Пред-еутектоидна стомана: структура, свойства, производство и приложение

Използването на въглеродни стомани в голяма степене често срещано в строителството и промишлеността. Група от т.нар. Технически желязо има много предимства, които определят повишената производителност на готовите продукти и структури. Наред с оптималните характеристики на якост и устойчивост на натоварвания, тези сплави също имат гъвкави динамични свойства. По-специално, предварителната еутектоидна стомана, която също има голям процент въглеродни смеси, се оценява заради голямата й пластичност. Но това не са всички предимства на този тип желязо с висока якост.

Обща информация за сплавта

Отличителна характеристика на стоманата е наличието вструктура на специални добавени примеси и въглерод. Всъщност съдържанието на въглерод се определя от предварително еутектоидната сплав. Тук е важно да се прави разграничение между класическата еутектоидна и лебеловата стомана, която има много общо с описаното разнообразие от техническо желязо. Ако вземем предвид структурния клас стомана, пред-еутектоидната сплав ще се отнася до еутектоидите, но съдържащи легирани ферити и перлити. Основната разлика от хипереутектоида е нивото на въглерод, което е под 0,8%. Превишаването на този индекс ни позволява да отнесем стоманата към висококачествени еутектоиди. В някои отношения противоположността на предварителния еутектоид е хипереутектоидната стомана, която съдържа вторични примеси от карбиди в добавка към перлите. Следователно, съществуват два основни фактора, които правят възможно изолирането на пре-еутектоидни сплави от общата група еутектоиди. Първо, това е сравнително малко съдържание на въглерод и второ, това е специален набор от примеси, чиято основа е ферит.

Производствена технология

Общ производствен процеспредварително еутектоидната стомана е подобна на производството на други сплави. Това означава, че се използват същите техники, но в други конфигурации. Специално внимание се отделя на предварително еутектоидната стомана в частта от получаването на нейната специфична структура. За тази цел е включена технологията за осигуряване на разграждането на аустенит на фона на охлаждането. От своя страна, аустенитът е комбинирана смес, която включва същия ферит и перлит. Чрез настройване на интензивността на отоплението и охлаждането, технолозите могат да контролират дисперсията на тази добавка, което в крайна сметка влияе върху формирането на различни експлоатационни качества на материала.

Въпреки това въглеродният индикатор, предоставен отперлит, остава на същото ниво. Въпреки че последващото отгряване може да коригира образуването на микроструктурата, съдържанието на въглерод ще бъде в рамките на 0.8%. Задължителният етап в процеса на формиране на стоманената конструкция е нормализирането. Тази процедура е необходима за частична оптимизация на зърна от същия аустенит. С други думи, частиците от ферит и перлит се намаляват до оптимални размери, което допълнително подобрява техническите и физическите свойства на стоманата. Това е сложен процес, в който много зависи от качеството на регулирането на отоплението. Ако температурният режим е превишен, тогава може да се осигури противоположният ефект - увеличение на аустенитните зърна.

Закаляване на стомана

Практикува се да се използват няколко методаотгряване. Техниките на пълно и некомплектоващо охлаждане са фундаментално различни. В първия случай се получава интензивно нагряване на аустенита до критична температура, след което охлаждането се нормализира. Тук аустенитът се разлага. Като правило пълното охлаждане на стоманите се извършва в режим 700-800 ° C. Термичната обработка на това ниво просто активира процесите на разпадане на феритни елементи. Скоростта на охлаждане също може да се регулира, например персоналът по поддръжката може да контролира вратата на камерата, като я затваря или отваря. Най-новите модели изотермични пещи в автоматичен режим могат да извършват бавно охлаждане в съответствие с определената програма.

