Pre-eutektoid stål: struktur, egenskaper, produksjon og anvendelse

Bruken av karbonstål i stor utstrekninger vanlig innen bygg og industri. En gruppe av såkalt teknisk jern har mange fordeler som bestemmer økt ytelse av ferdige produkter og strukturer. Sammen med de optimale egenskapene til styrke og motstand mot belastninger, har slike legeringer også fleksible dynamiske egenskaper. Spesielt er det pre-eutektoidstål, som også har en stor prosentandel karbonholdige blandinger, verdsatt for sin høye duktilitet. Men dette er ikke alle fordelene med denne typen høystyrkt jern.

Generell informasjon om legeringen

En særegen egenskap av stål er tilstedeværelsen istruktur av spesielle dopede urenheter og karbon. Faktisk er innholdet av karbon bestemt av pre-eutektoid legering. Her er det viktig å skille mellom den klassiske eutektoid og lebedebury-stålet, som har mye felles med det beskrevne antall teknisk jern. Hvis vi vurderer den strukturelle klassen av stål, vil pre-eutektoid legeringen referere til eutektoider, men inneholder dopte ferriter og perlitter. Hovedforskjellen fra hypereutectoid er nivået av karbon, som er under 0,8%. Overskridelse av denne indeksen gjør at vi kan henvise stål til høyverdige eutektoider. På noen måter er motsatt av pre-eutektoid hypereutektoidstål, som også inneholder sekundære urenheter av karbider i tillegg til perlit. Dermed er det to hovedfaktorer som gjør det mulig å isolere de pre-eutektoidale legeringer fra den generelle gruppen eutektoider. For det første er dette et relativt lite innhold av karbon, og for det andre er det et spesielt sett av urenheter, med utgangspunkt i ferrit.

Produksjonsteknologi

Generell produksjonsprosesspre-eutektoid stål ligner produksjonen av andre legeringer. Det vil si at de samme teknikkene brukes, men i andre konfigurasjoner. Spesiell oppmerksomhet til pre-eutektoid stål i den delen av å oppnå sin spesifikke struktur. For dette formål er teknologien for å sikre nedbrytning av austenitt på bakgrunn av kjøling involvert. I sin tur er austenitt en kombinert blanding som inneholder samme ferrit og perlit. Ved å justere intensiteten til oppvarming og kjøling, kan teknikere styre dispersjonen av dette additivet, som i siste instans påvirker dannelsen av forskjellige operasjonelle kvaliteter av materialet.

Imidlertid er karbonindikatoren gitt avperlitt, forblir på samme nivå. Selv om etterfølgende annealing kan korrigere dannelsen av mikrostrukturen, vil karboninnholdet være innenfor 0,8%. Den obligatoriske scenen i prosessen med dannelse av stålkonstruksjonen er normalisering. Denne prosedyren er nødvendig for fraksjonal optimering av korn av samme austenitt. Med andre ord, partikler av ferrit og perlit reduseres til optimale størrelser, noe som ytterligere forbedrer de tekniske og fysiske egenskapene til stål. Dette er en kompleks prosess, hvor mye avhenger av kvaliteten på oppvarmingsreguleringen. Hvis temperaturregimet overskrides, kan den motsatte effekten tilveiebringes - en økning i austenittkornene.

Annealing av stål

Det praktiseres å bruke flere metoderannealing. Teknene for fullstendig og ufullstendig glødemiddel er fundamentalt forskjellige. I det første tilfellet oppstår en intens oppvarming av austenitten til en kritisk temperatur, hvoretter kjølingen normaliseres. Her nedbrytes austenitt. Som regel utføres fullstendig annealing av stål i 700-800 ° C modus. Termisk behandling på dette nivået aktiverer bare prosessene for forfall av ferritelementer. Kjølehastigheten kan også justeres, for eksempel vedlikeholdspersonalet kan kontrollere kameraets dør ved å lukke eller åpne den. De nyeste modellene av isotermiske ovner i automatisk modus kan utføre langsom avkjøling i samsvar med det angitte programmet.

