Pred eutektoidni čelik: struktura, svojstva, proizvodnja i primjena

korištenje ugljikih čelika

Opće informacije o leguri

Obilježja čelika je prisutnost u strukturi posebnih legiranih nečistoća i ugljika. Zapravo, sadržaj ugljika određuje se pred-eutektoidnom slitinom. Važno je razlikovati klasične i eutectoid i ledeburitnog čelika, koji imaju mnogo toga zajedničkog sa opisanom vrstom tehničke željeza. Ako uzmemo u obzir klasu konstrukcijskog čelika, legura će doevtektoidnyh liječiti eutectoid, ali sadrži dio dopirani ferita i perlita. Glavna razlika od hipereutektoida je razina ugljika, koja je ispod 0,8%. Prekoračenje ovog indeksa omogućuje nam da preporučamo čelik u eutektoide visokog stupnja. Na neki način suprotna doevtektoida je hypereutectoid čelika, u kojoj je dodatak perlit također sadrži nečistoće sekundarnih karbida. 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 tehnološki proces proizvodnje pre-eutektoidnog čelika sličan je onoj ostalih 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. Zagrijavanjem i hlađenjem tehnike regulacija može kontrolirati brzina disperziju aditiva, što u konačnici utječe na nastanak određenih uporabna svojstva materijala.

Ipak, indeks ugljika koji osigurava perlit 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 metoda žarenja. Tehnike potpune i nepotpune žarenja temeljno su različite. U prvom slučaju intenzivno austenitno grijanje do kritična temperatura, 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 se zagrijavanjem pri temperaturi 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 dolazi do niza naprednih postupaka toplinske obrade. 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 čemu se starenje odvija sve dok se ne postigne potpuno fini 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 može se dogoditi još jedan postupak grijanja s dugom izloženosti. 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, najkvalitetnija legura formirana je korištenjem pune tehnologije normalizacije.

Utjecaj temperature na strukturu legure

Temperatura intervencije u procesu formiranja strukture čelika započinje trenom transformacije feritno-cementitske mase 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 nepotpunog 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.

Izoterma transformacija smjesom supercooled austenita može se provesti u različitim načinima i razine temperature - samo jedan od parametara koji kontrolira tehnologa. 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 uzrokuje stvaranje strukture u kojoj će biti osnova feritnih i perlitnih zrna. 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 oblikovanjem jedinstvenih vrijednosti - drugo je pitanje da granice različitih pokazatelja ostaju standardne.

Svojstva pre-eutektoidnog čelika

Ovaj metal se odnosi na ugljikovih čelika, pa se ne treba očekivati ​​posebna svojstva izvedbe. 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 iznimnim svojstvima tog materijala, a zatim su u žilavost, otpornost na prirodni biološki proces uništenja i tako dalje. D. S ovog gašenje doevtektoidnyh čelika može dodati metala i niz dodatnih mogućnosti. 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 svojstava čvrstoće, zbog članstva metala u klasi feritnih čelika, ovaj materijal je uobičajen 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 građevinskih materijala i čeličnih modula ne zahtijeva povećanu čvrstoću, ali zahtijeva izdržljivost i elastičnost. U takvim slučajevima, opravdano je korištenje pred-eutektoidnih legura.

proizvodnja

Mnoga poduzeća bave se proizvodnjom, pripremanjem i proizvodnjom pre-eutektoidnog metala u Rusiji. Na primjer, Uralova postrojenja za proizvodnju nehrđajućih metala (UZTSM) proizvodi nekoliko tipova čelika ovog tipa, koji korisnicima nudi različite vrste tehničkih i fizičkih svojstava. Ural Steel Plant proizvodi feritne čelike, koje uključuju visokokvalitetne legure. Osim toga, u rasponu su dostupne i posebne modifikacije legura, uključujući visoke temperature, visoke kroma i nehrđajući metal.

Među najvećim proizvođačima može se identificirati i poduzeće "Metalloinvest". Kapaciteti ove tvrtke su proizvedeni konstrukcijski čelici s pre-eutektoidnom strukturom, namijenjenom za upotrebu u gradnji. 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 operativnih svojstava industrijskih i građevinskih metala, koje se smatraju osnovnim i redovito poboljšavaju. Međutim, kako strukture i tehnološki procesi postaju složeniji, pojavljuju se novi zahtjevi za osnovicu elemenata. U tom smislu, jasno se očituje pre-eutektoidni čelik, u kojem se koncentriraju različite performanse kvalitete. 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 pokazuje primjer kombinacije fleksibilnosti i plastičnosti s optimalnom otpornosti na udarce i osnovnih zaštitnih svojstava karakterističnih za većinu ugljičnih legura.