธีการบำบัดความร้อน และปัจจัยตัวแปรอื่น ๆ อย่างไรก็ตามโครงสร้างของวัสดุสำเร็จรูปยังคงช่วยให้สามารถประเมินคุณภาพได้อย่างเป็นกลาง การจำแนกประเภทของเหล็กตามโครงสร้างในสถานะการหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐาน ในสถานะการหลอมมีความโดดเด่นดังต่อไปนี้:

หลังจากกระบวนการทำให้เป็นมาตรฐาน เหล็กจะถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

• Pearlitic - มีองค์ประกอบการผสมในปริมาณต่ำโครงสร้างหลังจากการทำให้เป็นมาตรฐาน: เพิร์ลไลต์, เพิร์ลไลต์ + เฟอร์ไรต์, เพิร์ลไลต์ + ไฮเปอร์ยูเทคตอยด์คาร์ไบด์;
• มาร์เทนซิติก - มีองค์ประกอบการผสมในปริมาณสูงรวมถึงอัตราการชุบแข็งวิกฤตที่ค่อนข้างต่ำ
• ออสเทนนิติก - โดดเด่นด้วยองค์ประกอบโลหะผสมที่มีเนื้อหาสูง, โครงสร้าง: ออสเทนไนต์, ออสเทนไนต์ + คาร์ไบด์

ตามวัตถุประสงค์

ด้วยเหตุผลเช่นการนัดหมาย เหล็กอีแบ่งออกเป็นโครงสร้าง เครื่องมือ และวัตถุประสงค์พิเศษ(มีคุณสมบัติพิเศษ)

โครงสร้างใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนทุกชนิดในอุปกรณ์ เครื่องจักร และส่วนประกอบของโครงสร้างอาคาร พวกเขาแบ่งออกเป็น:

• คุณภาพธรรมดา
• ปรับปรุง;
• ซีเมนต์;
• อัตโนมัติ;
• ความแข็งแรงสูง
• ฤดูใบไม้ผลิฤดูใบไม้ผลิ

เครื่องมือที่ใช้ในการผลิตเครื่องมือตัด เครื่องมือวัด และเครื่องมืออื่นๆ พวกเขาแบ่งออกเป็นกลุ่มดังต่อไปนี้:

• สำหรับการผลิตเครื่องมือตัด
• สำหรับการผลิตเครื่องมือวัด
• สำหรับการผลิตอุปกรณ์ปั๊มและอัดขึ้นรูป

วัตถุประสงค์พิเศษคือโลหะผสมที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและ/หรือทางกลพิเศษ มี:

โดยคุณภาพและวิธีการผลิต

ในกรณีนี้จะเข้าใจคุณภาพว่าเป็นคุณสมบัติทั้งชุดของโลหะซึ่งถูกกำหนดโดยกระบวนการทางโลหะวิทยาของการผลิต คุณภาพของเหล็กนั้นพิจารณาจากการมีสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายอยู่ ประการแรกคือองค์ประกอบทางเคมีของกำมะถันและฟอสฟอรัส ขึ้นอยู่กับเนื้อหาพวกเขาจะแบ่งออกเป็น:

• คุณภาพธรรมดา - ประกอบด้วยกำมะถันสูงถึง 0.06% และฟอสฟอรัส 0.07%
• คุณภาพสูง - กำมะถันสูงถึง 0.035% และฟอสฟอรัส 0.035%
• คุณภาพสูง - ไม่เกิน 0.025% กำมะถันและฟอสฟอรัส 0.025%
• คุณภาพสูงโดยเฉพาะ - ไม่เกิน 0.015% กำมะถันและฟอสฟอรัส 0.025%

ตามระดับของดีออกซิเดชั่น

ดีออกซิเดชันเป็นกระบวนการกำจัดออกซิเจนออกจากโลหะผสมเหลว เหล็กที่ไม่ถูกออกซิไดซ์มีความเหนียวค่อนข้างต่ำ และไวต่อการแตกหักเปราะมากกว่าในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อนภายใต้แรงกดดัน ตามระดับของการเกิดออกซิเดชัน พวกมันแบ่งออกเป็น:

• เงียบสงบ;
• กึ่งสงบ;
• เดือด

กระบวนการกำจัดออกซิไดซ์เหล็กนิ่งในเตาถลุง/หรือทัพพีโดยใช้แมงกานีส อลูมิเนียม และซิลิคอน การแข็งตัวในแม่พิมพ์เกิดขึ้นอย่างเงียบๆ โดยไม่มีการวิวัฒนาการของก๊าซ ช่องการหดตัวจะเกิดขึ้นที่ส่วนบนของแท่งโลหะ ประเภทนี้มีแอนไอโซโทรปีนั่นคือคุณสมบัติเชิงกลจะแตกต่างกันและขึ้นอยู่กับทิศทาง - คุณสมบัติของพลาสติกในทิศทางตามขวาง (ตามทิศทางการหมุน) จะต่ำกว่าในทิศทางตามยาวอย่างมาก นอกจากนี้เนื้อหาของกำมะถันฟอสฟอรัสและคาร์บอนจะเพิ่มขึ้นในส่วนบนของแท่งโลหะและในส่วนล่างจะลดลง สิ่งนี้ทำให้คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์แย่ลงอย่างมากบางครั้งถึงขั้นถูกปฏิเสธด้วยซ้ำ

ดีออกซิเดชั่นในน้ำเดือดเกิดขึ้นเนื่องจากแมงกานีสเท่านั้น ออกซิเจนส่วนเกินในระหว่างการแข็งตัวจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนบางส่วนและปล่อยฟองก๊าซ (คาร์บอนมอนอกไซด์) นี่คือจุดที่ความรู้สึก "เดือด" ได้ถูกสร้างขึ้น ในประเภทนี้ไม่มีการเจือปนของอโลหะที่เกิดจากผลิตภัณฑ์ดีออกซิเดชั่น เป็นโลหะผสมคาร์บอนต่ำที่มีปริมาณซิลิกอนน้อยที่สุดและมีก๊าซเจือปนในปริมาณสูง ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนตัวถังรถยนต์ ฯลฯ มีความสามารถในการขึ้นรูปเย็นได้ดี

เหล็กกึ่งเงียบจะอยู่ในตำแหน่งตรงกลางระหว่างเหล็กสงบและเหล็กที่กำลังเดือด การกำจัดออกซิเดชันจะดำเนินการในสองขั้นตอน: ส่วนหนึ่งในเตาหลอมและทัพพี และสุดท้ายในแม่พิมพ์ ในแม่พิมพ์ การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นเกิดขึ้นเนื่องจากคาร์บอนที่มีอยู่ในโลหะ

การถอดรหัสเหล็กในวัสดุศาสตร์

จัดอยู่ในประเภท: คุณภาพโครงสร้างคาร์บอน องค์ประกอบทางเคมี: คาร์บอน - 0.17−0.24%; ซิลิคอน - 0.17−0.37%; แมงกานีส - 0.35−0.65%; กำมะถัน - มากถึง 0.04%; ฟอสฟอรัส - สูงถึง 0.04% ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำหม้อไอน้ำ สำหรับท่อและท่อทำความร้อนเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ นอกจากนี้ อุตสาหกรรมยังผลิตแท่งและแผ่น

การถอดเสียง HVG

อยู่ในคลาส: เครื่องดนตรีอัลลอยด์ ใช้สำหรับการผลิตเครื่องมือวัดและตัด ต๊าป เจาะ

เหล็กเป็นวัสดุโลหะหลักที่ใช้ในการผลิตเครื่องจักร เครื่องมือ และเครื่องใช้ต่างๆ การใช้งานอย่างแพร่หลายนั้นอธิบายได้จากการมีอยู่ของวัสดุที่ซับซ้อนทั้งคุณสมบัติทางเทคโนโลยีเครื่องกลและเคมีกายภาพ นอกจากนี้เหล็กยังมีต้นทุนค่อนข้างต่ำและสามารถผลิตได้ในปริมาณมาก กระบวนการผลิตของวัสดุนี้ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ด้วยเหตุนี้คุณสมบัติและคุณภาพของเหล็กจึงสามารถรับประกันการทำงานของเครื่องจักรและอุปกรณ์ที่ทันสมัยที่พารามิเตอร์การทำงานสูงได้อย่างไร้ปัญหา

หลักการทั่วไปในการจำแนกเกรดเหล็ก

ลักษณะการจำแนกประเภทหลักของเหล็ก: องค์ประกอบทางเคมี, วัตถุประสงค์, คุณภาพ, ระดับของการเกิดออกซิเดชัน, โครงสร้าง

• กลายเป็น โดยองค์ประกอบทางเคมีแบ่งออกเป็นคาร์บอนและโลหะผสม ขึ้นอยู่กับสัดส่วนมวลของคาร์บอน เหล็กทั้งกลุ่มแรกและกลุ่มที่สองแบ่งออกเป็น: คาร์บอนต่ำ (น้อยกว่า 0.3% C), คาร์บอนปานกลาง (ความเข้มข้น C อยู่ในช่วง 0.3-07%), สูง คาร์บอน - มีความเข้มข้นของคาร์บอนมากกว่า 0.7%

เหล็กอัลลอยด์คือเหล็กที่ประกอบด้วยสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกลของวัสดุนี้ นอกเหนือจากสิ่งเจือปนถาวร

โครเมียม, แมงกานีส, นิกเกิล, ซิลิคอน, โมลิบดีนัม, ทังสเตน, ไทเทเนียม, วานาเดียมและอื่น ๆ อีกมากมายใช้เป็นสารเติมแต่งอัลลอยด์รวมถึงการรวมกันขององค์ประกอบเหล่านี้ในเปอร์เซ็นต์ต่างๆ ตามจำนวนสารเติมแต่งเหล็กแบ่งออกเป็นโลหะผสมต่ำ (องค์ประกอบโลหะผสมน้อยกว่า 5%) โลหะผสมปานกลาง (5-10%) และโลหะผสมสูง (มีสารเติมแต่งมากกว่า 10%)

• ตามจุดประสงค์ของมันเหล็กสามารถเป็นโครงสร้าง เครื่องมือ และวัสดุวัตถุประสงค์พิเศษที่มีคุณสมบัติพิเศษได้

ชั้นเรียนที่กว้างขวางที่สุดคือ เหล็กโครงสร้างซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อการผลิตโครงสร้างอาคารชิ้นส่วนของอุปกรณ์และเครื่องจักร ในทางกลับกัน เหล็กโครงสร้างจะถูกแบ่งออกเป็นประเภทสปริง ปรับปรุง ซีเมนต์ และมีความแข็งแรงสูง

เหล็กกล้าเครื่องมือมีความแตกต่างกันขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของเครื่องมือที่ผลิตขึ้นมา: การวัด, การตัด, การเสียรูปแบบร้อนและเย็น

เหล็กวัตถุประสงค์พิเศษแบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม ได้แก่ ทนการกัดกร่อน (หรือสเตนเลส) ทนความร้อน ทนความร้อน ไฟฟ้า

• โดยคุณภาพเหล็กมีคุณภาพธรรมดา คุณภาพสูง คุณภาพสูง และคุณภาพสูงโดยเฉพาะ

คุณภาพของเหล็กถือเป็นการผสมผสานระหว่างคุณสมบัติที่กำหนดโดยกระบวนการผลิต ลักษณะดังกล่าวได้แก่: ความสม่ำเสมอของโครงสร้าง องค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล ความสามารถในการผลิต คุณภาพของเหล็กขึ้นอยู่กับปริมาณก๊าซในวัสดุ - ออกซิเจน, ไนโตรเจน, ไฮโดรเจนรวมถึงสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย - ฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์

• ตามระดับของดีออกซิเดชันและลักษณะของกระบวนการแข็งตัว เหล็กมีความสงบ กึ่งสงบ และเดือด

ดีออกซิเดชันคือการดำเนินการกำจัดออกซิเจนออกจากเหล็กเหลว ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการแตกหักของวัสดุในระหว่างการเปลี่ยนรูปร้อน เหล็กเหนียวจะถูกกำจัดออกซิไดซ์ด้วยซิลิคอน แมงกานีส และอลูมิเนียม

