פלדה: הרכב, מאפיינים, סוגים ויישומים. הרכב נירוסטה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

אנשים רבים יודעים שפלדה היא מוצר המתקבל בתהליך של התכה של יסודות אחרים. אבל מה? מה יש בפלדה? כיום, חומר זה הוא סגסוגת ניתנת לעיוות של ברזל עם פחמן (כמותו היא 2.14%), כמו גם חלק קטן של יסודות אחרים.

מידע כללי

ראוי לציין שפלדה היא סגסוגת שיש בה בדיוק עד 2,14% פחמן בהרכבה. סגסוגת המכילה יותר מ-2.14% פחמן כבר נקראת ברזל יצוק.

ידוע שההרכב של פלדת פחמן ופלדה רגילה אינו זהה. אם המצע הרגיל כולל פחמן ורכיבי סגסוג אחרים (משפרים), אזי אין אלמנטים מסגסוגים במוצר הפחמני. אם אנחנו מדברים על פלדת סגסוגת, אז ההרכב שלה הוא הרבה יותר עשיר. על מנת לשפר את הביצועים של חומר זה מוסיפים להרכבו אלמנטים כמו Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti וכו', חשוב לציין שהתכונות הטובות ביותר של חומר זה הן מסופק בדיוק על ידי הוספת קומפלקסים סגסוגים, לא חומר אחד או שניים.

Classification

הוצאהסיווג החומר שאנו שוקלים יכול להתבסס על מספר אינדיקטורים:

• המדד הראשון הוא ההרכב הכימי של הפלדה.
• השני הוא המיקרו-מבנה, שגם הוא חשוב מאוד.
• כמובן, פלדות שונות באיכותן ובשיטת הייצור שלהן.
• כמו כן, לכל סוג פלדה יש יישום משלו.

ביתר פירוט, ניתן לשקול את ההרכב באמצעות הדוגמה של ההרכב הכימי. על בסיס זה, מבדילים שני סוגים נוספים - אלו פלדות סגסוגת ופחמן.

בין פלדות הפחמן, ישנם שלושה זנים, שההבדל העיקרי ביניהם הוא התכולה הכמותית של פחמן. אם החומר מכיל פחות מ-0.3% פחמן, אזי הוא מסווג כדל פחמן. התוכן של חומר זה באזור מ-0.3% ל-0.7% מתרגם את המוצר הסופי לקטגוריה של פלדות פחמן בינוניות. אם הסגסוגת מכילה יותר מ-0.7% פחמן, הפלדה מסווגת כעתירת פחמן.

עם פלדות סגסוגת, הדברים הם בערך אותו דבר. אם הרכב החומר מכיל פחות מ-2.5% יסודות סגסוגת, אזי הוא נחשב לגגסוג נמוך, מ-2.5% עד 10% - סגסוגת בינונית, ומ-10% ומעלה - סגסוגת גבוהה.

מיקרומבנה

מבנה המיקרו של פלדה שונה בהתאם למצבה. אם הסגסוגת מחושלת, המבנה שלה יחולק לקרביד, פריטי, אוסטניטי וכן הלאה. עם מבנה מיקרו מנורמל של החומר, המוצר יכול להיות פרליטי, מרטנסיטי או אוסטניטי.

הרכב ותכונות הפלדה קובעים אם מוצר שייך לאחת משלושת המחלקות הללו. הפלדות הפחות סגסוגות ופחמן הן המעמד הפניליטי, הבינוניות הן מרטנסיטיות, והתכולה הגבוהה של יסודות סגסוגת או פחמן מתרגמת אותם לקטגוריה של פלדות אוסטניטיות.

ייצור ואיכות

חשוב לציין שסגסוגת כגון פלדה עשויה לכלול כמה אלמנטים שליליים, שתכולתם הגבוהה מחמירה את ביצועי המוצר. חומרים אלו כוללים גופרית וזרחן. בהתאם לתוכן של שני אלמנטים אלה, הרכב וסוגי הפלדה מחולקים לארבע הקטגוריות הבאות:

• פלדה פרטית. זוהי סגסוגת באיכות רגילה, המכילה עד 0.06% גופרית ועד 0.07% זרחן.
• איכות. תכולת החומרים הנ"ל בפלדות אלו מופחתת ל-0.04% גופרית ו-0.035% זרחן.
• איכות גבוהה. מכיל רק עד 0.025% מגופרית וזרחן.
• הסגסוגת האיכותית ביותר מוקצית אם אחוז הגופרית אינו עולה על 0.015, והזרחן אינו עולה על 0.025%.