По отношение на некомплектованото отгряване се произвеждакогато се нагрява при температура над 800 ° С Съществуват обаче сериозни ограничения за времето на задържане на критичния температурен ефект. По тази причина се получава некомплектоващо охлаждане, в резултат на което феритът не изчезва. Следователно много от недостатъците в структурата на бъдещия материал не се елиминират. Защо се нуждаем от подобно закаляване на стомани, ако не подобрява физическите качества? Всъщност това е непълно топлинна обработка, която позволява да се запази меката структура. Крайният материал може да не се изисква във всяка сфера на приложение, характерна за въглеродните стомани като такива, но ще позволи лесно да се обработва. Меката пре-еутектоидна сплав може да бъде изрязана без никакви затруднения и е по-евтина в производствения процес.

Нормализиране на сплавта

След изстрелването,топлинна обработка. Изолирайте операциите по нормализиране и отопление. И в двата случая става дума за топлинното действие върху детайла, при което температурата може да надвиши 1000 ° C. Но само по себе си, нормализирането на предварително еутектоидните стомани възниква след завършването на термичната обработка. На този етап охлаждането започва в спокоен въздух, при който стареенето се осъществява, докато финият аустенит се формира напълно. Тоест, отоплението е един вид подготвителна операция, преди да доведе сплавта в нормализирано състояние. Ако говорим за специфични структурни промени, най-често те се изразяват в намаляване на размера на ферита и перлите, както и в увеличаване на тяхната твърдост. Степените свойства на частиците се увеличават по отношение на сходните характеристики, постигнати чрез процедурите за термообработка.

След нормализация, друготопление с продължителна експозиция. След това детайлът се охлажда и тази стъпка може да се извърши по различни начини. Крайната предварително еутектоидна стомана се получава или във въздуха, или в бавно охлаждаща пещ. Както показва практиката, най-висококачествената сплав се формира чрез използване на пълната технология на нормализиране.

Влиянието на температурата върху структурата на сплавта

Интерференция на температурата в процеса на образуванеСтруктурата на стоманата започва с момента, в който масата на ферит-цементие се превръща в аустенит. С други думи, перлитът преминава в състояние на функционална смес, което отчасти се превръща в основата за образуване на стомана с висока якост. В следващия етап на термично действие, закалената стомана се отървава от излишния ферит. Както вече беше отбелязано, не винаги се отървавайте напълно от него, както в случая на некомплектованото отгряване. Но класическата предварително еутектоидна сплав все още предлага елиминирането на този аустенитен компонент. На следващия етап вече се извършва оптимизация на съществуващия състав с очакванията за формиране на оптимизирана структура. Това означава, че има намаление на частиците на сплавта с придобиване на повишени свойства на якост.

Изотермична трансформация със супер охлажданесмес от аустенити може да се извърши в различни режими и температурното ниво е само един от параметрите, контролирани от технолога. В зависимост от избрания режим на нормализация се получават и втвърдени стомани с някои технически и физически характеристики. Също така на този етап е възможно да се определят специфични експлоатационни свойства. Яркият пример е сплавта с мека структура, получена с цел ефективна по-нататъшна обработка. Но най-често производителите са ориентирани към нуждите на крайния потребител и неговите изисквания към основните технически и оперативни качества на метала.

Структура на стоманата

Режим на нормализация при температура 700° C причинява образуването на структура, в която основата ще бъде зърната на ферити и перлити. Между другото, hypereutectoid стомани вместо ферит имат cementite в структурата. При стайна температура, количеството на излишъка от ферит също се отбелязва в обичайното състояние, въпреки че тази част е сведена до минимум с увеличаващия се въглерод. Важно е да се подчертае, че структурата на стоманата в малка степен зависи от съдържанието на въглерод. Това практически не влияе на поведението на основните компоненти при същия процес на загряване и почти всичко е концентрирано в перлите. Всъщност, перлит, и може да определи нивото на въглеродното съдържание - като правило, това е незначителен размер.

