Oznaczenie pierwiastków stopowych w stali: klasyfikacja, właściwości, znakowanie i zastosowanie

Obecnie w wielu branżach stosuje się różnorodne stal. Różnorodne cechy, właściwości mechaniczne i fizyczne uzyskuje się przez stopienie metalu. Oznaczenie pierwiastków stopowych w stali pozwala określić, jakie składniki zostały wprowadzone do składu, a także ich rozkład ilościowy.

Przegląd i klasyfikacja ogólna

Gdy chodzi o stal stopowa - Oznacza to, że do materiału zostały dodane specjalne elementy, które zmieniają właściwości mechaniczne i fizyczne materiału wyjściowego. Dodatkowo zmienia się wewnętrzna struktura materiału. Oznaczenie składników stopowych w stali jest przydatne nie tylko do określenia, jakie składniki stopowe zostały dodane do stali. W zależności od stopnia trudności poszczególne rodziny dzielą się na kilka klas.

Pierwsza klasyfikacja opiera się na ilości węgla. Istnieją stale łagodne, w których zawartość węgla wynosi do 0,25%, stale średniowęglowe zawierają od 0,25 do 0,65% dodatku, a stale wysokowęglowe zawierają w swoim składzie ponad 0,65% węgla.

Inne kryteria klasyfikacji

Wszystkie gatunki badanego materiału są dalej podzielone na trzy kategorie w oparciu o całkowitą zawartość pierwiastków stopowych w stali. Są one skategoryzowane jako niskostopowe, średniostopowe i wysokostopowe. Pierwsza klasa ma całkowity ułamek masy nie większy niż 2,5%, druga od 10%, a trzecia od 10-50%.

Ponadto warto zauważyć, że w zależności od właściwości, jakie pierwiastki stopowe nadają stali, zmienia się jej struktura wewnętrzna. Wymaga to również zrozumienia. W tym przypadku oznaczenie pierwiastków stopowych w stali może być wykorzystane do określenia struktury produktu. Na podstawie tej cechy dokonano dalszej klasyfikacji:

1. Stal w klasie ekstraeutektycznej - zbyt duża ilość ferrytu w składzie.
2. Klasa eutektoidalna wskazuje na strukturę perlitową produktu.
3. Klasa nadereutektyczna charakteryzuje się strukturą zawierającą węgliki wtórne.
4. Grupa materiałów ledeburytowych charakteryzuje się strukturą zawierającą węgliki pierwotne.

Główne składniki i ich działanie

Do stali dodaje się wiele różnych składników. Pierwiastki w stalach stopowych oznaczane są literą - zwykle wielką literą nazwy samego składnika.

Chrom i nikiel to dobre miejsce na początek. Są one oznaczone odpowiednio literami X i H. Jeśli chodzi o działanie, chrom zwiększa odporność stali na korozję. Oprócz tego zwiększa się również wytrzymałość i twardość. Chrom jest uważany za główny składnik stopowy w produkcji wyrobów ze stali nierdzewnej.

Oznaczenie pierwiastków w stalach stopowych pomaga w szybkiej identyfikacji właściwości materiału i jego przeznaczenia. Przykładowo, oznaczenie "Н" wskazuje na wyższą zawartość niklu, co oznacza, że substancja jest bardziej plastyczna, ma wyższą ciągliwość i dobrą odporność na korozję.

Dodatkowe pierwiastki stopowe

Następnie jest tytan(T) i wanad(F). Wzrost zawartości T powoduje zmniejszenie uziarnienia materiału, co prowadzi do wzrostu wytrzymałości i gęstości. Dodatkowo oferują zwiększoną odporność na rdzę i są łatwiejsze w obróbce. Wanad jest również oznaczony literą F w gatunkach stali jako pierwiastek stopowy. Wanad(T), co również prowadzi do zmniejszenia ziarnistości, ale efekt jest nieco inny i wpływa na poprawę płynności i wytrzymałości na rozciąganie.

Następnie molibden(M) i wolfram(B).

Wstęp "М" poprawia hartowność produktu, zwiększa odporność na korozję i zmniejsza kruchość. "В" zmniejsza również kruchość podczas odpuszczania, podczas ogrzewania zapobiega powiększaniu się ziaren, oprócz zwiększenia ogólnej twardości.

Oznaczenia literowe pierwiastków stopowych w stali czasami nie odpowiadają ich nazwom w języku rosyjskim. Na przykład jeden z najbardziej kontrowersyjnych dodatków, krzem, oznaczany jest literą C. Mając w swoim składzie już 1-1,5% tej substancji, jest w stanie zwiększyć wytrzymałość przy zachowaniu plastyczności. Jeśli zaczniemy zwiększać zawartość składnika w strukturze, wzrośnie oporność elektryczna i przenikalność magnetyczna. Krzem może również zwiększyć elastyczność, odporność na korozję i utlenianie. Należy jednak pamiętać, że zwiększa on kruchość stali.

Ostatnie dwa dodatki to kobalt (K) i aluminium (U). Dodatek pierwszego elementu zwiększa odporność na ciepło i uderzenia. Aluminium zwiększa odporność na skalowanie.

Jakie są dodatki?

Mówiąc o oznaczeniu pierwiastków stopowych w gatunkach metali, nie sposób nie wspomnieć o zanieczyszczeniach. Po pierwsze, ich dostępność wpływa również na właściwości produktów. Po drugie, nie można ich całkowicie wyeliminować z materiału, dlatego ich ułamek masowy jest czasami podawany w oznaczeniu.