אם אנחנו מדברים על תהליך הייצור של סגסוגת רגילה, אז לרוב היא מתקבלת בתנורים פתוחים או בממירי Bessmerov, Thomas. מוצר זה מוזג למטילים גדולים. חשוב להבין שהרכב הפלדה, המבנה שלה, כמו גם מאפייני האיכות ותכונותיה נקבעים בדיוק לפי שיטת הייצור שלה.

כדי להשיג פלדה באיכות גבוהה משמשים גםעם זאת, תנורי אח פתוחים, תהליך ההיתוך מחמיר יותר על מנת להשיג מוצר איכותי.

התכת פלדות איכותיות מתבצעת רק בתנורים חשמליים. זאת בשל העובדה שהשימוש בציוד תעשייתי מסוג זה מבטיח תכולה כמעט מינימלית של תוספים לא מתכתיים, כלומר מפחית את אחוזי הגופרית והזרחן.

כדי להשיג סגסוגת באיכות גבוהה במיוחד, הם נוקטים בשיטה של התכה חוזרת באלקטרוסלג. הייצור של מוצר זה אפשרי רק בתנורים חשמליים. לאחר סיום תהליך הייצור, פלדות אלו מתקבלות תמיד רק בסגסוגת.

סוגי סגסוגות לפי יישום

מטבע הדברים, שינוי בהרכב הפלדה משפיע מאוד על הביצועים של החומר הזה, מה שאומר שגם היקף השימוש בו משתנה. ישנן פלדות מבניות שניתן להשתמש בהן בבנייה, יצירה קרה, התקשות מארז, עמידה, חוזק גבוה וכן הלאה.

אם אנחנו מדברים על פלדות לבנייה, אז הן כוללות לרוב פחמן בינוני, כמו גם סגסוגות סגסוגות נמוכות. מכיוון שהם משמשים בעיקר לבניית מבנים, המאפיין החשוב ביותר עבורם הוא יכולת ריתוך טובה. לרוב משתמשים בפלדה מוקשחת לחלקים שונים, שמטרתם העיקרית היא עבודה בתנאים של בלאי פני השטח והעמסה דינמית.

פלדות אחרות

לסוגים אחרים של פלדה ניתן לייחס שיפור. סוג זה של סגסוגת משמש רק לאחר טיפול בחום. הסגסוגת נתונה לטמפרטורות גבוהות למרווה, ולאחר מכן נתונה לטמפרור בכל סביבה.

סוג הפלדות בעלות חוזק גבוה כולל את אלו שבהן, לאחר בחירת ההרכב הכימי, כמו גם לאחר שעברו טיפול בחום, החוזק מגיע כמעט למקסימום, כלומר פי שניים בערך מהרגיל סוג המוצר הזה.

ניתן להבחין גם בפלדות קפיץ. מדובר בסגסוגת שכתוצאה מייצורה קיבלה את האיכויות הטובות ביותר מבחינת גבול אלסטי, עמידות בעומס ועייפות.

הרכב נירוסטה

נירוסטה היא סוג סגסוגת. המאפיין העיקרי שלו הוא עמידות גבוהה בפני קורוזיה, אשר מושגת על ידי הוספת אלמנט כגון כרום להרכב הסגסוגת. במצבים מסוימים ניתן להשתמש בניקל, ונדיום או מנגן במקום כרום. ראוי לציין שעל ידי המסת החומר והוספת האלמנטים הדרושים לו, הוא יכול לרכוש את התכונות של אחת משלוש דרגות נירוסטה.

ההרכב של סוגי סגסוגת אלה, כמובן, שונה. הפשוטות ביותר הן סגסוגות קונבנציונליות עם עמידות מוגברת בפני קורוזיה 08 X 13 ו- 12 X 13. לשני הסוגים הבאים של סגסוגת עמידה בפני קורוזיה זו צריכה להיות עמידות גבוהה לא רק בטמפרטורות רגילות, אלא גם בטמפרטורות גבוהות.