Keluli Hypoeutectoid: struktur, sifat, pengeluaran dan penggunaan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Penggunaan keluli karbon meluas dalam pembinaan dan industri. Kumpulan yang dipanggil besi teknikal mempunyai banyak kelebihan yang membawa kepada peningkatan prestasi produk akhir dan struktur. Bersama-sama dengan ciri-ciri optimum kekuatan dan rintangan kepada tekanan, aloi ini juga dibezakan oleh sifat dinamik yang fleksibel. Khususnya, keluli hypoeutectoid, yang juga mengandungi peratusan besar campuran karbon, dinilai untuk kemulurannya yang tinggi. Tetapi ini bukan semua kelebihan pelbagai jenis besi berkekuatan tinggi ini.

Maklumat am tentang aloi

Ciri tersendiri keluli ialah kehadiran kekotoran aloi khas dan karbon dalam struktur. Sebenarnya, aloi hypoeutectoid ditentukan oleh kandungan karbon. Di sini adalah penting untuk membezakan antara keluli eutektoid dan ledeburite klasik, yang mempunyai banyak persamaan dengan pelbagai jenis besi teknikal yang diterangkan. Jika kita menganggap kelas struktur keluli, maka aloi hypoeutectoid akan merujuk kepada eutectoid, tetapi mengandungi ferit dan pearlit aloi. Perbezaan asas daripada hypereutectoid ialah tahap karbon di bawah 0.8%. Melebihi inipenunjuk membolehkan kami mengklasifikasikan keluli sebagai eutektoid sepenuhnya. Dalam beberapa cara, bertentangan dengan hypoeutectoid ialah keluli hypereutectoid, yang, sebagai tambahan kepada pearlit, juga mengandungi kekotoran sekunder karbida. Oleh itu, terdapat dua faktor utama yang memungkinkan untuk membezakan aloi hypoeutectoid daripada kumpulan umum eutectoid. Pertama, ini adalah kandungan karbon yang agak kecil, dan kedua, ini ialah set kekotoran khas, yang asasnya adalah ferit.

Teknologi pengeluaran

Proses teknologi am untuk pembuatan keluli hypoeutectoid adalah serupa dengan pengeluaran aloi lain. Iaitu, kira-kira teknik yang sama digunakan, tetapi dalam konfigurasi yang berbeza. Keluli hypoeutectoid memerlukan perhatian khusus dari segi mendapatkan struktur khususnya. Untuk ini, teknologi digunakan untuk memastikan penguraian austenit terhadap latar belakang penyejukan. Sebaliknya, austenit ialah campuran gabungan, termasuk ferit dan pearlit yang sama. Dengan mengawal selia keamatan pemanasan dan penyejukan, ahli teknologi boleh mengawal serakan bahan tambahan ini, yang akhirnya menjejaskan pembentukan kualiti prestasi tertentu bahan.

Walau bagaimanapun, karbon yang disediakan oleh perlit kekal sama. Walaupun penyepuhlindapan seterusnya boleh membetulkan pembentukan mikrostruktur, kandungan karbon akan berada dalam julat 0.8%. Peringkat wajib dalam proses pembentukan struktur keluli adalah normalisasi. Prosedur ini diperlukan untuk pengoptimuman pecahan bijirin yang samaaustenit. Dalam erti kata lain, zarah ferit dan pearlit dikurangkan kepada saiz optimum, yang meningkatkan lagi prestasi teknikal dan fizikal keluli. Ini adalah proses yang kompleks di mana banyak bergantung pada kualiti peraturan pemanasan. Jika rejim suhu melebihi, maka kesan sebaliknya mungkin diberikan - peningkatan dalam butiran austenit.

Penyepuhlindapan keluli

Penggunaan beberapa kaedah penyepuhlindapan diamalkan. Terdapat perbezaan asas antara teknik penyepuhlindapan penuh dan separa. Dalam kes pertama, austenit dipanaskan secara intensif ke suhu kritikal, selepas itu normalisasi dilakukan dengan cara penyejukan. Di sinilah berlakunya penguraian austenit. Sebagai peraturan, penyepuhlindapan penuh keluli dilakukan dalam mod 700-800 °C. Rawatan haba pada tahap ini hanya mengaktifkan proses pereputan unsur ferit. Kadar penyejukan juga boleh dilaraskan, sebagai contoh, kakitangan ketuhar boleh mengendalikan pintu ruang dengan menutup atau membukanya. Model terkini ketuhar isoterma dalam mod automatik boleh melakukan penyejukan perlahan mengikut program tertentu.