• ตามโครงสร้างพวกเขาแยกเหล็กในสถานะอบอ่อน (สมดุล) และในสถานะปกติ รูปแบบโครงสร้างของเหล็ก ได้แก่ เฟอร์ไรต์ เพิร์ลไลต์ ซีเมนต์ไทต์ ออสเทนไนต์ มาร์เทนไซต์ เลเดบิวไรต์ และอื่นๆ

อิทธิพลของคาร์บอนและธาตุผสมต่อคุณสมบัติของเหล็ก

เหล็กกล้าอุตสาหกรรมเป็นโลหะผสมที่ซับซ้อนทางเคมีของเหล็กและคาร์บอน นอกเหนือจากองค์ประกอบพื้นฐานเหล่านี้ เช่นเดียวกับส่วนประกอบอัลลอยด์ในโลหะผสมแล้ว วัสดุยังมีสิ่งเจือปนถาวรและแบบสุ่ม ลักษณะสำคัญของเหล็กขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของส่วนประกอบเหล่านี้

วิธีปกป้องอาคารของคุณจาก: การป้องกัน การบำบัด คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ เครื่องจักรสำหรับการตัดและดัดเหล็กเสริม: คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับสิ่งที่จำเป็นสำหรับการใช้งาน วิธีการใช้งาน และความจำเป็นของเครื่องจักรเหล่านี้ในสถานที่ก่อสร้าง

ในรายการราคาของเราคุณสามารถค้นหาสิ่งที่เป็นปัจจุบันในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กและภูมิภาคเลนินกราด

คาร์บอนมีอิทธิพลชี้ขาดต่อคุณสมบัติของเหล็ก หลังจากการหลอมโครงสร้างของวัสดุนี้ประกอบด้วยเฟอร์ไรต์และซีเมนไทต์ซึ่งมีเนื้อหาเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของความเข้มข้นของคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น เฟอร์ไรต์เป็นโครงสร้างที่มีความแข็งแรงต่ำและเหนียว ในขณะที่ซีเมนต์ไนต์มีความแข็งและเปราะ ดังนั้นการเพิ่มปริมาณคาร์บอนทำให้มีความแข็งและความแข็งแรงเพิ่มขึ้น และความเหนียวและความเหนียวลดลง คาร์บอนเปลี่ยนคุณลักษณะทางเทคโนโลยีของเหล็ก: ความสามารถในการขึ้นรูปด้วยแรงดันและการตัด ความสามารถในการเชื่อม ความเข้มข้นของคาร์บอนที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ความสามารถในการแปรรูปลดลงเนื่องจากการชุบแข็งและลดการนำความร้อน การแยกเศษออกจากเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงจะเพิ่มปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้น ซึ่งทำให้อายุการใช้งานเครื่องมือลดลง แต่เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่มีความหนืดต่ำก็ได้รับการประมวลผลได้ไม่ดีเช่นกัน เนื่องจากมีการเกิดเศษที่เอาออกยาก

เหล็กที่มีปริมาณคาร์บอน 0.3-0.4% มีความสามารถในการตัดเฉือนได้ดีที่สุด

ความเข้มข้นของคาร์บอนที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ความสามารถของเหล็กในการเปลี่ยนรูปในสภาวะร้อนและเย็นลดลง สำหรับเหล็กที่ใช้สำหรับการขึ้นรูปเย็นที่ซับซ้อน ปริมาณคาร์บอนจะถูกจำกัดไว้ที่ 0.1%

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำมีความสามารถในการเชื่อมที่ดี สำหรับการเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางและคาร์บอนสูง จะใช้การให้ความร้อน การระบายความร้อนช้า และการดำเนินการทางเทคโนโลยีอื่น ๆ เพื่อป้องกันการเกิดรอยแตกร้าวที่เย็นและร้อน

เพื่อให้ได้คุณสมบัติความแข็งแรงสูง ปริมาณของส่วนประกอบอัลลอยด์ต้องมีเหตุผล การผสมมากเกินไป ไม่รวมนิกเกิล ส่งผลให้ค่าความเหนียวลดลงและกระตุ้นให้เกิดการแตกหักแบบเปราะ

• โครเมียมเป็นส่วนประกอบอัลลอยด์ที่ไม่เพียงพอ และมีผลเชิงบวกต่อคุณสมบัติเชิงกลของเหล็กที่ปริมาณมากถึง 2%
• นิกเกิลเป็นสารเติมแต่งโลหะผสมที่มีคุณค่าและหายากที่สุด โดยมีความเข้มข้น 1-5% ช่วยลดเกณฑ์ความเปราะเย็นได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด และช่วยเพิ่มอุณหภูมิสำรองของความหนืด
• แมงกานีสซึ่งเป็นส่วนประกอบที่มีราคาถูกกว่ามักถูกใช้แทนนิกเกิล เพิ่มความแข็งแรงของผลผลิต แต่อาจทำให้เหล็กไวต่อความร้อนสูงเกินไป
• โมลิบดีนัมและทังสเตนมีราคาแพงและเป็นองค์ประกอบที่หายากที่ใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานความร้อนของเหล็กความเร็วสูง

หลักการทำเครื่องหมายเหล็กตามระบบของรัสเซีย

ในตลาดผลิตภัณฑ์โลหะสมัยใหม่ ไม่มีระบบการมาร์กเหล็กทั่วไป ซึ่งทำให้การดำเนินการซื้อขายมีความซับซ้อนอย่างมาก ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดบ่อยครั้งในการสั่งซื้อ

ในรัสเซียมีการใช้ระบบการกำหนดตัวอักษรและตัวเลขซึ่งชื่อขององค์ประกอบที่อยู่ในเหล็กจะถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษรและปริมาณของพวกมันจะถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวเลข ตัวอักษรยังระบุวิธีการกำจัดออกซิเดชั่นด้วย เครื่องหมาย "KP" หมายถึงเหล็กที่กำลังเดือด "PS" หมายถึงเหล็กกึ่งสงบ และ "SP" หมายถึงเหล็กสงบ

• เหล็กคุณภาพธรรมดาจะมีดัชนี St หลังจากนั้นจะระบุหมายเลขเกรดแบบมีเงื่อนไขตั้งแต่ 0 ถึง 6 จากนั้นจะระบุระดับของการเกิดออกซิเดชัน หมายเลขกลุ่มจะอยู่ด้านหน้า: A – เหล็กกล้าที่มีคุณสมบัติทางกลที่รับประกัน, B – องค์ประกอบทางเคมี, C – คุณสมบัติทั้งสอง ตามกฎแล้วจะไม่ได้กำหนดดัชนีกลุ่ม A ตัวอย่างการกำหนด – B ข้อ 2 KP.
• ในการกำหนดเหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูงที่มีโครงสร้าง จะมีการระบุตัวเลขสองหลักที่ระบุปริมาณ C ในอัตราส่วนหนึ่งในร้อยของเปอร์เซ็นต์ไว้ด้านหน้า ในตอนท้าย - ระดับของการเกิดออกซิเดชัน ตัวอย่างเช่น เหล็ก 08KP เหล็กกล้าคาร์บอนสำหรับเครื่องมือคุณภาพสูงจะมีตัวอักษร U อยู่ข้างหน้า และตามด้วยความเข้มข้นของคาร์บอนเป็นตัวเลขสองหลักในสิบของเปอร์เซ็นต์ ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้า U8 เหล็กคุณภาพสูงจะมีตัวอักษร A ที่ส่วนท้ายของเกรด
• ในเกรดโลหะผสมเหล็ก ตัวอักษรบ่งบอกถึงองค์ประกอบของโลหะผสม: "H" คือนิกเกิล "X" คือโครเมียม "M" คือโมลิบดีนัม "T" คือไทเทเนียม "B" คือทังสเตน "Y" คืออะลูมิเนียม ในเหล็กอัลลอยด์ที่มีโครงสร้าง ปริมาณ C จะแสดงเป็นร้อยเปอร์เซ็นต์ที่ด้านหน้า ในเหล็กกล้าโลหะผสมเครื่องมือ คาร์บอนจะถูกทำเครื่องหมายเป็นสิบเปอร์เซ็นต์ หากเนื้อหาของส่วนประกอบนี้เกิน 1.5% จะไม่ระบุความเข้มข้น
• เหล็กกล้าเครื่องมือความเร็วสูงถูกกำหนดโดยดัชนี P และการบ่งชี้ปริมาณทังสเตนเป็นเปอร์เซ็นต์ เช่น P18

การทำเครื่องหมายเหล็กตามระบบของอเมริกาและยุโรป

คุณวางแผนที่จะซื้อเหล็กแผ่นรีดหรือไม่? เราเสนอราคาและคุณภาพที่เหมาะสมจากผู้ผลิต

ในสหรัฐอเมริกา มีระบบการมาร์กเหล็กหลายระบบที่พัฒนาโดยองค์กรมาตรฐานต่างๆ สำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม ระบบ AISI มักใช้บ่อยที่สุด ซึ่งใช้ได้ในยุโรปเช่นกัน จากข้อมูลของ AISI เหล็กถูกกำหนดด้วยตัวเลขสามตัว ในบางกรณีตามด้วยตัวอักษรตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป ตัวเลขแรกระบุประเภทของเหล็ก หากเป็น 2 หรือ 3 จะเป็นคลาสออสเทนนิติก ถ้า 4 จะเป็นเฟอร์ริติกหรือมาร์เทนซิติก ตัวเลขสองหลักถัดไประบุหมายเลขซีเรียลของวัสดุในกลุ่ม ตัวอักษรย่อมาจาก:

• L คือเศษส่วนมวลต่ำของคาร์บอน น้อยกว่า 0.03%
• S – ความเข้มข้นปกติของ C น้อยกว่า 0.08%;
• N หมายถึงการเติมไนโตรเจน
• LN – ปริมาณคาร์บอนต่ำรวมกับการเติมไนโตรเจน
• F – เพิ่มความเข้มข้นของฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์
• Se – เหล็กประกอบด้วยซีลีเนียม, B – ซิลิคอน, Cu – ทองแดง

ในยุโรปมีการใช้ระบบ EN ซึ่งแตกต่างจากระบบรัสเซียตรงที่จะแสดงองค์ประกอบโลหะผสมทั้งหมดก่อนจากนั้นในลำดับเดียวกันเศษส่วนมวลจะถูกระบุเป็นตัวเลข ตัวเลขแรกคือความเข้มข้นของคาร์บอนในร้อยเปอร์เซ็นต์

ถ้าโลหะผสมเหล็ก โครงสร้างและเครื่องมือ ยกเว้นเหล็กความเร็วสูง มีสารเติมแต่งอัลลอยด์มากกว่า 5% อย่างน้อย 1 ชนิด ตัวอักษร "X" จะถูกวางไว้หน้าปริมาณคาร์บอน

ประเทศในสหภาพยุโรปใช้เครื่องหมาย EN ในบางกรณีระบุให้ขนานกับเครื่องหมายประจำชาติ แต่มีเครื่องหมาย "ล้าสมัย"

อะนาล็อกระหว่างประเทศของเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อนและทนความร้อน

เหล็กทนต่อการกัดกร่อน

ยุโรป (EN)	เยอรมนี (DIN)	สหรัฐอเมริกา (เอไอเอสไอ)	ญี่ปุ่น (JIS)	CIS (GOST)
1.4000	X6Cr13	410S	เอสยูเอส 410 ส	08H13
1.4006	X12CrN13	410	เอสเอส 410	12H13
1.4021	X20Cr13	(420)	เอสเอส 420 J1	20H13
1.4028	X30Cr13	(420)	เอสเอส 420 J2	30ฮ13
1.4031	X39Cr13		เอสเอส 420 J2	40H13
1.4034	X46Cr13	(420)		40H13
1.4016	X6Cr17	430	เอสเอส 430	12H17
1.4510	X3CrTi17	439	เอสเอส 430 LX	08H17T
1.4301	X5CrNI18-10	304	เอสเอส 304	08H18N10
1.4303	X4CrNi18-12	(305)	เอสเอส 305	12H18N12
1.4306	X2CrNi19-11	304 ล	เอสเอส 304 ล	03H18N11
1.4541	X6CrNiTi18-10	321	เอสเอส 321	08H18N10T
1.4571	X6CrNiMoTi17-12-2	316 ทิ	เอสเอส 316 ติ	10х17Н13М2Т

