Pred eutektoidni čelik: struktura, svojstva, proizvodnja i primjena

Opsežno korištenje ugljičnih čelikaje česta u građevinarstvu i industriji. Skupina takozvanog tehničkog željeza ima mnoge prednosti koje određuju povećanu učinkovitost gotovih proizvoda i struktura. Uz optimalne karakteristike čvrstoće i otpornosti na opterećenja, takve legure imaju fleksibilna dinamička svojstva. Konkretno, pre-eutektoidni čelik, koji također ima veliki postotak ugljikovih smjesa, vrijedan je zbog svoje visoke duktilnosti. Ali to nije sve prednosti ove vrste željeza visoke čvrstoće.

Opće informacije o leguri

Osobitost čelika je prisutnost ustruktura posebnih dopiranih nečistoća i ugljika. Zapravo, sadržaj ugljika određuje se pred-eutektoidnom slitinom. Ovdje je važno razlikovati klasični eutektoid, kao i lebedebury čelik koji ima mnogo zajedničkog s opisanom tehnikom željeza. Ako uzmemo u obzir strukturne klase čelika, pred-eutektoidna legura će se odnositi na eutektoide, ali sadrže dopiran ferit i perlit. Glavna razlika od hipereutektoida je razina ugljika, koja je ispod 0,8%. Prekoračenje ovog pokazatelja omogućuje nam da preporučujemo čelik na eutektoide visokog stupnja. Na neki način, suprotno od pred-eutektoida je hipereutektoidni čelik koji također sadrži sekundarne nečistoće karbida uz perlit. Dakle, postoje dva glavna čimbenika koji omogućuju izoliranje predeutektoidnih legura iz opće skupine eutektoida. Prvo, to je relativno mali sadržaj ugljika, a drugo, to je poseban skup nečistoća, čija je osnova ferit.

Proizvodna tehnologija

Opći proizvodni procespred-eutektoidni čelik sličan je proizvodnji drugih legura. To jest, koriste se iste tehnike, ali u drugim konfiguracijama. Posebna pažnja posvećuje se pre-eutektoidnom čeliku u dijelu dobivanja njegove specifične strukture. U tu svrhu, uključena je tehnologija koja osigurava razgradnju austenita na pozadini hlađenja. Zauzvrat, austenit je kombinirana mješavina koja uključuje isti ferit i perlit. Podešavanjem intenziteta grijanja i hlađenja, tehnolozi mogu kontrolirati disperziju ovog aditiva, što u konačnici utječe na formiranje različitih operativnih svojstava materijala.

Međutim, pokazatelj ugljika koji pružaperlit, ostaje na istoj razini. Iako naknadno žarenje može ispraviti formiranje mikrostrukture, sadržaj ugljika će biti unutar 0,8%. Obavezna etapa u procesu formiranja čelične konstrukcije je normalizacija. Ovaj postupak je potreban za frakcijsku optimizaciju zrna iste austenita. Drugim riječima, čestice ferita i perlita su smanjene na optimalne veličine, što dodatno poboljšava tehnička i fizička svojstva čelika. Ovo je složen proces, u kojem mnogo ovisi o kvaliteti regulacije grijanja. Ako se prekorači temperaturni režim, može se osigurati suprotan učinak - povećanje austenitnih zrna.

Nagrizanje čelika

Primjenjuje se nekoliko metodažarenja. Tehnike potpune i nepotpune žarenja temeljno su različite. U prvom slučaju dolazi do intenzivnog zagrijavanja austenita do kritične temperature, nakon čega se hlađenje normalizira. Ovdje, austenit se raspada. U pravilu, kompletno žarenje čelika izvodi se u načinu rada 700-800 ° C. Termička obrada na ovoj razini samo aktivira procese propadanja feritnih elemenata. Brzina hlađenja može se podesiti, na primjer, osoblje za održavanje može kontrolirati vrata fotoaparata zatvaranjem ili otvaranjem. Najnoviji modeli izotermnih peći u automatskom načinu rada mogu provoditi sporo hlađenje u skladu s navedenim programom.

