Ocel je deformovatelná slitina malého množství uhlíku (méně než 2%) se železem a jinými chemickými prvky. Jedná se o rozšířený materiál používaný téměř ve všech průmyslových odvětvích. Měrná hmotnost oceli je určena jejím typem, který je tvořen podle účelu a chemických složek kovové slitiny.

Klasifikace a vlastnosti ocelí

Ocel má mnoho vlastností, protože se jedná o konstrukční materiál. Hlavní je síla: slitina je schopna tolerovat dostatečné napětí za provozních podmínek. Mezi další vlastnosti patří:

  • tažnost - odolnost proti značným deformacím bez zničení během výroby konstrukcí a v místech přetížení během jejich provozu;
  • viskozita - schopnost absorbovat síly vnější síly, zabraňující rozšíření mezer;
  • odolnost proti trhlinám;
  • tvrdost
  • pružnost;
  • odolnost proti chladu;
  • tepelná odolnost.

Ocel je klasifikována podle své mikrostruktury, obsahu chemických prvků, typu a způsobu výroby a oblasti použití. Každá klasifikace obsahuje mnoho bodů, které charakterizují tento materiál.

Chemické složení

Podle chemické kombinace se slitiny dělí na uhlík a legují se. První se klasifikují podle procenta obsaženého uhlíku:

  • nízký obsah uhlíku - až 0, 3%;
  • střední uhlík - 0, 3-0, 7%;
  • vysoký uhlík - od 0, 7%.

Technologické parametry kovu se zlepšují legováním. Slitiny, které kromě přírodních železitých nečistot obsahují prvky zavedené pro určitý účel, se nazývají legované. Ocel je obvykle obohacena o následující chemické prvky:

  • molybden;
  • wolfram;
  • chrom;
  • hliník;
  • nikl;
  • barium;
  • vanad;
  • thallium;
  • mangan;
  • křemík.

Významnějšího zlepšení vlastností slitiny je dosaženo integrovaným přístupem k legování. Slitiny slitiny jsou klasifikovány podle jejich chemické struktury. Následující sloučeniny se rozlišují podle procenta přidaných prvků:

  • nízko legovaná až 2, 5%;
  • středně legované - 2, 5-10%;
  • vysoce legované - od 10%.

Strukturální vlastnosti

V souladu s mikrostrukturou se slitiny a oceli získané žíháním dělí na karbid nebo ledeburit, ferit, hypereutektoid, hypereutektoid, austenitik. Za normálních podmínek se produkují perlitické, martenzitické a austenitické produkty.

Perlitické jsou reprezentovány uhlíkem a dopovanými vzorky s malou hodnotou legujících frakcí a martenzitické s již vyšším obsahem těchto složek. Nejvyšší procento dalších složek je v austenitických ocelích.

Obsah nečistot

Podle kvality, konkrétně vývojovou technologií a přítomností přísad, se kovy dělí do čtyř kategorií. Existují oceli běžné (běžné) kvality, vysoce kvalitní, vysoce kvalitní a zejména vysoce kvalitní:

  • Slitiny běžné kvality se taví v konvertorech pomocí kyslíku nebo velkých pecí s otevřeným ohněm a podle chemické struktury jsou klasifikovány jako střední uhlík s obsahem uhlíku až 0, 6%. Běžné zpracování klasifikuje slitiny jako levné materiály s nízkými mechanickými vlastnostmi ve srovnání s jinými kategoriemi. Přítomnost síry - až 0, 06%, fosforu - až 0, 07%. Známé následující třídy podobné oceli: St5kp, StO.
  • Kvalitní ocel je tavena analogicky v konvertorech nebo pecích, ale podléhá přísnějším požadavkům na strukturu vsázky, způsoby tavení a lití. Chemické složení rozlišuje uhlík nebo legované materiály. Síra je obsažena v množství nejvýše 0, 04%, fosfor - až 0, 03%. Slavné značky - 20 kp, 08 kp.
  • Vysoce jakostní třída oceli se hodí k tavení, hlavně v elektrických pecích s elektrostruskovým přetavováním nebo jinými technologickými metodami, které zajišťují vysokou čistotu. Obsah nekovových přísad představuje přítomnost síry v objemu až 0, 04%, fosfor - až 0, 03%, jakož i nepřítomnost plynných nečistot. Díky tomu se zvyšují mechanické ukazatele. Běžné značky jsou 15X2MA, 20A.
  • Obzvláště vysoce kvalitní slitiny jsou díky elektroelektrickému přetavování účinně čištěny od oxidů a sulfidů. Tato kategorie oceli je tavena pouze legovaná. Vyrábí se pomocí elektrických pecí s využitím elektrochloralurgie. Obsah síry - méně než 0, 01%, fosfor - 0, 025%. Slavné značky - 20HGNTR-Sh, 18HG-Sh.

Divize aplikací

Protože náklady na ocel jsou relativně malé a rozsah výroby naopak dosahuje velmi vysokých hodnot, rozsah materiálu je obrovský a rozmanitý. Podle použití oceli a jejich slitin se dělí na konstrukční, nástrojovou, ocel se zvláštními fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Konstrukční oceli se dělí na tyto typy.