เกรดเหล็กทนความร้อน

ยุโรป (EN)	เยอรมนี (DIN)	สหรัฐอเมริกา (เอไอเอสไอ)	ญี่ปุ่น (JIS)	CIS (GOST)
1.4878	X12CrNiTi18-9	321H		12H18N10T
1.4845	X12CrNi25-21	310 ส		20H23N18

เกรดเหล็กความเร็วสูง

เกรดเหล็ก			อะนาล็อกในมาตรฐานของสหรัฐอเมริกา
ประเทศ CIS GOST	ยูโรนอร์ม
R0 M2 SF10-MP
R2 M10 K8-MP
R6 M5 K5-MP
R6 M5 F3-MP
R6 M5 F4-MP
R6 M5 F3 K8-MP
R10 M4 F3 K10-MP
R6 M5 F3 K9-MP
R12 M6 F5-MP
R12 F4 K5-MP
R12 F5 K5-MP

เหล็กโครงสร้าง

เกรดเหล็ก			อะนาล็อกในมาตรฐานของสหรัฐอเมริกา
ประเทศ CIS GOST	ยูโรนอร์ม

ช่วงพื้นฐานของเกรดสแตนเลส

CIS (GOST)	ยูโรนอร์ม (EN)	เยอรมนี (DIN)	สหรัฐอเมริกา (เอไอเอสไอ)
03 X17 N13 M2		X2 CrNiMo 17-12-2
03 X17 N14 M3		เอ็กซ์2 ซีอาร์นิโม 18-4-3
03 X18 N10 T-U
06 НН28 MDT		X3 NiCrCuMoTi 27-23
08X17N13 M2		X5CrNiMo 17-13-3
08 X17 N13 M2 ต		XX6 CrNiMoTi 17-12-2
		X6 CrNiTi 18-10
20 х25 Н20 ซ2		X56 CrNiSi 25-20
03 X19 N13 M3
02 X18 M2 บีที
02 X28 N30 MDB		X1 NiCrMoCu 31-27-4
03 X17 N13 AM3		X2 CrNiMoN 17-13-3
03 X22 N5 AM2		X2 CrNiMoN 22-5-3
03 X24 N13 G2 ส
08 X16 N13 M2 บ		X1 CrNiMoNb 17-12-2
08 X18 N14 M2 บ	1.4583 X10 CrNiMoNb	X10 CrNiMoNb 18-12
		X8 СrNiAlTi 20-20
		X3 CrnImOn 27-5-2
		XX6 CrNiMoNb 17-12-2
		X12 CrMnNiN 18-9-5

แบริ่งเหล็ก

เหล็กสปริง

เกรดเหล็ก			อะนาล็อกในมาตรฐานของสหรัฐอเมริกา
ประเทศ CIS GOST	ยูโรนอร์ม

เหล็กทนความร้อน

เกรดเหล็ก			อะนาล็อกในมาตรฐานของสหรัฐอเมริกา
ประเทศ CIS GOST	ยูโรนอร์ม

จีดีสตาร์เรตติ้ง
ระบบการให้คะแนน WordPress

การมาร์กเหล็กตามระบบรัสเซีย ยุโรป และอเมริกา, 4.6 จาก 5 - คะแนนโหวตทั้งหมด: 63

เหล็ก- วัสดุทางวิศวกรรมทั่วไป

เหล็กหมายถึงโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอนที่มีความเข้มข้นตั้งแต่ 0.02 ถึง 2.14% C นอกจากคาร์บอนแล้ว เหล็กยังมีสารเจือปนถาวร Mn, Si, S, P ฯลฯ ซึ่งส่งผลต่อคุณสมบัติของมัน เหล็กจำแนกตามองค์ประกอบทางเคมี คุณภาพ และการใช้งาน

โดยองค์ประกอบทางเคมีความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสม ขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอน ทั้งสองแบ่งออกเป็นคาร์บอนต่ำ (น้อยกว่า 0.25% C) ปานกลาง (0.30 - 0.70% C) และคาร์บอนสูง (มากกว่า 0.7% C) ขึ้นอยู่กับเนื้อหารวมขององค์ประกอบโลหะผสม เหล็กต่ำ (น้อยกว่า 5%) ปานกลาง (5.0 -10.0%) และโลหะผสมสูง (มากกว่า 10.0%) มีความโดดเด่น

โดยคุณภาพมีเหล็กคุณภาพธรรมดาคุณภาพสูงคุณภาพสูงและคุณภาพสูงโดยเฉพาะ การจำแนกประเภทนี้กำหนดเงื่อนไขของการผลิตเหล็กทางโลหะวิทยาและเหนือสิ่งอื่นใดคือเนื้อหาของสิ่งเจือปนที่เป็นอันตราย

เหล็กกล้าคุณภาพธรรมดา ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอนที่มีส่วนประกอบสูงถึง 0.6% - C, สูงถึง 0.060% - S และสูงถึง 0.070% - P ผลิตภัณฑ์ขนาดยาวรีดร้อนทำจากเหล็กเหล่านี้: คาน, แท่ง, ช่อง, มุม, ท่อ ฯลฯ ตลอดจนเหล็กแผ่นรีดเย็น

ตาม GOST 380-88 มีการผลิตเหล็กคุณภาพธรรมดาสามกลุ่ม (A, B และ C)

กลุ่ม A รวมถึงเหล็กที่จัดหาตามคุณสมบัติทางกลโดยไม่ต้องระบุองค์ประกอบทางเคมี เหล็กของกลุ่มนี้ถูกกำหนดด้วยตัวอักษร St (เหล็ก) และตัวเลข 0, 1, 2...6

ยิ่งตัวเลขสูง ปริมาณคาร์บอนและความแข็งแรงก็จะยิ่งสูงขึ้น (σ in, MPa) และความเหนียว (δ,%) ก็จะยิ่งต่ำลง เหล็กเหล่านี้ใช้ในสภาพตามที่ส่งมอบโดยไม่มีการขึ้นรูปร้อนหรือการบำบัดความร้อนในภายหลัง ตัวอย่างเหล็กในกลุ่มนี้คือเกรดดังต่อไปนี้ St0, St1, St4

กลุ่ม B - เหล็กที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่รับประกัน การกำหนดเกรดเหล็กของกลุ่มนี้นำหน้าด้วยตัวอักษร B เช่น BSt0, BSt1 เป็นต้น

กลุ่ม B หมายถึงเหล็กที่รับประกันองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกล กลุ่ม B ถูกนำมาใช้ในการกำหนดเกรดเหล็กของกลุ่มนี้ เช่น VSt1, VSt5 องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กเหมือนกับเกรดที่สอดคล้องกันของกลุ่ม B และคุณสมบัติทางกลจะเหมือนกับเกรดของกลุ่ม A

เหล็กของกลุ่ม B และ C ใช้ในกรณีที่เหล็กต้องถูกเปลี่ยนรูปด้วยความร้อนหรือเสริมความแข็งแรงด้วยการบำบัดความร้อน

เหล็กคุณภาพธรรมดายังแบ่งออกเป็นเหล็กที่สงบ กึ่งเงียบ และที่เดือด

เหล็กเหนียวจะถูกดีออกซิไดซ์ในระหว่างกระบวนการถลุงด้วยแมงกานีส ซิลิคอน อลูมิเนียม และไทเทเนียม ประกอบด้วยออกซิเจนและออกไซด์ต่างๆในปริมาณน้อยที่สุด ปริมาณซิลิคอนมักจะอยู่ที่ 0.15 - 0.35% เหล็กเงียบถูกกำหนดด้วยตัวอักษร "sp" เช่น St3sp, BSt5sp, VSt4sp เป็นต้น

เหล็กต้มจะถูกกำจัดออกซิไดซ์ในระหว่างกระบวนการถลุงด้วยแมงกานีสเท่านั้น ปริมาณซิลิกอนไม่เกิน 0.1% (ร่องรอย) ก่อนที่จะเท จะมีปริมาณออกซิเจนเพิ่มขึ้น ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับคาร์บอนจนเกิดฟอง CO ฟองอากาศที่ปล่อยออกมาจากโลหะทำให้รู้สึกเหมือนกำลังเดือด บางส่วนยังคงอยู่ในโลหะและมีโครงสร้างคล้ายรวงผึ้ง เหล็กต้มถูกกำหนดเพิ่มเติมด้วยตัวอักษร "kp" เช่น BStZkp, St2kp, VSt4kp

เหล็กกล้ากึ่งเงียบในแง่ของระดับของดีออกซิเดชัน จะอยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางระหว่างเหล็กนิ่งและเหล็กที่กำลังเดือด และมีซิลิคอนสูงถึง 0.17% (กำจัดออกซิไดซ์เบื้องต้นด้วยแมงกานีส) เหล็กกึ่งเงียบยังถูกกำหนดเพิ่มเติมด้วยตัวอักษร "ps" เช่น St1ps, St2ps, VSt5ps เป็นต้น เนื่องจากมีความเป็นเนื้อเดียวกันมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กต้ม เหล็กกึ่งอ่อนจึงมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับเหล็กเหนียว เหล็กอ่อนใช้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์เหล็กแผ่นรีดและการหล่อรูปทรง กึ่งสงบและเดือด - ให้เช่า

เหล็กคุณภาพสูง ในด้านองค์ประกอบทางเคมี ได้แก่ เหล็กกล้าผสมคาร์บอน ซึ่งมีกำมะถันและฟอสฟอรัสผสมอยู่อย่างละไม่เกิน 0.035% ความผันผวนของปริมาณคาร์บอนภายในเกรดไม่ควรเกิน 0.08%

เหล็กคุณภาพสูง เหล่านี้เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมที่หลอมในเตาเผาแบบเปิดไฟฟ้าและเป็นกรดเป็นหลัก ปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสอย่างละไม่เกิน 0.025% และความผันผวนของคาร์บอนภายในตราสินค้าไม่เกิน 0.07%

โดยเฉพาะเหล็กคุณภาพสูง คือ เหล็กโลหะผสมที่ถลุงในเตาไฟฟ้าโดยมีการถลุงแร่ด้วยไฟฟ้าและมีกำมะถันและฟอสฟอรัสไม่เกิน 0.015% ต่อตัว

โดยการสมัครเหล็กประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น: การก่อสร้าง, การสร้างเครื่องจักรทั่วไป, การสร้างเครื่องจักรเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ, เครื่องมือที่มีคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพพิเศษ ในงานนี้ เราจะจำกัดตัวเองให้พิจารณาถึงการก่อสร้าง วิศวกรรมเอนกประสงค์ และเหล็กกล้าเครื่องมือ และส่วนที่เหลือจะศึกษาในหลักสูตรวัสดุศาสตร์

การทำเครื่องหมายของเหล็กก่อสร้างและวิศวกรรมเพื่อวัตถุประสงค์ทั่วไป การทำเครื่องหมายของเหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพธรรมดาได้ถูกกล่าวถึงข้างต้น

เหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูงตาม GOST 1050-88 มีหมายเลข 08, 10, 15, 20... 85 ซึ่งระบุปริมาณคาร์บอนเฉลี่ยในหน่วยร้อยเปอร์เซ็นต์ เหล็กเหล่านี้สามารถสงบหรือเดือดได้ (08 และ 08kp, 10 และ 10kp) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับของดีออกซิเดชัน

โลหะผสมเหล็กจะมีเครื่องหมายและตัวอักษรกำกับไว้ เช่น 15X; 45HF; 18HGT; 12Н3А; 20х2Н4А; 14G2 25G2S ฯลฯ ตัวเลขสองหลักที่จุดเริ่มต้นของเครื่องหมายระบุปริมาณคาร์บอนเฉลี่ยในหน่วยหนึ่งในร้อยของเปอร์เซ็นต์ ตัวอักษรทางด้านขวาของตัวเลขระบุองค์ประกอบโลหะผสม: A - ไนโตรเจน, B - ไนโอเบียม, B - ทังสเตน, G - แมงกานีส, D - ทองแดง, K - โคบอลต์, N - นิกเกิล, M - โมลิบดีนัม, P - ฟอสฟอรัส, P - โบรอน, C – ซิลิคอน, T – ไทเทเนียม, F – วาเนเดียม, X – โครเมียม, C "เซอร์โคเนียม, Yu – อลูมิเนียม, U – ดินหายาก ตัวเลขหลังตัวอักษร (สัญลักษณ์องค์ประกอบ) ระบุเนื้อหาโดยประมาณขององค์ประกอบโลหะผสมที่เกี่ยวข้อง ในเปอร์เซ็นต์ทั้งหมดการไม่มีตัวเลขบ่งชี้ว่ามีค่าประมาณ 1% หรือน้อยกว่า ตัวอักษร A ที่ส่วนท้ายของการกำหนดระบุว่าเหล็กมีคุณภาพสูง (12АИ3А) ที่จุดเริ่มต้น - เหล็กอัตโนมัติ (A15, A30 ) ตรงกลาง - ไนโตรเจน สำหรับเหล็กที่ใช้ในรูปแบบหล่อจะมีตัวอักษร L วางไว้ที่ท้ายเครื่องหมาย ( เช่น 25L, 35GL)