Što se tiče nepotpunog žarenja, proizvodi sekada se zagrijava iznad temperature iznad 800 ° C. Međutim, postoje ozbiljna ograničenja na vrijeme zadržavanja kritičnog učinka temperature. Zbog toga dolazi do nepotpune žarenja, zbog čega ferit ne nestaje. Posljedično, mnogi nedostaci u strukturi budućeg materijala nisu eliminirani. Zašto nam je potrebno takvo žarenje čelika ako to ne poboljšava fizičke osobine? Zapravo, to je nepotpuna toplinska obrada koja omogućuje očuvanje mekane strukture. Konačni materijal ne mora biti potreban u svakoj sferi primjene tipičnih za ugljične čelike kao takav, ali omogućit će lak za obradu. Meka pre-eutektoidna legura može se rezati bez poteškoća i jeftinija za proizvodnju.

Normalizacija legure

Nakon pucanja,toplinsku obradu. Izolirajte rad normalizacije i grijanja. U oba slučaja riječ je o toplinskoj akciji na izratku, pri čemu temperatura može premašiti 1000 ° C. No, sama po sebi normalizacija pre-eutektoidnih čelika događa se nakon završetka toplinske obrade. U ovoj fazi, hlađenje započinje mirnim zrakom pri kojem se starenje odvija sve dok se potpuno ne formira fino austenit. To jest, grijanje je vrsta pripremne operacije prije nego što se legura dovede u normalizirano stanje. Ako govorimo o specifičnim strukturnim promjenama, najčešće se izražavaju u smanjenju veličine ferita i perlita, kao i povećanju njihove tvrdoće. Svojstva čvrstoće čestica povećavaju se u usporedbi s sličnim karakteristikama postignutim postupcima žarenja.

Nakon normalizacije, drugipostupak grijanja s dugim izlaganjem. Radni dio se zatim hladi, a ovaj se korak može izvesti na različite načine. Konačni pre-eutektoidni čelik dobiva se bilo u zraku ili u peći za sporo hlađenje. Kao što pokazuje praksa, dobiva se najkvalitetnija legura uz pomoć potpune tehnologije normalizacije.

Utjecaj temperature na strukturu legure

Interferencija temperature u procesu stvaranjaStruktura čelika počinje s trenom kada se feritno-cementitska masa prevodi u austenit. Drugim riječima, perlit prelazi u stanje funkcionalne mješavine koja djelomično postaje osnova za stvaranje čelika visoke čvrstoće. U sljedećoj fazi toplinske akcije otvrdnuli čelik se oslobađa od suviška ferita. Kao što je već napomenuto, ne uvijek se potpuno riješite, kao u slučaju nepotpune žarenja. No, klasična predeutektoidna slitina još uvijek ukazuje na uklanjanje ove austenitne komponente. U sljedećoj fazi optimizacija postojećeg sastava već se odvija uz očekivanje formiranja optimizirane strukture. To znači da je smanjenje čestica legure sa stjecanjem povećanih svojstava čvrstoće.

Izotermna transformacija s nadtlakommješavina austenita može se provesti u različitim oblicima i razina temperature je samo jedan od parametara koji kontrolira tehnolozi. Razlike u vršnim toplinskim djelovanjima, brzini hlađenja itd. Ovisno o odabranom načinu normalizacije, dobiva se očvrsnuti čelik s nekim tehničkim i fizičkim karakteristikama. Također je u ovoj fazi moguće postaviti specifična operativna svojstva. Živi primjer je legura s mekom strukturom, dobivena u svrhu učinkovite daljnje obrade. Najčešće su proizvođači orijentirani prema potrebama krajnjeg korisnika i njegovim zahtjevima prema osnovnim tehničkim i operativnim svojstvima metala.

Struktura čelika

Način normalizacije na temperaturi od 700 ° C° C uzrokuje stvaranje strukture u kojoj će osnova biti žitarice feritnih i perlita. Usput, hipereutektoidni čelici umjesto ferita imaju cementit u strukturi. Na sobnoj temperaturi, količina suviška ferita je također uočena u uobičajenom stanju, iako je ovaj dio minimaliziran s povećanjem ugljika. Važno je naglasiti da struktura čelika u maloj mjeri ovisi o sadržaju ugljika. To praktički ne utječe na ponašanje glavnih komponenata u istom procesu grijanja, a gotovo je sve koncentrirano u perlit. Zapravo, perlit i može odrediti razinu sadržaja ugljika - u pravilu, to je beznačajna količina.

Još jedna strukturna nijansa je zanimljiva. Činjenica je da čestice perlita i ferita imaju istu specifičnu težinu. To znači da po broju jedne od tih komponenata u ukupnoj masi, možete saznati koliko je ukupna površina koju ona zauzima. Tako se proučavaju površine mikrosekcija. Ovisno o načinu na koji je prethodno eutektoidni čelik zagrijavan, nastaju frakcijski parametri austenitnih čestica. No, to se događa gotovo u pojedinačnom obliku s formiranjem jedinstvenih vrijednosti - drugo je pitanje da granice različitih pokazatelja ostanu standardne.