Друг структурен нюанс е интересен. Фактът е, че частиците от перлит и ферит имат същото специфично тегло. Това означава, че с броя на един от тези компоненти в общата маса можете да разберете каква е общата площ, заета от него. По този начин се изследват повърхностите на микросектите. В зависимост от начина, по който предварително еутектоидната стомана е загрята, се формират частични параметри на аустенитните частици. Но това се случва почти в един индивидуален формат с формирането на уникални ценности - това е друг въпрос, че ограниченията върху различните показатели остават стандартни.

Свойства на предварително еутектоидната стомана

Този метал принадлежи към нисковъглероднитестомана, така че специално изпълнение от него не трябва да чакат. Достатъчно е да се каже, че в силните характеристики тази сплав значително губи до еутектоидите. Това се дължи на различията в структурата. Факт е, че предупредителната класа на стоманата със съдържанието на излишните ферити е по-ниска по отношение на силата спрямо аналозите с цементий в структурния комплект. Отчасти поради тази причина, технолозите препоръчват използването на сплави за строителната индустрия, при производството на които максимално се реализира операцията по изпичане с изместване на феритите.

Ако говорим за положителни изключителнисвойства на материала, те лежат в пластичност, устойчивост на естествени биологични процеси на унищожаването и т. д. С това закалителни hypoeutectoid стомани могат да добавят метал и редица допълнителни функции. Например, тя може да бъде висока термична устойчивост и липса на чувствителност към корозионни процеси, както и набор от защитни свойства на конвенционални сплави нисковъглеродни.

Области на приложение

Въпреки известно намаляване на силатасвойства, дължащи се на членството на метала в класа на феритни стомани, този материал се разпространява в различни области. Например в машиностроенето се използват части от предварително еутектоидни стомани. Друго нещо е, че се използват висококачествени сплави, при производството на които се използват усъвършенствани технологии за печене и нормализиране. Също така структурата на предварително еутектоидната стомана с намалено съдържание на ферит дава възможност да се използва метал при производството на строителни конструкции. Освен това, достъпната стойност на някои марки стомана от този тип ви позволява да очаквате значителни икономии. Понякога при производството на строителни материали и стоманени модули не се изисква повишена здравина, но изисква трайност и еластичност. В такива случаи е оправдано използването на предварително еутектоидни сплави.

производство

Производство, подготовка и освобождаванемного предприятия се занимават с предварително еутектоидния метал в Русия. Например Уралският цех за цветни метали (UZTSM) произвежда няколко вида стомана от този тип, предлагащи на потребителя различни технически и физически свойства. Уралският стоманодобивен завод произвежда феритни стомани, които включват висококачествени легирани компоненти. Освен това в гамата се предлагат специални модификации на сплави, включително високотемпературни, висококачествени и неръждаеми метали.

Сред най - големите производители могат да бъдат идентифицирани ипредприятието "Metalloinvest". Капацитетът на това дружество произвежда структурни стомани с предварително еутектоидна структура, предназначени за използване в строителството. В момента предприятието за производство на стомана работи в съответствие с новите стандарти, което позволява да се подобри слабостта на феритните сплави - индекс на якост. По-специално, технолозите на компанията работят върху увеличаването на коефициента на напрежение, оптимизирането на якостта и устойчивостта на умора на материала. Това ни позволява да предлагаме сплави с почти универсална цел.

заключение

Има няколко технически и оперативнисвойства на промишлени и строителни метали, които се считат за основни и се подобряват редовно. Въпреки това, тъй като структурите и технологичните процеси стават по-сложни, възникват нови изисквания за елементната база. В тази връзка ясно се проявява пре-еутектоидната стомана, в която се концентрират различни качества на изпълнение. Използването на този метал е оправдано не в случаите, когато е необходима част с няколко ултразвукови индекси, а в ситуации, в които са необходими специални атипични групи от различни свойства. В този случай металът показва пример за комбинация от гъвкавост и пластичност с оптимална устойчивост на удар и основните защитни качества, характерни за повечето въглеродни сплави.