เหล็กก่อสร้างใช้สำหรับโครงสร้างเชื่อม ท่อส่งน้ำมันและก๊าซหลัก เพื่อเสริมโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก เป็นต้น เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ เหล็กกล้าคุณภาพสูงคาร์บอนต่ำและโลหะผสมต่ำ และเหล็กกล้าคุณภาพธรรมดา (VStZsp, VSt3Gps, VSt5Gps, 14G2, 17GS, 15HSND เป็นต้น) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

เหล็กกล้าวิศวกรรมเอนกประสงค์แบ่งออกเป็นสามกลุ่ม: เหล็กที่ใช้โดยไม่ชุบแข็งด้วยความร้อน; เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำชุบแข็งด้วยเคส (สูงถึง 0.25% C) และเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่ได้รับการปรับปรุง (ตั้งแต่ 0.30-0.50% C) ตามกฎแล้วคือเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำ

เหล็กที่ใช้โดยไม่ต้องชุบแข็งด้วยความร้อนเหล่านี้เป็นเหล็กที่จำหน่ายเป็นแผ่นสำหรับการปั๊ม การขึ้นรูปลึก ฯลฯ ในภายหลัง ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี เหล็กเป็นคาร์บอนต่ำที่มีปริมาณซิลิคอนต่ำ (kp, ps) และโลหะผสมต่ำ (08kp, 08ps, 15kp, 20Khkp ฯลฯ)

ซีเมนต์ได้เหล็กใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความอิ่มตัวของพื้นผิวด้วยคาร์บอน หลังจากการชุบคาร์บูไรซิ่ง การชุบแข็ง และการอบคืนตัวต่ำ ชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กเหล่านี้จะมีพื้นผิวแข็ง (HRC 58-62) ทนทานต่อการสึกหรอได้ดี และมีแกนที่แข็งแกร่ง (HRC 20-30) สำหรับผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กที่ไม่สำคัญ มีการใช้เหล็กเกรด 10, 15, 20, 15X, 20X กันอย่างแพร่หลาย สำหรับผลิตภัณฑ์ที่สำคัญและมีขนาดใหญ่ จะใช้เหล็กกล้าผสมคุณภาพสูงและคุณภาพสูง เช่น 18KhGT, 12KhN3A, 20Kh2N4A, 20KhGR, 18Kh2N4VA เป็นต้น

อัพเกรดได้เหล็กที่ใช้ในการสร้างเครื่องจักรจะถูกใช้หลังจากการชุบแข็งและการอบคืนตัวสูง (การปรับปรุง) สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีหน้าตัดเล็กหรือทำงานภายใต้ภาระต่ำจะใช้เหล็กเกรด 35, 40, 45, 50 สำหรับชิ้นส่วนที่มีหน้าตัดที่ใหญ่กว่าจะใช้เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำและปานกลางซึ่งมีความสามารถในการชุบแข็งสูงและ ให้คุณสมบัติทางกลสูงตลอดทั้งหน้าตัด เช่น 40Р, 30ГТ, 50Г2 , 40НМА, ЗОхН2ВФ เป็นต้น

เหล็กกล้าเครื่องมือออกแบบมาสำหรับการผลิตเครื่องมือตัด วัด เครื่องมือขึ้นรูปเย็นและขึ้นรูปร้อน ตามกฎแล้ว เหล็กกล้าคาร์บอนสูงที่มีความเข้มข้นมากกว่า 0.70% C (ยกเว้นเหล็กกล้าสำหรับเครื่องมือขึ้นรูปร้อน ซึ่งจัดอยู่ในประเภทเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง) ซึ่งรวมถึงเหล็กกล้าคุณภาพสูง คาร์บอน โลหะผสม และความเร็วสูง พวกเขาจะถูกทำเครื่องหมายตามนั้น

เหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอนถูกกำหนดด้วยตัวอักษร U และตัวเลขที่ระบุปริมาณคาร์บอนเฉลี่ยในหน่วยที่สิบของเปอร์เซ็นต์ (U7, U8, U10, U12A ฯลฯ)

เหล็กกล้าเครื่องมืออัลลอยด์ 9РС, X, 5РВГ, 3Р8В2 เป็นต้น ทำเครื่องหมายด้วยตัวเลขแสดงปริมาณคาร์บอนเฉลี่ยในสิบเปอร์เซ็นต์หากน้อยกว่า 1.0% หากปริมาณคาร์บอนอยู่ที่ 1.0% หรือสูงกว่า ตัวเลขดังกล่าวมักจะหายไป ตัวอักษรระบุองค์ประกอบโลหะผสม (ดูด้านบน) และตัวเลขต่อไปนี้ระบุเนื้อหาเป็นเปอร์เซ็นต์ทั้งหมดขององค์ประกอบโลหะผสมที่เกี่ยวข้อง

เหล็กความเร็วสูงจะมีเครื่องหมาย P (R14F4) ตัวเลขที่ตามมาบ่งบอกถึงปริมาณธาตุโลหะผสมหลัก (ทังสเตน) ในเปอร์เซ็นต์ทั้งหมด ปริมาณคาร์บอนในเหล็กความเร็วสูงคือ 0.75-1.15% โครเมียม - 3.8-4.2% ไม่ได้ระบุไว้ในการกำหนดเกรดเหล็ก นอกจากนี้เหล็กความเร็วสูงทั้งหมดยังมีวาเนเดียม หากน้อยกว่า 2.2% แสดงว่าไม่ได้ระบุในแบรนด์

สำหรับเครื่องมือตัด จะใช้เหล็กกล้าคาร์บอน U8, U10, U8A, U12 GOST 1435-90, อัลลอยด์ 9AHС, HUВГ, HU (GOST 5950-73) รวมถึงเหล็กกล้าโลหะผสมความเร็วสูงความเร็วสูงเกรด R18, R12, R6MZ, R6M5, R10K5 (GOST 19265-73) คุณสมบัติที่โดดเด่นของเหล็กกล้าเครื่องมือสำหรับเครื่องมือตัดคือปริมาณคาร์บอนสูง (จาก 0.70 ถึง 1.5%) ซึ่งทำให้สามารถรับความแข็งสูง IKS 60-65 หลังจากการชุบแข็งและการอบคืนตัว

สำหรับการผลิตเครื่องมือขึ้นรูปเย็น มักใช้เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมสำหรับเครื่องมือตัด สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าสภาพการทำงานของแม่พิมพ์ตัดและเครื่องมือตัดอยู่ใกล้กันมาก เหล็กที่ดีที่สุดสำหรับเครื่องมือขึ้นรูปเย็น ได้แก่ X12F1, X12M, X6VF เป็นต้น

เหล็กกล้าสำหรับแม่พิมพ์ที่ทำให้โลหะเสียรูปในสถานะร้อนจะต้องมีคุณสมบัติเชิงกลสูง (ความแข็งแรง ความเหนียว) ที่อุณหภูมิสูง และมีคุณสมบัติทนไฟ เช่น ทนทานต่อความร้อนและความเย็นซ้ำๆ (รอบความร้อน) โดยไม่แตกร้าว ตามกฎแล้ว เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำและปานกลางที่มีคาร์บอนตั้งแต่ 0.35 ถึง 0.60% เช่น 5 KhНМ, 5 KhНМА, 4х5В2ФС, Зх2В8Ф เป็นต้น

เหล็กสำหรับเครื่องมือวัดต้องมีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอ และรักษาความเสถียรของขนาด เพื่อจุดประสงค์นี้มักจะใช้เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำโลหะผสมเกรด X, 9 KhС, XXVG ฯลฯ นอกจากนี้สำหรับเครื่องมือแบบแบน (ไม้บรรทัด, ลวดเย็บกระดาษ, แม่แบบ ฯลฯ ) เหล็กโครงสร้างคาร์บอนต่ำ 15, 15X, 20AH ฯลฯ ขึ้นอยู่กับความอิ่มตัวของพื้นผิว มักใช้คาร์บอนตามด้วยการชุบแข็ง

ตามโครงสร้าง:

< С, тем >เพอร์ไลต์ เหล็กจะแข็งแรงกว่า

ตามวัตถุประสงค์:

1)

คำถามที่ 14 การจำแนกประเภทเหล็กตามวิธีการผลิตและคุณภาพ

ตามวิธีการผลิต:

1) วิธีเปรี้ยว

2) วิธีการหลักคือ KP เหล็กกล้าที่ไม่ถูกออกซิไดซ์, SP สงบ หากไม่มีตัวอักษรตามหลังแบรนด์ ก็เป็นเหล็กกล้าสงบ หากไม่ได้รับการดีออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์ จากนั้น ps

ตามคุณภาพ:

ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของสิ่งสกปรกที่เป็นอันตราย: ซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสเหล็กแบ่งออกเป็น:

เหล็กคุณภาพธรรมดามีกำมะถันสูงถึง 0.06% และฟอสฟอรัสสูงถึง 0.07% เหล็กคุณภาพธรรมดายังแบ่งออกเป็น 3 กลุ่มตามวัสดุ:

1.เหล็ก กลุ่มเอจัดหาให้กับผู้บริโภคตามคุณสมบัติทางกล (เหล็กดังกล่าวอาจมีปริมาณกำมะถันหรือฟอสฟอรัสสูง)

2.เหล็ก กลุ่มบี -โดยองค์ประกอบทางเคมี

3.เหล็ก กลุ่มบี- รับประกันคุณสมบัติทางกลและองค์ประกอบทางเคมี

1. คุณภาพสูง- มากถึง 0.035% ของกำมะถันและฟอสฟอรัสแยกกัน

2.คุณภาพสูง- กำมะถันและฟอสฟอรัสสูงถึง 0.025%

3. มีคุณภาพสูงโดยเฉพาะฟอสฟอรัสสูงถึง 0.025% และกำมะถันสูงถึง 0.015%

โลหะผสมเหล็ก องค์ประกอบการผสม การทำเครื่องหมาย l/s

โลหะผสมเหล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถแทรกเตอร์และวิศวกรรมเกษตร ในอุตสาหกรรมยานยนต์ วิศวกรรมหนักและการขนส่ง และในระดับที่น้อยกว่าในการสร้างเครื่องมือกล เครื่องมือ และอุตสาหกรรมประเภทอื่น ๆ เหล็กนี้ใช้สำหรับโครงสร้างโลหะที่รับน้ำหนักมาก

เหล็กที่มีปริมาณธาตุผสมไม่เกิน 2.5% จัดเป็นโลหะผสมต่ำ เหล็กที่มี 2.5-10% เป็นโลหะผสม และมากกว่า 10% จัดเป็นโลหะผสมสูง (ปริมาณเหล็กมากกว่า 45%)

เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง และเหล็กกล้าโลหะผสมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมเครื่องกล

เหล็กโครงสร้างอัลลอยด์จะมีเครื่องหมายและตัวอักษรกำกับไว้ ตัวเลขสองหลักที่ให้ไว้ตอนต้นของแบรนด์บ่งบอกถึงปริมาณคาร์บอนโดยเฉลี่ยในหน่วยหนึ่งในร้อยเปอร์เซ็นต์ ตัวอักษรทางด้านขวาของตัวเลขบ่งบอกถึงองค์ประกอบการผสม ตัวอย่างเช่น เหล็ก 12х2Н4А มี 0.12% C, 2% Cr, 4% Ni และจัดอยู่ในประเภทคุณภาพสูง ตามที่ระบุด้วยตัวอักษร IАI ที่ส่วนท้ายของเกรด