Med hensyn til ufullstendig annealing produseres dennår den oppvarmes med en temperatur over 800 ° C. Imidlertid er det alvorlige begrensninger på retensjonstidspunktet for den kritiske temperatureffekten. Av denne grunn oppstår ufullstendig annealing, som et resultat av hvilken ferrit ikke forsvinner. Følgelig elimineres mange mangler i strukturen til fremtidig materiale. Hvorfor trenger vi en slik annealing av stål hvis det ikke forbedrer fysiske egenskaper? Faktisk er det den ufullstendige varmebehandlingen som gjør det mulig å bevare den myke strukturen. Det endelige materialet kan ikke være påkrevd i alle anvendelsesområder som er typiske for karbonstål som sådan, men det vil tillate å lett bearbeide. Den myke pre-eutektoidlegeringen kan klippes uten vanskeligheter og er billigere å gjøre i produksjonsprosessen.

Normalisering av legeringen

Etter avfyring,varmebehandling. Isoler driften av normalisering og oppvarming. I begge tilfeller er det et spørsmål om den termiske virkningen på arbeidsstykket, hvor temperaturen kan overstige 1000 ° C. Men i seg selv oppstår normalisering av de pre-eutektoidstål etter fullføring av varmebehandlingen. På dette stadiet begynner kjølingen i en rolig luft, hvor aldringen foregår til den fine austenitten er helt dannet. Det vil si at oppvarming er en slags forberedende operasjon før legeringen blir til en normalisert tilstand. Hvis vi snakker om konkrete strukturelle endringer, blir de oftest uttrykt for å redusere størrelsen på ferrit og perlit, samt å øke hardheten. Styrkeegenskapene til partikler øker i forhold til lignende egenskaper oppnådd ved annealing prosedyrer.

Etter normalisering, en annenoppvarming med lang eksponering. Arbeidsstykket avkjøles deretter, og dette trinnet kan utføres på forskjellige måter. Det endelige pre-eutektoid-stål er oppnådd enten i luft eller i en langsom-avkjølingsovn. Som praksis viser, er den mest avanserte legeringen dannet ved å bruke den fullstendige teknologien til normalisering.

Innflytelsen av temperatur på strukturen av legeringen

Forstyrrelser av temperatur i formasjonsprosessenStrukturen av stål begynner med det øyeblikket ferrit-sementittmassen omdannes til austenitt. Perlitt går med andre ord inn i en tilstand av en funksjonell blanding, som delvis danner grunnlaget for dannelsen av høyfast stål. Ved neste trinn av termisk virkning blir herdet stål kvitt overflødig ferrit. Som allerede nevnt, ikke alltid bli kvitt det helt, som i tilfelle ufullstendig annealing. Men den klassiske pre-eutektoid legeringen foreslår fortsatt eliminering av denne austenittkomponenten. I neste fase foregår allerede optimalisering av eksisterende komposisjon med forventning om å danne en optimalisert struktur. Det vil si at det er en nedgang i legeringspartiklene med oppkjøpet av økte styrkeegenskaper.

Isotermisk transformasjon med superkjølten blanding av austenitter kan utføres i forskjellige moduser, og temperaturnivået er bare en av parametrene styrt av teknologen. Peakintervaller av termisk virkning, kjølehastighet, etc. varierer også. Avhengig av den valgte normaliseringsmodus oppnås herdet stål med noen tekniske og fysiske egenskaper. Det er også på dette stadiet at det er mulig å sette bestemte driftsegenskaper. Et levende eksempel er en legering med en myk struktur, oppnådd med henblikk på effektiv viderebehandling. Men oftest er produsentene orientert mot sluttbrukerens behov og krav til de grunnleggende tekniske og operasjonelle egenskapene til metallet.

Struktur av stål

Normaliseringsmodus ved en temperatur på 700° C forårsaker dannelsen av en struktur der grunnlaget vil være korn av ferriter og perlitter. Forresten, hypereutectoid stål i stedet for ferrit har sementitt i strukturen. Ved romtemperatur er mengden overskytende ferrit også kjent i den vanlige tilstand, selv om denne del er minimert med økende karbon. Det er viktig å understreke at strukturen av stål i liten grad avhenger av karboninnholdet. Det påvirker praktisk talt ikke oppførselen til hovedkomponentene i samme varmeprosess, og nesten alt er konsentrert i perlitten. Faktisk perlitt, og kan bestemme nivået av karboninnhold - som regel er dette en ubetydelig mengde.