Svojstva pre-eutektoidnog čelika

Ovaj metal pripada niskom ugljikučelik, pa mu posebna izvedba ne bi trebala čekati. Dovoljno je reći da u svojstvima čvrstoće ova legura značajno gubi na eutektoidima. To je zbog razlika u strukturi. Činjenica da doevtektoidnyh čelik sadrži višak željeza je inferiorna u analozima snage imaju cement u strukturnoj setu. Djelomično zbog toga, tehnologija za građevinskom sektoru preporuča se koristiti legure u proizvodnji od kojeg provodi najveću ložišta s pomicanjem feritnim jezgrama.

Ako govorimo o pozitivnim iznimkamasvojstva ovog materijala, oni se sastoje od plastičnosti, otpornosti na prirodne biološke procese uništavanja, itd. Uz to, stvrdnjavanje predeutektoidnih čelika može dodati metal i niz dodatnih svojstava. Na primjer, može se povećati toplinska stabilnost i nedostatak predispozicije za korozijske procese, kao i niz zaštitnih svojstava svojstvenih u konvencionalnim legurama s niskim udjelom ugljika.

Područja primjene

Unatoč nekom smanjenju snagesvojstva, zbog članstva metala u klasu feritnih čelika, ovaj materijal se distribuira u različitim područjima. Na primjer, u inženjerskoj industriji koriste se dijelovi od pre-eutektoidnih čelika. Druga stvar je da se koriste visoki stupnjevi legura, u proizvodnji kojih su korištene napredne tehnologije prženja i normalizacije. Također, struktura pre-eutektoidnog čelika sa smanjenim sadržajem ferita omogućava upotrebu metala u proizvodnji građevinskih konstrukcija. Osim toga, pristupačna vrijednost nekih marki čelika ovog tipa omogućuje vam očekivanje značajnih ušteda. Ponekad u proizvodnji građevnih materijala i čeličnih modula ne zahtijeva povećanu čvrstoću, ali zahtijeva trajnost i elastičnost. U takvim slučajevima, opravdano je korištenje pred-eutektoidnih legura.

proizvodnja

Proizvodnja, priprema i otpuštanjeproeutectoid metala u Rusiji su sudjelovali u mnogim tvrtkama. Na primjer, Ural biljne obojenih metala (UZTSM) proizvodi nekoliko vrsta čelika tog tipa, nudeći korisniku drugačiji set tehničkih i fizikalnih svojstava. Ural Steel biljka proizvodi feritne čelika, koji sadrže komponente legure visoke kvalitete. Osim toga, asortiman dostupnih izmjenama posebnih legura, uključujući superalloys i visoke kroma od nehrđajućeg čelika.

Među najvećim proizvođačima može se identificirati ipoduzeće "Metalloinvest". Kapaciteti ove tvrtke proizvode konstrukcijske čelike s pre-eutektoidnom strukturom, dizajniranom za uporabu u građevinarstvu. U ovom trenutku, tvornica za proizvodnju čelika tvrtke djeluje prema novim standardima, omogućujući poboljšanje slabe točke feritnih legura - indeks snage. Konkretno, tehnolozi tvrtke rade na povećanju čimbenika intenziteta napona, na optimiziranju čvrstoće i otpornosti materijala na zamor. To nam omogućuje da ponudimo legure gotovo univerzalne svrhe.

zaključak

Postoji nekoliko tehničkih i operativnihsvojstva industrijskih i građevinskih metala, koje se smatraju osnovnim i redovito se poboljšavaju. Međutim, kako strukture i tehnološki procesi postaju složeniji, pojavljuju se novi zahtjevi za osnovicu elemenata. U tom smislu, svijetao manifestira sama pro-eutectoid čelika, pri čemu je drugačiji fokus performansi. Korištenje ovog metala nije opravdano u slučajevima kada je to potrebno stavku s višestrukim ultra visokih performansi, te u situacijama koje zahtijevaju posebne nestandardne kompleta različitih svojstava. U ovom slučaju metal prikazuje primjer kombinacije fleksibilnosti i istezljivosti s optimalnom otpornost na udar i glavnih zaštitnih osobina većine tipičnim ugljika legura.