ก่อสร้างเหล็กโลหะผสมต่ำ

เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำคือเหล็กกล้าที่มีส่วนประกอบโลหะผสมไม่เกิน 0.22% C และธาตุโลหะผสมที่ไม่ขาดปริมาณค่อนข้างน้อย: สูงถึง 1.8% Mn, สูงถึง 1.2% Si, สูงถึง 0.8% Cr และอื่นๆ

เหล็กเหล่านี้ประกอบด้วยเหล็ก 09G2, 09GS, 17GS, 10G2S1, 14G2, 15HSND, 10KHNDP และอื่นๆ อีกมากมาย เหล็กในรูปของแผ่นและส่วนที่มีรูปร่างใช้ในการก่อสร้างและวิศวกรรมเครื่องกลสำหรับโครงสร้างเชื่อม โดยส่วนใหญ่ไม่มีการบำบัดความร้อนเพิ่มเติม เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำผสมต่ำสามารถเชื่อมได้

สำหรับการผลิตท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ จะใช้เหล็ก 17GS (s0.2=360MPa, sв=520MPa)

สำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่เสริมความแข็งแรงด้วยคาร์บูไรเซชัน จะใช้เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (0.15-0.25% C) เนื้อหาขององค์ประกอบโลหะผสมในเหล็กไม่ควรสูงเกินไป แต่ควรให้ความสามารถในการชุบแข็งของชั้นผิวและแกนตามที่ต้องการ

เหล็กโครเมียม 15X, 20X มีไว้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กที่มีรูปร่างเรียบง่าย ซีเมนต์ที่ความลึก 1.0-1.5 มม. เหล็กกล้าโครเมียมเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอน มีคุณสมบัติความแข็งแรงสูงกว่า โดยมีความเหนียวในแกนต่ำกว่า และมีความแข็งแรงดีกว่าในชั้นซีเมนต์

การผลิตเหล็ก

เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กหล่อ เหล็กจะมีคาร์บอน ซิลิคอน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัสน้อยกว่า ในการผลิตเหล็กจากเหล็กหล่อจำเป็นต้องลดความเข้มข้นของสารโดยการถลุงแบบออกซิเดชั่น

ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยาสมัยใหม่ เหล็กถูกถลุงเป็นส่วนใหญ่ในสามหน่วย: คอนเวคเตอร์ เตาเผาแบบเปิด และเตาไฟฟ้า

การผลิตเหล็กในเครื่องแปลง

ตัวแปลงเป็นภาชนะทรงลูกแพร์ ส่วนบนเรียกว่ากระบังหน้าหรือหมวกกันน็อค มีคอสำหรับระบายเหล็กหล่อเหลว เหล็ก และตะกรัน ส่วนตรงกลางมีลักษณะเป็นทรงกระบอก ในส่วนล่างจะมีส่วนล่างติดอยู่ซึ่งจะถูกแทนที่ด้วยอันใหม่เมื่อเสื่อมสภาพ กล่องอากาศติดอยู่ที่ด้านล่างเพื่อให้อากาศอัดเข้าไป

ความจุของคอนเวคเตอร์สมัยใหม่อยู่ที่ 60 - 100 ตันขึ้นไป และแรงดันลมระเบิดอยู่ที่ 0.3-1.35 Mn/m ปริมาณอากาศที่ต้องใช้ในการแปรรูปเหล็กหล่อ 1 ตันคือ 350 ลูกบาศก์เมตร

ก่อนที่จะเทเหล็กหล่อ คอนเวคเตอร์จะหมุนไปที่ตำแหน่งแนวนอน ซึ่งรู tuyere อยู่เหนือระดับของเหล็กหล่อที่เท จากนั้นจะค่อยๆ กลับไปสู่ตำแหน่งแนวตั้งและในขณะเดียวกันก็มีการระเบิดซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้โลหะทะลุผ่านรูของ tuyeres เข้าไปในกล่องอากาศ ในกระบวนการเป่าลมผ่านเหล็กหล่อเหลว ซิลิคอน แมงกานีส คาร์บอน และเหล็กบางส่วนที่ถูกเผาไหม้

เมื่อถึงความเข้มข้นของคาร์บอนที่ต้องการ คอนเวคเตอร์จะกลับสู่ตำแหน่งแนวนอนและการจ่ายอากาศจะหยุด โลหะที่เสร็จแล้วจะถูกกำจัดออกซิไดซ์และเทลงในทัพพี

กระบวนการเบสเซเมอร์เหล็กหล่อเหลวที่มีปริมาณซิลิคอนค่อนข้างสูง (สูงถึง 2.25% ขึ้นไป) แมงกานีส (0.6-0.9%) และกำมะถันและฟอสฟอรัสในปริมาณขั้นต่ำจะถูกเทลงในตัวแปลง

ขึ้นอยู่กับลักษณะของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น กระบวนการ Bessemer สามารถแบ่งได้เป็นสามช่วง ช่วงแรกจะเริ่มหลังจากการระเบิดเริ่มขึ้นในคอนเวอร์เตอร์และกินเวลา 3-6 นาที เหล็กหล่อเหลวหยดเล็กๆ ลอยออกมาจากคอคอนเวอร์เตอร์พร้อมกับก๊าซ ทำให้เกิดประกายไฟ ในช่วงเวลานี้ ซิลิคอน แมงกานีส และเหล็กบางส่วนจะถูกออกซิไดซ์ตามปฏิกิริยา:

2Mn + O2 = 2MnO

2Fe + O2 = 2FeO

เฟอร์ริกออกไซด์ที่เกิดขึ้นจะละลายบางส่วนในโลหะเหลว ส่งเสริมการเกิดออกซิเดชันของซิลิคอนและแมงกานีสเพิ่มเติม ปฏิกิริยาเหล่านี้เกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมาก ซึ่งทำให้โลหะร้อนขึ้น ตะกรันกลายเป็นกรด (40-50% SiO2)

ช่วงที่สองเริ่มต้นหลังจากที่ซิลิคอนและแมงกานีสหมดไปเกือบหมดแล้ว โลหะเหลวได้รับความร้อนอย่างดีพอที่จะสร้างสภาวะที่เอื้ออำนวยสำหรับการเกิดออกซิเดชันของคาร์บอนโดยปฏิกิริยา C + FeO = Fe + CO ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับการดูดซับความร้อน การเผาไหม้ของคาร์บอนใช้เวลาประมาณ 8-10 นาทีและมาพร้อมกับอุณหภูมิของโลหะเหลวที่ลดลงเล็กน้อย ผลที่ตามมาคือการเผาไหม้ของคาร์บอนมอนอกไซด์ในอากาศ เปลวไฟสว่างปรากฏขึ้นเหนือคอคอนเวคเตอร์

เมื่อปริมาณคาร์บอนในโลหะลดลง เปลวไฟเหนือคอจะลดลง และช่วงที่สามจะเริ่มต้นขึ้น แตกต่างจากช่วงก่อนๆ ตรงที่มีควันสีน้ำตาลอยู่เหนือคอคอนเวอร์เตอร์ นี่แสดงให้เห็นว่าซิลิคอน แมงกานีส และคาร์บอนได้เผาไหม้หมดเกือบทั้งหมดจากเหล็กหล่อ และการเกิดออกซิเดชันที่รุนแรงมากของเหล็กได้เริ่มขึ้นแล้ว ช่วงที่สามใช้เวลาไม่เกิน 2-3 นาที หลังจากนั้นคอนเวคเตอร์ถูกพลิกไปยังตำแหน่งแนวนอนและนำสารกำจัดออกซิไดซ์ (เฟอร์โรแมงกานีส เฟอร์โรซิลิคอน หรืออลูมิเนียม) เข้าไปในอ่างเพื่อลดปริมาณออกซิเจนในโลหะ ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในโลหะ

เฟ2O + Mn = MnO + เฟ

2FeO + Si = SiO2 + Fe

3FeO + 2Al = Al2O3 + 3Fe

เหล็กที่เสร็จแล้วจะถูกเทจากคอนเวคเตอร์ลงในทัพพีแล้วส่งไปหล่อ

เพื่อให้ได้เหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนที่กำหนดไว้ (เช่น 0.4 - 0.7% C) การเป่าโลหะจะหยุดทันทีที่คาร์บอนยังไม่ถูกเผาไหม้หรือคุณสามารถปล่อยให้คาร์บอนเผาไหม้จนหมด จากนั้นเติมเหล็กหล่อหรือคาร์บอนจำนวนหนึ่งที่มีเฟอร์โรอัลลอยด์จำนวนหนึ่ง

เตาเผาแบบเปิดส่วนใหญ่จะให้ความร้อนด้วยส่วนผสมของเตาถลุงเหล็ก โค้ก และก๊าซเจเนอเรเตอร์ ใช้ก๊าซธรรมชาติด้วย เตาแบบเปิดที่ใช้น้ำมันเชื้อเพลิงมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนแก่อากาศเท่านั้น

วัสดุประจุ (เศษเหล็ก เหล็กหล่อ ฟลักซ์) จะถูกโหลดเข้าไปในเตาเผาโดยเครื่องเติมผ่านหน้าต่างเติม การให้ความร้อนแก่ประจุ การหลอมโลหะ และตะกรันในเตาหลอมจะเกิดขึ้นในพื้นที่หลอมละลายเมื่อวัสดุสัมผัสกับคบเพลิงของก๊าซร้อน โลหะที่เสร็จแล้วจะถูกปล่อยออกจากเตาเผาผ่านรูที่อยู่ด้านล่างสุดของเตา ในระหว่างการหลอมละลายรูทางออกจะอุดตันด้วยดินเหนียวทนไฟ

กระบวนการถลุงในเตาเผาแบบเปิดอาจมีสภาพเป็นกรดหรือเป็นด่าง ในกระบวนการที่เป็นกรด ผนังก่ออิฐทนไฟของเตาเผาทำจากอิฐซิลิกา ส่วนบนของเตาเชื่อมด้วยทรายควอทซ์และซ่อมแซมหลังจากการหลอมแต่ละครั้ง ในระหว่างกระบวนการถลุงจะได้ตะกรันที่เป็นกรดซึ่งมีปริมาณซิลิกาสูง (42-58%)

ในระหว่างกระบวนการถลุงหลัก เตาและผนังของเตาเผาจะถูกวางจากอิฐแมกนีไซต์ และหลังคาทำจากซิลิกาหรืออิฐโครเมียมแมกนีไซต์ ชั้นบนของเตาเชื่อมด้วยผงแมกนีไซต์หรือโดโลไมต์และซ่อมแซมหลังจากการหลอมแต่ละครั้ง ในระหว่างกระบวนการถลุงจะได้ตะกรันที่เป็นกรดซึ่งมีปริมาณ CaO สูง 54 – 56%

กระบวนการเตาแบบเปิดขั้นพื้นฐาน ก่อนที่จะเริ่มการถลุง ปริมาณของวัตถุดิบ (เหล็กหมู เศษเหล็ก หินปูน แร่เหล็ก) และลำดับการโหลดเข้าไปในเตาเผาจะถูกกำหนด เมื่อใช้เครื่องเทแม่พิมพ์ (กล่องพิเศษ) ที่มีเพลาจะถูกนำเข้าไปในพื้นที่หลอมเหลวของเตาแล้วพลิกกลับซึ่งเป็นผลมาจากการที่ประจุถูกเทลงที่ด้านล่างของเตา ขั้นแรก บรรจุเศษเหล็กขนาดเล็ก จากนั้นจึงใส่เศษขนาดใหญ่ จากนั้นจึงอัดปูนขาว (3 - 5% ของน้ำหนักโลหะ) หลังจากให้ความร้อนแก่วัสดุที่โหลดแล้ว เศษเหล็กและเหล็กหล่อที่เหลือจะถูกป้อนเป็นสองหรือสามส่วน

เพื่อให้ออกซิเจนแก่อ่างโลหะมากขึ้นจึงมีการนำแร่เหล็กเข้าไปในตะกรัน ออกซิเจนที่ละลายในโลหะจะออกซิไดซ์ซิลิคอน แมงกานีส ฟอสฟอรัส และคาร์บอนตามปฏิกิริยาที่กล่าวไว้ข้างต้น