En annen strukturell nyanse er interessant. Faktum er at partiklene av perlit og ferrit har samme spesifikke tyngdekraften. Dette betyr at ved antall av en av disse komponentene i totalmassen, kan du finne ut hva det totale arealet som er okkupert av det er. Dermed undersøkes overflatene av mikroseksjoner. Avhengig av modusen der det pre-eutektoidstål ble oppvarmet, dannes fraksjonelle parametere av austenittpartiklene. Men dette skjer nesten i et individuelt format med dannelsen av unike verdier - det er en annen sak at grensene for ulike indikatorer forblir standard.

Egenskaper for pre-eutektoid stål

Dette metallet tilhører lavkarbonstål, så spesiell ytelse fra ham burde ikke vente. Det er nok å si at i styrkeegenskaper denne legeringen mister betydelig eutektoider. Dette skyldes forskjeller i strukturen. Faktum er at pre-eutektoid klasse av stål med innholdet av overskytende ferritter er dårligere i styrke til analogene som har sementitt i struktursettet. Delvis av denne grunn anbefaler teknikere bruken av legeringer for byggebransjen, i produksjonen der avfyringsoperasjonen med forskyvning av ferriter ble maksimalt realisert.

Hvis vi snakker om positive eksepsjonelleEgenskaper av dette materialet, de består i plastisitet, motstand mot naturlige biologiske prosesser av ødeleggelse, etc. I tillegg til dette kan herding av pre-eutektoidstålene legge til metall og en rekke ytterligere kvaliteter. For eksempel kan det økes termisk stabilitet, og mangel på predisponering mot korrosjonsprosesser, samt en rekke beskyttende egenskaper som er forbundet med konvensjonelle lavkarbonlegeringer.

Bruksområder

Til tross for en viss reduksjon i styrkeegenskaper på grunn av metall som hører til klassen av ferrittiske stål, er dette materialet fordeles på de forskjellige områder. For eksempel i maskinteknikk brukt deler laget av stål doevtektoidnyh. En annen ting som bruker høyverdige legeringer, ble fremstillingen av det som var avansert teknologi avfyring og normalisering. Også strukturen av pro-eutektoid stål med et lavt innhold av ferritt kan ved hjelp av metall ved fremstilling av bygningskonstruksjoner. Videre er rimelig pris for noen graderinger av stål av denne typen gjør det mulig å regne med betydelige besparelser. Noen ganger, ved fremstilling av byggematerialer og stålmoduler ikke krever høyere styrke, men krever slitestyrke og elastisitet. I slike tilfeller bare begrunnet søknad doevtektoidnyh legeringer.

produksjon

Fremstilling, forberedelse og utgivelseMange bedrifter er engasjert i pre-eutektoid metall i Russland. For eksempel produserer Ural Non-Ferro Metals Plant (UZTSM) flere typer stål av denne typen, og tilbyr ulike sett med tekniske og fysiske egenskaper til forbrukeren. Ural Steel Plant produserer ferrit stål, som inkluderer legeringer av høy kvalitet. I tillegg er spesielle modifikasjoner av legeringer tilgjengelig i området, inkludert høytemperatur, høykrom og rustfritt metaller.

Blant de største produsentene kan identifiseres ogbedriften "Metalloinvest". Kapasiteten til dette selskapet produserer strukturelle stål med en pre-eutektoid struktur, konstruert for bruk i konstruksjon. For øyeblikket opererer stålfabrikken i selskapet i henhold til nye standarder, noe som gjør det mulig å forbedre det svake punktet av ferritlegeringer - styrkeindeks. Spesielt arbeider selskapets teknikere med å øke spenningsintensitetsfaktoren, på optimalisering av seigheten og utmattelsesmotstanden til materialet. Dette gjør at vi kan tilby legeringer av nesten universell formål.

konklusjon

Det er flere tekniske og operativeegenskaper av industrielle og byggemetaller, som anses å være grunnleggende og regelmessig bedre. Men ettersom strukturer og teknologiske prosesser blir mer komplekse, oppstår nye krav til elementbasen. I dette henseende manifesterer pre-eutektoid stål klart, hvor forskjellige ytelseskvaliteter er konsentrert. Bruken av dette metallet er berettiget ikke i tilfeller der det er behov for en del med flere ultrahøye indekser, men i situasjoner der spesielle atypiske sett med forskjellige egenskaper er påkrevd. I dette tilfellet viser metallet et eksempel på en kombinasjon av fleksibilitet og plastisitet med optimal slagfasthet og de grunnleggende beskyttende egenskapene som er karakteristiske for de fleste karbonlegeringer.