  • Konstrukce - nízká slitina a uhlík, obvyklé kvality. Jednou z hlavních technických vlastností je vysoká svařitelnost. Značky: S390K, S440D, S255.
  • Ocel pro lisování za studena - kvalitní nízkouhlíkové třídy 08kp, 08Yu ve formě plechu.
  • Kuličkové ložisko - vysoce uhlíková ocel s přídavkem chrómu, má vysokou pevnost a odolnost proti opotřebení (ШХ15, ШХ9).
  • Vylepšené oceli jsou ty s průměrným obsahem uhlíku (třídy 35, 45, 50), chrom (40X, 50X), chrom s bórem (ZOHRA), křemík a mangan, nikl, nikl a molybden. Prostřednictvím tepelného kalení a vysokého popouštění se zlepšují mechanické vlastnosti slitin.
  • Automaticky - slitiny s přídavkem síry, teluru, selenu a olova, což vede k tvorbě křehkých mikročipů a snižuje tření frézy a kovových třísek. Najděte uplatnění v hromadné výrobě čepů, matic, šroubů na automatických kovoobráběcích strojích. Třídy oceli: A12, A20, A40G, AC11.
  • Cementované - nízkouhlíkové (15, 25) a legované slitiny (15Х, 15ХФ, 20ХН, 12ХНЗА). Používají se pro výrobu součástí vystavených přepětí na povrchu a přenášení dynamických přídavných zatížení.
  • Ocele s vysokou pevností - středně uhlíkové slitiny (3ОХГСН2А, ОЗН18К9М5Т, 04ХИН9М2Д2ТЮ), které mají výběrem chemické struktury a tepelného zpracování pevnost v tahu, která je dvakrát vyšší než pevnost v tahu jednoduchých strukturálních ocelí.
  • Pružiny jsou uhlíkové oceli třídy 65, 70 a slitiny legované silikonem, chromem, wolframem, manganem, vanadem a bórem, což pomáhá zvyšovat jejich elastickou mez (50KhGS, 60S2, 60S2KhFA, 55KhGR). Mají dlouhou elasticitu a schopnost odolávat deformacím a únavě.
  • Odolnost proti opotřebení - používá se při výrobě součástí provozovaných v prostředí abrazivního kontaktu, vysokého tlaku a kolizí (110G13L).
  • Žáruvzdorné, žáruvzdorné - oceli s malým množstvím uhlíku (0, 1 - 0, 45%) a legované s křemíkem, chromem, niklem, kobaltem a dalšími komponenty. Povinná ve struktuře slitiny obsahuje mangan a nikl, který zaručuje nezbytné zvýšení dlouhodobé odolnosti proti korozi s mírným zvýšením meze kluzu a krátkodobé odolnosti. Najděte uplatnění ve výrobě ventilových, plynových a parních turbínových spojů různých mechanismů, potrubí.

Podle aplikace se slitiny nástrojů dělí na slitiny pro řezné a měřicí nástroje, zápustky. Při výrobě řezných nástrojů se uchýlí k použití uhlíku, nástrojů, slitin, vysokorychlostních slitin.

Přítomnost uhlíku ve slitinách uhlíku je 0, 65 - 1, 32%, běžné stupně jsou U7, U13, U7A, U13A. Slitiny s malými podíly legujících složek jsou obvykle zařazeny do této kategorie, protože mají malé rozdíly.

Legované nástrojové oceli ve své chemické struktuře obsahují 1 až 3% nečistot. Široce používané stupně 9XC, HVGS pro výrobu zahloubení, vrtáků velkých průměrů, mlýnů, HVG (protahováky, výstružníky). Vysokorychlostní řezné nástroje jsou vyrobeny z rychlořezných ocelí s vysokou tepelnou odolností. Nejpoužívanější značky jsou R9, R6M5, R9F5, RYUK5F5.

Při výrobě měřících přístrojů používajících stupně U8−12, X, 12X1, HVG, X12F1. Slitiny mají tvrdost, odolnost proti opotřebení a stabilitu lineárních parametrů. Váhy měřících přístrojů, pravítek a svorek jsou vyrobeny z ocelového plechu 15. Slitiny jsou podrobeny předběžnému tepelnému zpracování, které zlepšuje kvalitu mechanických vlastností. Kritéria pro známkové oceli:

  • vysoká tvrdost;
  • tepelná odolnost;
  • odolnost proti opotřebení;
  • kalitelnost.

Měrná hmotnost

Fyzikální hodnota hustoty nebo měrné hmotnosti oceli je 7, 8 g na 1 cm³ objemu. Pro výpočet měrné hmotnosti kovu je k dispozici speciální kalkulačka. Měrná hmotnost běžných druhů v gramech na krychlový centimetr:

  • 12X18H10T, nerezová strukturální kryogenní - 7, 9;
  • 08X18H10T, žáruvzdorná nerezová žáruvzdorná - 7, 9;
  • 09G2S, strukturální nízkolegovaná - 7, 85:
  • 10, 20, 30, 40, strukturální kvalita uhlíku - 7, 85;
  • St3sp, St3ps, strukturální uhlík - 7, 87;
  • 5ХНМ, lisování nástrojů - 7, 8;
  • X12MF, zápustka nástroje - 7, 7;
  • 65 G, strukturální pružina-pružina - 7, 85;
  • 30HGSA, strukturovaná slitina - 7, 85.

Hliník, mangan, uhlík, chrom mají tendenci snižovat hustotu slitin. Naopak kobalt, nikl, wolfram a měď jej mohou vylepšit.

Kategorie:

Technologie