เมื่อประจุทั้งหมดละลาย ส่วนสำคัญของฟอสฟอรัสจะผ่านเข้าไปในตะกรัน เนื่องจากส่วนหลังมีเหล็กออกไซด์และมะนาวในปริมาณที่เพียงพอ เพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนกลับของฟอสฟอรัสเป็นโลหะ 40 - 50% ของตะกรันหลักจากเตาเผาก่อนที่อ่างจะเริ่มเดือด

หลังจากดาวน์โหลดตะกรันหลักแล้ว ปูนขาวจะถูกบรรจุเข้าไปในเตาเผาเพื่อสร้างตะกรันพื้นฐานใหม่และมากขึ้น โหลดความร้อนของเตาเผาเพิ่มขึ้นเพื่อให้ปูนขาวทนไฟกลายเป็นตะกรันอย่างรวดเร็ว และอุณหภูมิของอ่างโลหะก็เพิ่มขึ้น หลังจากนั้นประมาณ 15-20 นาที แร่เหล็กจะถูกโหลดเข้าไปในเตาเผา ซึ่งจะเพิ่มเนื้อหาของเหล็กออกไซด์ในตะกรันและทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของคาร์บอนในโลหะ

[C] + (FeO) = ก๊าซร่วม

คาร์บอนมอนอกไซด์ก่อตัวขึ้นและปล่อยออกมาจากโลหะในรูปของฟอง ทำให้เกิดความรู้สึกของการเดือด ซึ่งมีส่วนช่วยในการผสมโลหะ การปล่อยโลหะที่เกาะอยู่และก๊าซที่ละลายน้ำ ตลอดจนการกระจายอุณหภูมิที่สม่ำเสมอทั่วทั้ง ความลึกของการอาบน้ำ สำหรับการต้มน้ำที่ดีจำเป็นต้องให้ความร้อนเนื่องจากปฏิกิริยานี้มาพร้อมกับการดูดซับความร้อน ระยะเวลาการเดือดของอ่างขึ้นอยู่กับความจุของเตาเผาและเกรดเหล็ก และอยู่ในช่วง 1.25 ถึง 2.5 ชั่วโมงขึ้นไป

โดยปกติแล้ว แร่เหล็กจะถูกเติมลงในเตาหลอมในช่วงการเดือดครั้งแรก ซึ่งเรียกว่าการขัดโลหะ อัตราการเกิดออกซิเดชันของคาร์บอนในช่วงเวลานี้ในเตาเผาแบบเปิดความจุสูงที่ทันสมัยคือ 0.3–0.4% ต่อชั่วโมง

ในช่วงครึ่งหลังของช่วงเดือด แร่เหล็กจะไม่ถูกป้อนเข้าไปในอ่าง โลหะจะเดือดเป็นฟองเล็ก ๆ เนื่องจากมีเหล็กออกไซด์สะสมอยู่ในตะกรัน อัตราการเผาผลาญคาร์บอนในช่วงเวลานี้คือ 0.15 - 0.25% ต่อชั่วโมง ในช่วงระยะเวลาการเดือด ให้ตรวจสอบความเป็นพื้นฐานและความลื่นไหลของตะกรัน

เมื่อปริมาณคาร์บอนในโลหะต่ำกว่าที่กำหนดสำหรับเหล็กสำเร็จรูปเล็กน้อย ขั้นตอนสุดท้ายของการถลุงจะเริ่มขึ้น - ระยะเวลาการตกแต่งและการกำจัดออกซิเดชันของโลหะ เฟอร์โรแมงกานีสจำนวนหนึ่ง (12% Mn) ถูกนำเข้าไปในเตาเผา จากนั้นหลังจากนั้น 10 - 15 นาที เฟอร์โรซิลิกอน (12-16% Si) แมงกานีสและซิลิคอนทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่ละลายในโลหะ ซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของคาร์บอนถูกระงับ สัญญาณภายนอกของการปล่อยโลหะออกจากออกซิเจนคือการหยุดการปล่อยฟองคาร์บอนมอนอกไซด์บนพื้นผิวของตะกรัน

ในระหว่างกระบวนการถลุงหลัก การกำจัดกำมะถันบางส่วนออกจากโลหะจะเกิดขึ้นผ่านปฏิกิริยา

+ (CaO) = (CaO) + (FeO)

ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิสูงและมีตะกรันพื้นฐานเพียงพอ

กระบวนการเปิดเตากรดกระบวนการนี้ประกอบด้วยช่วงเวลาเดียวกันกับกระบวนการหลัก ประจุที่ใช้มีความบริสุทธิ์มากในรูปของฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าตะกรันที่เป็นกรดที่เกิดขึ้นไม่สามารถกักเก็บสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายเหล่านี้ได้

เตาเผามักจะทำงานด้วยประจุที่เป็นของแข็ง ปริมาณเศษโลหะจะเท่ากับ 30–50% ของมวลประจุโลหะ อนุญาตให้ใช้ Si ไม่เกิน 0.5% ในการชาร์จ แร่เหล็กไม่สามารถป้อนเข้าไปในเตาเผาได้ เนื่องจากแร่เหล็กสามารถทำปฏิกิริยากับซิลิกาของเตาและทำลายมันได้อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของสารประกอบที่ละลายได้ต่ำ 2FeO*SiO2 เพื่อให้ได้ตะกรันหลัก จะมีการโหลดควอตซ์ไซต์หรือตะกรันแบบเปิดจำนวนหนึ่งเข้าไปในเตาเผา หลังจากนั้นประจุจะถูกทำให้ร้อนด้วยแก๊สเตาหลอม เหล็ก, ซิลิคอน, แมงกานีสถูกออกซิไดซ์, ออกไซด์ของพวกมันถูกหลอมรวมกับฟลักซ์และสร้างตะกรันที่เป็นกรดซึ่งมี SiO2 สูงถึง 40–50% ในตะกรันนี้ เหล็กออกไซด์ส่วนใหญ่อยู่ในรูปซิลิเกต ซึ่งทำให้ยากต่อการถ่ายโอนจากตะกรันสู่โลหะ การต้มอ่างในระหว่างกระบวนการที่เป็นกรดจะเริ่มช้ากว่าในระหว่างกระบวนการหลัก และจะเกิดขึ้นช้ากว่าแม้ว่าโลหะจะร้อนดีก็ตาม นอกจากนี้ตะกรันที่เป็นกรดยังเพิ่มความหนืดซึ่งส่งผลเสียต่อการเผาผลาญคาร์บอน

เนื่องจากเหล็กถูกหลอมภายใต้ชั้นตะกรันที่เป็นกรดซึ่งมีเฟอร์รัสออกไซด์อิสระในปริมาณต่ำ ตะกรันนี้จึงช่วยปกป้องโลหะจากออกซิเจน ก่อนออกจากเตา เหล็กจะมีออกซิเจนละลายน้อยกว่าเหล็กที่ถลุงในกระบวนการหลัก

เพื่อให้กระบวนการเปิดเตามีความเข้มข้นขึ้น อากาศจึงอุดมไปด้วยออกซิเจนซึ่งถูกส่งไปยังเปลวไฟ สิ่งนี้ทำให้สามารถรับอุณหภูมิที่สูงขึ้นในเปลวไฟ เพิ่มการแผ่รังสี ลดปริมาณของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ และเพิ่มพลังงานความร้อนของเตาเผา

สามารถนำออกซิเจนเข้าไปในอ่างเตาหลอมได้ การนำออกซิเจนเข้าสู่คบเพลิงและในอ่างเตาเผาจะช่วยลดระยะเวลาการหลอมเหลวและเพิ่มผลผลิตของเตาเผาได้ 25-30% การผลิตห้องใต้ดินโครเมียม - แมกนีไซต์แทนห้องใต้ดินไดนาสทำให้สามารถเพิ่มพลังงานความร้อนของเตาเผาเพิ่มระยะเวลาการยกเครื่องได้ 2-3 เท่าและเพิ่มผลผลิตได้ 6-10%

การหลอมโลหะด้วยลำอิเล็กตรอน เพื่อให้ได้โลหะและโลหะผสมที่บริสุทธิ์เป็นพิเศษ จึงใช้การหลอมลำแสงอิเล็กตรอน การหลอมละลายขึ้นอยู่กับการใช้พลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนอิสระที่ถูกเร่งในสนามไฟฟ้าแรงสูง กระแสอิเล็กตรอนพุ่งตรงไปที่โลหะ ทำให้มันร้อนขึ้นและละลาย

การหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอนมีข้อดีหลายประการ: ลำแสงอิเล็กตรอนทำให้ได้พลังงานความร้อนที่มีความหนาแน่นสูง ควบคุมความเร็วการหลอมเหลวภายในขอบเขตที่กว้าง กำจัดการปนเปื้อนของการหลอมด้วยวัสดุที่ใส่ตัวอย่าง และใช้ประจุในรูปแบบใดก็ได้ ความร้อนสูงเกินไปของโลหะหลอมรวมกับความเร็วการหลอมต่ำและสุญญากาศแบบลึกทำให้เกิดสภาวะที่มีประสิทธิภาพในการทำความสะอาดโลหะจากสิ่งสกปรกต่างๆ

การถลุงด้วยไฟฟ้าสแล็ก วิธีการที่น่าหวังมากในการผลิตโลหะคุณภาพสูงคือการถลุงแร่ด้วยไฟฟ้า หยดโลหะที่เกิดขึ้นระหว่างการหลอมชิ้นงานจะผ่านชั้นโลหะเหลวและได้รับการขัดเกลา เมื่อแปรรูปโลหะด้วยตะกรันและการตกผลึกของแท่งโลหะโดยตรงจากล่างขึ้นบน ปริมาณกำมะถันในชิ้นงานจะลดลง 30–50% และปริมาณการรวมที่ไม่ใช่โลหะสองถึงสามครั้ง

ดูดเหล็ก. การหลอมสูญญากาศถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเหล็กคุณภาพสูง แท่งโลหะประกอบด้วยก๊าซและสารที่ไม่ใช่โลหะจำนวนหนึ่ง สามารถลดลงได้อย่างมากหากคุณใช้การอพยพเหล็กระหว่างการถลุงและหล่อ ในวิธีนี้ โลหะเหลวจะถูกเก็บไว้ในห้องปิด ซึ่งอากาศและก๊าซอื่นๆ จะถูกกำจัดออกไป การอพยพเหล็กจะดำเนินการในทัพพีก่อนเทลงในแม่พิมพ์ ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดจะเกิดขึ้นเมื่อเทเหล็กลงในแม่พิมพ์ด้วยสุญญากาศหลังการอพยพในทัพพีแล้ว การถลุงโลหะในสุญญากาศจะดำเนินการในเตาเหนี่ยวนำแบบปิด

การกลั่นเหล็กในทัพพีด้วยตะกรันสังเคราะห์เหลว สาระสำคัญของวิธีนี้คือเหล็กจะถูกทำให้บริสุทธิ์จากการรวมกำมะถันออกซิเจนและอโลหะโดยการผสมเหล็กในทัพพีอย่างเข้มข้นโดยมีตะกรันที่เทลงไปก่อนหน้านี้ซึ่งเตรียมในเตาหลอมตะกรันแบบพิเศษ เหล็กหลังการบำบัดด้วยตะกรันเหลวมีคุณสมบัติเชิงกลสูง ด้วยการลดระยะเวลาการกลั่นในเตาหลอมอาร์ค ผลผลิตจึงเพิ่มขึ้นได้ 10 - 15% เตาเตาแบบเปิดที่ประมวลผลด้วยตะกรันสังเคราะห์มีคุณภาพใกล้เคียงกับคุณภาพของเหล็กที่ถลุงในเตาไฟฟ้า

เหล็ก (จากภาษาเยอรมัน Stahl) เป็นโลหะผสม (สารละลายของแข็ง) ของเหล็กที่มีคาร์บอน (และองค์ประกอบอื่น ๆ ) มีลักษณะเฉพาะด้วยการเปลี่ยนแปลงของยูเทคตอยด์ ปริมาณคาร์บอนในเหล็กไม่เกิน 2.14% คาร์บอนให้ความแข็งแรงและความแข็งของโลหะผสมเหล็ก ลดความเหนียวและความเหนียว

เมื่อพิจารณาว่าธาตุโลหะผสมสามารถเพิ่มลงในเหล็กได้ เหล็กก็คือโลหะผสมของเหล็กที่มีคาร์บอนและธาตุโลหะผสมที่มีเหล็กอย่างน้อย 45% (เหล็กอัลลอยด์, เหล็กโลหะผสมสูง)