Różne zanieczyszczenia i ich skutki

Azot oznaczany jest literą A. Jeśli jest obecny, jest zwykle wskazywany w przybliżeniu w środku oznaczenia. Jego właściwości są identyczne z właściwościami tlenu. Po przekroczeniu pewnego udziału masowego jednego z tych dwóch pierwiastków, materiał staje się bardziej kruchy. Ponadto zmniejszeniu ulegną również właściwości twardości i wytrzymałości.

Węgiel (U) jest spornym zanieczyszczeniem. Jeśli jest obecny w składzie do 1,2%, może mieć pozytywny wpływ, zwiększając twardość, wytrzymałość, plastyczność. Jeśli zostanie on przekroczony o więcej niż pewien procent, zarówno wytrzymałość, jak i plastyczność zaczynają się gwałtownie pogarszać.

Mangan (G) i siarka również należą do grupy zanieczyszczeń. Mangan, podobnie jak węgiel, ma różne oddziaływanie w zależności od frakcji masowej w strukturze. Jeśli zawartość elementu "Г" Nie przekracza 0,8 %, można go nazwać pomocą w przetwarzaniu. Zwiększa stopień odtlenienia stali i zmniejsza negatywne skutki działania siarki.

Jeżeli ułamek masowy drugiego elementu przekracza 0,65 %, ma on znaczny szkodliwy wpływ. ciągliwość, odporność na korozję i udarność są znacznie zmniejszone. Wzrost zawartości siarki w składzie również pogorszy spawalność stali.

Wodór jest ostatnim szkodliwym zanieczyszczeniem. Wzrost udziału masowego tego składnika prowadzi do znacznego wzrostu kruchości.

Przegląd oznaczeń

Oznaczenie pierwiastków stopowych w stalach według GOST 4543-71 było spowodowane tym, że istnieje wiele materiałów ulepszonych w ten sposób. Zgodnie z tymi zasadami, na pierwszym miejscu znajduje się litera, a po niej liczba oznaczająca ilość danego elementu. Możemy spojrzeć na przykład takiej marki jak X5CrNi18-10.

Warto zwrócić uwagę, że oznaczenie nie zawsze jest w rosyjskich literach, czasem w innym języku, jak w poniższym przykładzie. W tym przypadku transkrypcja jest następująca: litera "Х" oznacza, że stop należy do stali nierdzewnych grupy magnetycznej lub chromowej; liczba 5 oznacza zawartość węgla, która w tym przypadku wynosi 0,05%; Cr i Ni oznaczają odpowiednio chrom i nikiel, a 18 i 10 ich zawartość procentową. Czyli skład omawianego produktu to 0,05% węgla, 18% chromu i 10% niklu.

Inne kody grupowe

Oznaczenie pierwiastków stopowych zawartych w stali może również wskazywać, że należy ona do określonej kategorii produktów. Tak więc, nierdzewny chromowo-niklowy będzie miał literę "Я" na początku jego oznaczenia. Stale do łożysk kulkowych i szybkotnące stale narzędziowe będą oznaczane odpowiednio na początku "Ш" и "Р".

Stale wysokostopowe mogą być wysokiej, a nawet bardzo wysokiej jakości. W tym przypadku są one połączone na końcu oznaczenia "А" lub "Ш" odpowiednio. Konwencjonalne stale stopowe po prostu nie mają tych znaków na końcu swoich oznaczeń.

Warto tutaj zauważyć, że stale stopowe mają czasami specjalne oznaczenie, jeśli materiał został wyprodukowany przez walcowanie. W tym przypadku oznaczenie zawiera albo "Н" - Stal walcowana wstępnie ulepszona, lub "DO" - Stal poddana obróbce cieplnej.

Kolejność oznaczeń pierwiastków

Aby określić dokładny skład chemiczny produktu, konieczne będzie zapoznanie się z dokumentacją, ale znajomość oznaczeń może pomóc w identyfikacji głównych składników stopu i dodatków.

Tak więc, jeśli na początku oznaczenia stali podana jest cyfra, oznacza ona ułamek masowy węgla w składzie w setnych częściach procenta. Po tym następuje lista dodatków do stali stopowej. Po każdej literze będzie następowała wartość liczbowa przedstawiająca procentową zawartość pierwiastka chemicznego w materiale w procentach. Zdarza się jednak również, że po literze nie następuje bezpośrednio żadna cyfra. Oznacza to, że zawartość tego pierwiastka w składzie nie przekracza 1,5%, czyli jest dość niska.

Różne stale stopowe

Na koniec warto zwrócić uwagę na to, do czego te rodzaje metalu są zazwyczaj wykorzystywane. Istnieje stal stopowa typu narzędziowego. Jak sama nazwa wskazuje, ma szerokie zastosowanie w produkcji wszelkiego rodzaju narzędzi. Zwykle jest porównywany ze zwykłą stalą węglową. Kompozycja wzmocniona chemicznie ma większą twardość i wytrzymałość, ale wszystkie kompozycje stopowe mają większą kruchość niż zwykła stal węglowa.

Stal z grupy stali szybkotnących okazała się doskonała. Materiał ten charakteryzuje się wysoką twardością i odpornością na czerwień do 600 stopni Celsjusza.

Osobną dużą grupę stanowią konstrukcyjne stale stopowe o specjalnych właściwościach. To znaczy, może to być produkty ze stali nierdzewnej, metal o ulepszonych właściwościach elektrycznych i magnetycznych, i inne.

Jak widać z powyższego, materiał stopowy jest obecnie szeroko stosowany w wielu gałęziach przemysłu. Z tego powodu warto wiedzieć i znać przeznaczenie tego rodzaju stali dla każdego, kto będzie z nią pracował.