การใช้งาน

เหล็กที่มีคุณสมบัติยืดหยุ่นสูงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องจักรกลและเครื่องมือ ในงานวิศวกรรมเครื่องกล พวกมันใช้สำหรับการผลิตสปริง โช้คอัพ สปริงกำลังเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ในการผลิตเครื่องมือ - สำหรับองค์ประกอบยืดหยุ่นหลายชนิด: เมมเบรน สปริง แผ่นรีเลย์ เครื่องสูบลม เหล็กค้ำยัน ระบบกันสะเทือน

สปริง สปริงเครื่องจักร และองค์ประกอบยืดหยุ่นของอุปกรณ์มีลักษณะเฉพาะด้วยรูปทรง ขนาด และสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน ลักษณะเฉพาะของงานของพวกเขาคือภายใต้โหลดแบบคงที่, ไซคลิกหรือแรงกระแทกขนาดใหญ่, ไม่อนุญาตให้มีการเสียรูปตกค้างในตัวพวกเขา ในเรื่องนี้ โลหะผสมสปริงทั้งหมด นอกเหนือจากคุณสมบัติทางกลที่เป็นลักษณะเฉพาะของวัสดุโครงสร้างทั้งหมด (ความแข็งแรง ความเหนียว ความเหนียว ความทนทาน) จะต้องมีความต้านทานสูงต่อการเสียรูปพลาสติกขนาดเล็ก ภายใต้เงื่อนไขของการโหลดแบบคงที่ในระยะสั้น ความต้านทานต่อการเปลี่ยนรูปพลาสติกขนาดเล็กนั้นมีลักษณะโดยขีดจำกัดความยืดหยุ่น และภายใต้การโหลดแบบคงที่หรือแบบไซคลิกในระยะยาว - โดยความต้านทานการผ่อนคลาย

การจัดหมวดหมู่

เหล็กแบ่งออกเป็น โครงสร้างและ เครื่องมือ. เหล็กกล้าเครื่องมือประเภทหนึ่งคือเหล็กกล้าความเร็วสูง

ตามองค์ประกอบทางเคมี เหล็กแบ่งออกเป็นคาร์บอนและโลหะผสม รวมถึงปริมาณคาร์บอน - เป็นคาร์บอนต่ำ (สูงถึง 0.25% C), คาร์บอนปานกลาง (0.3-0.55% C) และคาร์บอนสูง (0.6-2% C) เหล็กโลหะผสมตามเนื้อหาขององค์ประกอบโลหะผสมแบ่งออกเป็นโลหะผสมต่ำ - มากถึง 4% ขององค์ประกอบโลหะผสม, โลหะผสมปานกลาง - มากถึง 11% ขององค์ประกอบโลหะผสมและโลหะผสมสูง - มากกว่า 11% ขององค์ประกอบโลหะผสม

เหล็กนั้นขึ้นอยู่กับวิธีการผลิต โดยมีจำนวนสารที่ไม่ใช่โลหะในปริมาณที่แตกต่างกัน เนื้อหาของสิ่งเจือปนเป็นพื้นฐานสำหรับการจำแนกประเภทของเหล็กตามคุณภาพ: คุณภาพธรรมดา คุณภาพสูง คุณภาพสูง และคุณภาพสูงโดยเฉพาะ

ลักษณะของเหล็ก

ความหนาแน่น: 7700-7900 กก./ลบ.ม.

ความถ่วงจำเพาะ: 75500-77500 N/m³ (7700-7900 kgf/m³ ในระบบ MKGSS)

ความจุความร้อนจำเพาะที่ 20 °C: 462 J/(kg °C) (110 cal/(kg °C))

จุดหลอมเหลว: 1450-1520 °C,

ความร้อนจำเพาะของฟิวชัน: 84 kJ/kg (20 kcal/kg, 23 Wh/kg)

ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่อุณหภูมิ 100 °C เหล็กโครเมียม-นิกเกิล-ทังสเตน 15.5 W/(m · K)

เหล็กโครเมียม 22.4 W/(mK)

เหล็กโมลิบดีนัม 41.9 W/(mK)

เหล็กคาร์บอน (เกรด 30) 50.2 W/(mK)

เหล็กคาร์บอน (เกรด 15) 54.4 W/(mK)

สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้นที่อุณหภูมิประมาณ 20 °C: เหล็ก St3 (เกรด 20) 1/°C

สแตนเลส 1/°C

เหล็กราง 690-785 MPa

การผลิตเหล็ก

สาระสำคัญของกระบวนการแปรรูปเหล็กหล่อเป็นเหล็กคือการลดปริมาณคาร์บอนและสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายลงตามความเข้มข้นที่ต้องการ - ฟอสฟอรัสและกำมะถันซึ่งทำให้เหล็กเปราะและเปราะ มีวิธีการต่างๆ ในการแปรรูปเหล็กหล่อเป็นเหล็ก ขึ้นอยู่กับวิธีการออกซิเดชันของคาร์บอน: คอนเวอร์เตอร์ เตาแบบเปิด และความร้อนด้วยไฟฟ้า

วิธีเบสเซเมอร์

วิธี Bessemer แปรรูปเหล็กหล่อที่มีฟอสฟอรัสและกำมะถันเพียงเล็กน้อย และอุดมไปด้วยซิลิคอน (อย่างน้อย 2%) เมื่อออกซิเจนถูกเป่าผ่าน ซิลิคอนจะถูกออกซิไดซ์เป็นครั้งแรก และปล่อยความร้อนออกมาเป็นจำนวนมาก เป็นผลให้อุณหภูมิเริ่มต้นของเหล็กหล่อจากประมาณ 1300° C เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเป็น 1,500-1600° C การเผาไหม้ที่ 1% Si จะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 200° C ที่อุณหภูมิประมาณ 1,500° C การเผาไหม้คาร์บอนอย่างรุนแรงจะเริ่มต้นขึ้น นอกจากนี้ เหล็กยังออกซิไดซ์อย่างเข้มข้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงสิ้นสุดของการสูญเสียซิลิคอนและคาร์บอน:

ศรี + O2 = SiO2

2C + O2 = 2CO

2Fe + O2 = 2FeO

เหล็กมอนนอกไซด์ FeO ที่ได้จะละลายได้ดีในเหล็กหล่อหลอมเหลวและบางส่วนเข้าไปในเหล็กและบางส่วนทำปฏิกิริยากับ SiO2 และในรูปของเหล็กซิลิเกต FeSiO3 จะเข้าสู่ตะกรัน:

เฟ2O + SiO2 = เฟ2O3

ฟอสฟอรัสถ่ายโอนจากเหล็กหล่อไปยังเหล็กกล้าโดยสมบูรณ์ ดังนั้น P2O5 ที่มี SiO2 มากเกินไปจึงไม่สามารถทำปฏิกิริยากับออกไซด์พื้นฐานได้ เนื่องจาก SiO2 ทำปฏิกิริยารุนแรงกับออกไซด์อย่างหลัง ดังนั้นเหล็กหล่อฟอสฟอรัสจึงไม่สามารถแปรรูปเป็นเหล็กได้ด้วยวิธีนี้

กระบวนการทั้งหมดในคอนเวอร์เตอร์ดำเนินไปอย่างรวดเร็ว - ภายใน 10-20 นาที เนื่องจากออกซิเจนในอากาศที่ถูกเป่าผ่านเหล็กหล่อจะทำปฏิกิริยากับสารที่เกี่ยวข้องทันทีทั่วทั้งปริมาตรของโลหะ เมื่อเป่าด้วยอากาศที่อุดมด้วยออกซิเจน กระบวนการจะถูกเร่ง คาร์บอนมอนอกไซด์ CO เกิดขึ้นเมื่อคาร์บอนเผาไหม้ ไหลพุ่งขึ้นไปและเผาไหม้ที่นั่น ก่อตัวเป็นคบไฟที่มีเปลวไฟอยู่เหนือคอของคอนเวอร์เตอร์ ซึ่งจะลดลงเมื่อคาร์บอนเผาไหม้แล้วหายไปโดยสิ้นเชิง ซึ่งทำหน้าที่เป็นสัญญาณของการสิ้นสุดของ กระบวนการ. เหล็กที่ได้จะมีปริมาณเหล็กมอนนอกไซด์ FeO ที่ละลายอยู่เป็นจำนวนมาก ซึ่งจะทำให้คุณภาพของเหล็กลดลงอย่างมาก ดังนั้นก่อนการหล่อเหล็กจะต้องถูกกำจัดออกซิไดซ์โดยใช้สารกำจัดออกซิไดซ์หลายชนิด - เฟอร์โรซิลิคอน, ฟีโรแมงกานีสหรืออลูมิเนียม:

2FeO + ศรี = 2Fe + SiO2

เฟ2O + Mn = เฟ2+ MnO

3FeO + 2Al = 3Fe + Al2O3

แมงกานีสมอนนอกไซด์ MnO เนื่องจากออกไซด์หลักทำปฏิกิริยากับ SiO2 และสร้างแมงกานีสซิลิเกต MnSiO3 ซึ่งกลายเป็นตะกรัน อะลูมิเนียมออกไซด์ซึ่งเป็นสารที่ไม่ละลายภายใต้สภาวะเหล่านี้ก็จะลอยขึ้นไปด้านบนและกลายเป็นตะกรัน แม้จะมีความเรียบง่ายและให้ผลผลิตสูง แต่วิธีการ Bessemer ยังไม่แพร่หลายเพียงพอเนื่องจากมีข้อเสียที่สำคัญหลายประการ ดังนั้นเหล็กหล่อสำหรับวิธี Bessemer จะต้องมีฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์ในปริมาณต่ำที่สุด ซึ่งไม่สามารถทำได้เสมอไป ด้วยวิธีนี้ โลหะจะเกิดการเหนื่อยหน่ายอย่างมาก และผลผลิตของเหล็กมีเพียง 90% ของมวลเหล็กหล่อ และยังมีการใช้สารกำจัดออกซิไดซ์จำนวนมากอีกด้วย ข้อเสียร้ายแรงคือการไม่สามารถควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กได้

เหล็ก Bessemer มักจะมีคาร์บอนน้อยกว่า 0.2% และใช้เป็นเหล็กอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตลวด สลักเกลียว เหล็กมุงหลังคา ฯลฯ

วิธีโทมัส

วิธี Thomas แปรรูปเหล็กหล่อที่มีปริมาณฟอสฟอรัสสูง (มากถึง 2% หรือมากกว่า) ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างวิธีนี้กับวิธี Bessemer คือเยื่อบุคอนเวอร์เตอร์ทำจากแมกนีเซียมและแคลเซียมออกไซด์ นอกจากนี้ยังเติม CaO มากถึง 15% ลงในเหล็กหล่อ เป็นผลให้สารที่ก่อให้เกิดตะกรันมีออกไซด์มากเกินไปพร้อมคุณสมบัติพื้นฐาน

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ฟอสเฟตแอนไฮไดรด์ P2O5 ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของฟอสฟอรัส ทำปฏิกิริยากับ CaO ส่วนเกินเพื่อสร้างแคลเซียมฟอสเฟตและเข้าไปในตะกรัน:

4P + 5O2 = 2P2O5

P2O5 + 3CaO = Ca3(PO4)2

ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของฟอสฟอรัสเป็นหนึ่งในแหล่งความร้อนหลักในวิธีนี้ เมื่อเผาฟอสฟอรัส 1% อุณหภูมิของคอนเวอร์เตอร์จะเพิ่มขึ้น 150 ° C ซัลเฟอร์จะถูกปล่อยลงในตะกรันในรูปของแคลเซียมซัลไฟด์ CaS ซึ่งไม่ละลายในเหล็กหลอมเหลวซึ่งเกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันของ FeS ที่ละลายน้ำได้กับ CaO ตามปฏิกิริยา:

FeS + CaO = FeO + CaS

กระบวนการหลังทั้งหมดเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกับวิธี Bessemer ข้อเสียของวิธี Thomas ก็เหมือนกับวิธี Bessemer เหล็กโทมัสยังเป็นเหล็กคาร์บอนต่ำและใช้เป็นเหล็กทางเทคนิคสำหรับการผลิตลวด เหล็กมุงหลังคา ฯลฯ

เปิดเตาเผา

วิธีการเปิดเตาแตกต่างจากวิธีการแปลงตรงที่การเผาไหม้คาร์บอนส่วนเกินในเหล็กหล่อเกิดขึ้นไม่เพียงเนื่องจากออกซิเจนในบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงออกซิเจนของเหล็กออกไซด์ซึ่งถูกเติมเข้าไปในรูปของแร่เหล็กและเศษเหล็กที่เป็นสนิม

เตาเผาแบบเปิดประกอบด้วยอ่างหลอมที่ปกคลุมไปด้วยซุ้มอิฐทนไฟและห้องรีเจนเนอเรเตอร์พิเศษสำหรับอุ่นอากาศและก๊าซที่ติดไฟได้ ตัวสร้างใหม่จะเต็มไปด้วยการบรรจุด้วยอิฐทนไฟ เมื่อรีเจนเนอเรเตอร์สองตัวแรกได้รับความร้อนจากก๊าซในเตาหลอม ก๊าซและอากาศที่ติดไฟได้จะถูกเป่าเข้าไปในเตาเผาผ่านรีเจนเนอเรเตอร์ตัวที่สามและสี่ที่มีความร้อนแดง หลังจากนั้นครู่หนึ่ง เมื่อรีเจนเนอเรเตอร์สองเครื่องแรกร้อนขึ้น การไหลของก๊าซจะหันไปในทิศทางตรงกันข้าม เป็นต้น

อ่างหลอมของเตาเผาแบบเปิดที่ทรงพลังมีความยาวสูงสุด 16 ม. กว้างสูงสุด 6 ม. และสูงมากกว่า 1 ม. ความจุของอ่างดังกล่าวมีเหล็กถึง 500 ตัน เศษเหล็กและแร่เหล็กจะถูกบรรจุลงในอ่างถลุง หินปูนยังถูกเติมลงในส่วนผสมเป็นฟลักซ์ อุณหภูมิเตาอบจะอยู่ที่ 1600-1650° C ขึ้นไป การเผาไหม้ของคาร์บอนและสิ่งสกปรกในเหล็กหล่อในช่วงแรกของการหลอมเกิดขึ้นสาเหตุหลักมาจากออกซิเจนส่วนเกินในส่วนผสมที่ติดไฟได้ซึ่งมีปฏิกิริยาเช่นเดียวกับในคอนเวอร์เตอร์และเมื่อชั้นตะกรันก่อตัวเหนือเหล็กหล่อหลอมเหลว - เนื่องจากเหล็กออกไซด์

4Fe2O3 + 6Si = 8Fe + 6SiO2

2Fe2O3 + 6Mn = 4Fe + 6MnO

เฟ2O3 + 3C = 2เฟ + 3CO

5Fe2O3 + 2P = 10FeO + P2O5

เฟ2O + C = เฟ2O

เนื่องจากปฏิกิริยาของออกไซด์พื้นฐานและเป็นกรดจึงเกิดซิลิเกตและฟอสเฟตซึ่งกลายเป็นตะกรัน ซัลเฟอร์ยังเข้าไปในตะกรันในรูปของแคลเซียมซัลไฟด์:

MnO + SiO2 = MnSiO3

3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2

FeS + CaO = FeO + CaS

เตาเผาแบบเปิด เช่น คอนเวอร์เตอร์ จะทำงานเป็นระยะๆ หลังจากการหล่อเหล็กแล้ว เตาจะถูกโหลดอีกครั้งด้วยประจุ ฯลฯ กระบวนการเปลี่ยนเหล็กหล่อเป็นเหล็กในเตาแบบเปิดนั้นค่อนข้างช้าใน 6-7 ชั่วโมง ในเตาเผาแบบเปิดคุณสามารถปรับองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กได้ไม่เหมือนคอนเวอร์เตอร์โดยการเติมเศษเหล็กและแร่ลงในเหล็กหล่อในสัดส่วนหนึ่งหรืออย่างอื่น ก่อนสิ้นสุดการหลอม ความร้อนของเตาจะหยุดลง ตะกรันจะถูกระบายออก จากนั้นจึงเติมกรดออกไซด์ โลหะผสมเหล็กสามารถผลิตได้ในเตาไฟแบบเปิด เมื่อต้องการทำเช่นนี้ โลหะหรือโลหะผสมที่เหมาะสมจะถูกเติมลงในเหล็กเมื่อสิ้นสุดกระบวนการหลอม

วิธีไฟฟ้าความร้อน

วิธีการไฟฟ้าความร้อนมีข้อดีหลายประการเหนือวิธีเตาแบบเปิด และโดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีคอนเวอร์เตอร์ วิธีนี้ทำให้ได้เหล็กคุณภาพสูงมากและควบคุมองค์ประกอบทางเคมีได้อย่างแม่นยำ การเข้าถึงเตาไฟฟ้าด้วยอากาศไม่มีนัยสำคัญดังนั้นจึงเกิดเหล็กมอนอกไซด์ FeO น้อยกว่ามากซึ่งทำให้เหล็กปนเปื้อนและลดคุณสมบัติของมัน อุณหภูมิในเตาไฟฟ้าไม่ต่ำกว่า 2000° C ซึ่งช่วยให้สามารถหลอมเหล็กโดยใช้ตะกรันพื้นฐานสูง (ซึ่งละลายได้ยาก) ซึ่งฟอสฟอรัสและกำมะถันจะถูกกำจัดออกอย่างสมบูรณ์ยิ่งขึ้น นอกจากนี้เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงมากในเตาไฟฟ้าจึงเป็นไปได้ที่จะผสมเหล็กกับโลหะทนไฟ - โมลิบดีนัมและทังสเตน แต่เตาไฟฟ้าใช้พลังงานไฟฟ้ามาก ถึง 800 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง ต่อเหล็ก 1 ตัน ดังนั้นวิธีนี้จึงใช้ในการผลิตเหล็กพิเศษคุณภาพสูงเท่านั้น

เตาไฟฟ้ามีความจุที่แตกต่างกัน - ตั้งแต่ 0.5 ถึง 180 ตัน เยื่อบุเตามักจะทำจากเตาหลัก (ด้วย CaO และ MgO) องค์ประกอบของประจุอาจแตกต่างกัน บางครั้งประกอบด้วยเศษเหล็ก 90% และเหล็กหล่อ 10% บางครั้งเหล็กหล่อมีสารเติมแต่งในสัดส่วนแร่เหล็กและเศษเหล็กเป็นส่วนใหญ่ นอกจากนี้ยังเติมหินปูนหรือมะนาวลงในส่วนผสมเป็นฟลักซ์ กระบวนการทางเคมีระหว่างการถลุงเหล็กในเตาไฟฟ้าจะเหมือนกับในเตาแบบเปิด

คุณสมบัติของเหล็ก

คุณสมบัติทางกายภาพ

ความหนาแน่น ρ µ 7.86 ก./ซม.3; สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น α = 11 ... 13 10−6 K−1;

ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน k = 58 W / (m K);

โมดูลัสของ Young E = 210 GPa;

โมดูลัสแรงเฉือน G = 80 GPa;

อัตราส่วนของปัวซอง ν = 0.28 ... 0.30;

ความต้านทาน (20 °C, คาร์บอน 0.37-0.42%) = 1.71 10−7 โอห์ม · ม.

เพิร์ลไลต์เป็นส่วนผสมยูเทคตอยด์ที่มีสองเฟส ได้แก่ เฟอร์ไรต์และซีเมนไทต์ ประกอบด้วยซีเมนไทต์ 1/8 ดังนั้นจึงมีความแข็งแรงและความแข็งเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเฟอร์ไรต์ ดังนั้นเหล็กไฮโปยูเทคตอยด์จึงมีความเหนียวมากกว่าเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์มาก

เหล็กมีคาร์บอนสูงถึง 2.14% รากฐานของวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับเหล็กในฐานะโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน คือแผนภาพเฟสของโลหะผสมของเหล็ก-คาร์บอน ซึ่งเป็นการแสดงสถานะเฟสของโลหะผสมของเหล็ก-คาร์บอนแบบกราฟิก ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและอุณหภูมิ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและคุณสมบัติอื่น ๆ ของเหล็ก จึงมีการใช้อัลลอยด์ วัตถุประสงค์หลักของการผสมเหล็กส่วนใหญ่คือเพื่อเพิ่มความแข็งแรงโดยการละลายองค์ประกอบอัลลอยด์ในเฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ เกิดเป็นคาร์ไบด์และเพิ่มความสามารถในการชุบแข็ง นอกจากนี้ องค์ประกอบโลหะผสมยังช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน ทนความร้อน ทนความร้อน ฯลฯ องค์ประกอบต่างๆ เช่น โครเมียม แมงกานีส โมลิบดีนัม ทังสเตน วานาเดียม และไทเทเนียมเกิดเป็นคาร์ไบด์ แต่นิกเกิล ซิลิคอน ทองแดง และอลูมิเนียมไม่ก่อให้เกิดคาร์ไบด์ นอกจากนี้ องค์ประกอบโลหะผสมยังช่วยลดอัตราการทำความเย็นที่สำคัญในระหว่างการดับ ซึ่งจะต้องนำมาพิจารณาเมื่อกำหนดโหมดการดับ (อุณหภูมิความร้อนและตัวกลางทำความเย็น) ด้วยองค์ประกอบโลหะผสมจำนวนมาก โครงสร้างจึงสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของประเภทโครงสร้างใหม่เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอน

การแปรรูปเหล็ก

ประเภทของการบำบัดความร้อน

เหล็กในสถานะเริ่มต้นนั้นค่อนข้างเป็นพลาสติก ซึ่งสามารถแปรรูปได้โดยการเสียรูป: การตี การรีด การปั๊ม คุณลักษณะเฉพาะของเหล็กคือความสามารถในการเปลี่ยนคุณสมบัติทางกลอย่างมีนัยสำคัญหลังการอบชุบโดยสาระสำคัญคือการเปลี่ยนโครงสร้างของเหล็กในระหว่างการทำความร้อนการถือครองและการทำความเย็นตามระบอบการปกครองพิเศษ การบำบัดความร้อนประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

การหลอม;

การทำให้เป็นมาตรฐาน;

ชุบแข็ง;

วันหยุด.

ยิ่งเหล็กมีคาร์บอนมากเท่าไร หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนก็จะยิ่งแข็งขึ้นเท่านั้น เหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนสูงถึง 0.3% (เหล็กทางเทคนิค) ไม่สามารถชุบแข็งได้ในทางปฏิบัติ

การเติมคาร์บอน (C) จะเพิ่มความแข็งผิวของเหล็กอ่อนเนื่องจากความเข้มข้นของคาร์บอนที่เพิ่มขึ้นในชั้นผิว

คำถามที่ 13 การจำแนกประเภทของเหล็กตามโครงสร้างและวัตถุประสงค์

ตามโครงสร้าง:

1) ไฮโปยูเทคตอยด์ (คาร์บอน 0-0.8) ที่พบในโครงสร้างนี้ เฟอร์ไรท์และเพิร์ลไลท์ ยังไง< С, тем >เพอร์ไลต์ เหล็กจะแข็งแรงกว่า

2) ยูเทคตอยด์ (C=0.8) โครงสร้างมีเพียงมุกไลต์ เหล็กจึงแข็งแรง

3) แอฟเทคตอยด์ (C 0.8-2.14) พวกมันมีชั้นที่สองของ P และ C พวกมันแข็งมาก มีความหนืดน้อยลงและเป็นพลาสติก

ตามวัตถุประสงค์:

1) โครงสร้าง (C 0.8-2.14) เป็นเหล็กที่ค่อนข้างแข็งแรง สามารถรีด เชื่อมได้ดี

2) วิศวกรรมเครื่องกล (ค 0.3-0.8) พวกเขามีเพอร์ไลต์มากกว่า ดังนั้นจึงดูทีวีได้มากกว่าวัสดุก่อสร้าง แม้ว่าความหนืดและความเหนียวจะลดลงก็ตาม

3) เครื่องมือ (C จาก 0.7-1.3) เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนสูง แข็งมาก ไม่เหนียว

4) เหล็กหล่อ - โลหะผสมใช้สำหรับการหล่อเหล็ก ค=0.035. เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