Bagi penyepuhlindapan tidak lengkap, ia dihasilkan melalui pemanasan dengan suhu melebihi 800 °C. Walau bagaimanapun, terdapat had yang serius pada masa menahan kesan suhu kritikal. Atas sebab ini, penyepuhlindapan yang tidak lengkap berlaku, akibatnya ferit tidak hilang. Akibatnya, banyak kekurangan dalam struktur bahan masa depan tidak dihapuskan. Mengapa penyepuhlindapan keluli sedemikian perlu jika ia tidak meningkatkan fizikalkualiti? Malah, ia adalah rawatan haba yang tidak lengkap yang membolehkan anda mengekalkan struktur lembut. Bahan akhir mungkin tidak diperlukan dalam setiap aplikasi khusus untuk keluli karbon per se, tetapi akan membolehkan pemesinan mudah. Aloi pro-eutectoid lembut mudah dipotong dan lebih murah untuk dikeluarkan.

Penormalan aloi

Selepas menembak, giliran prosedur rawatan haba meningkat. Terdapat operasi normalisasi dan pemanasan. Dalam kedua-dua kes, kita bercakap tentang kesan haba pada bahan kerja, di mana suhu boleh melebihi 1000 °C. Tetapi dengan sendirinya, normalisasi keluli hypoeutectoid berlaku selepas selesai rawatan haba. Pada peringkat ini, penyejukan bermula dalam keadaan udara pegun, di mana pendedahan berlaku sehingga pembentukan lengkap austenit berbutir halus. Iaitu, pemanasan adalah sejenis operasi persediaan sebelum membawa aloi ke keadaan normal. Sekiranya kita bercakap tentang perubahan struktur tertentu, maka paling kerap ia dinyatakan dalam pengurangan saiz ferit dan perlit, serta peningkatan kekerasannya. Kualiti kekuatan zarah meningkat dari segi berbanding dengan yang dicapai melalui prosedur penyepuhlindapan.

Selepas penormalan, satu lagi prosedur pemanasan pendedahan yang lama mungkin mengikuti. Bahan kerja kemudiannya disejukkan, dan langkah ini boleh dilakukan dengan cara yang berbeza. Keluli hypoeutectoid akhir diperolehi sama ada di udara atau di dalamketuhar penyejukan perlahan. Seperti yang ditunjukkan oleh amalan, aloi berkualiti tinggi dibentuk menggunakan teknologi penormalan penuh.

Kesan suhu pada struktur aloi

Intervensi suhu dalam proses pembentukan struktur keluli bermula dari saat perubahan jisim ferit-simentit kepada austenit. Dalam erti kata lain, perlite melepasi keadaan campuran berfungsi, yang sebahagiannya menjadi asas untuk pembentukan keluli berkekuatan tinggi. Pada peringkat seterusnya rawatan terma, keluli keras menyingkirkan lebihan ferit. Seperti yang telah dinyatakan, ia tidak selalu dihapuskan sepenuhnya, seperti dalam kes penyepuhlindapan yang tidak lengkap. Tetapi aloi hypoeutectoid klasik masih melibatkan penyingkiran komponen austenit ini. Pada peringkat seterusnya, komposisi sedia ada telah pun dioptimumkan dengan jangkaan untuk membentuk struktur yang dioptimumkan. Iaitu, terdapat penurunan dalam zarah aloi dengan pemerolehan sifat kekuatan yang meningkat.

Transformasi isoterma dengan campuran supercooled austenit boleh dilakukan dalam mod yang berbeza dan tahap suhu hanyalah salah satu parameter yang dikawal oleh ahli teknologi. Selang puncak pendedahan haba, kadar penyejukan, dsb. juga berbeza-beza. Bergantung pada mod normalisasi yang dipilih, keluli keras diperolehi dengan ciri teknikal dan fizikal tertentu. Pada peringkat ini juga mungkin untuk menetapkan sifat operasi khas. Contoh yang menarik ialah aloi dengan struktur lembut, diperoleh dengan tujuan pemprosesan selanjutnya yang cekap. Tetapi paling kerappengilang masih memberi tumpuan kepada keperluan pengguna akhir dan keperluannya untuk kualiti teknikal dan operasi utama logam.

Struktur keluli

Mod normalisasi pada suhu 700 °C menyebabkan pembentukan struktur di mana butiran ferit dan pearlit akan menjadi asas. Dengan cara ini, keluli hypereutectoid mempunyai simentit dalam strukturnya dan bukannya ferit. Pada suhu bilik, dalam keadaan normal, kandungan ferit berlebihan juga diperhatikan, walaupun bahagian ini diminimumkan apabila karbon meningkat. Adalah penting untuk ditekankan bahawa struktur keluli bergantung sedikit pada kandungan karbon. Ia boleh dikatakan tidak menjejaskan kelakuan komponen utama semasa pemanasan yang sama, dan hampir semuanya tertumpu dalam perlit. Sebenarnya, perlit boleh digunakan untuk menentukan tahap kandungan campuran karbon - sebagai peraturan, ini adalah nilai yang tidak penting.

Satu lagi nuansa struktur juga menarik. Hakikatnya ialah zarah perlit dan ferit mempunyai graviti tentu yang sama. Ini bermakna bahawa dengan jumlah salah satu komponen ini dalam jumlah jisim, anda boleh mengetahui jumlah kawasan yang didudukinya. Oleh itu, permukaan keratan mikro dikaji. Bergantung pada mod di mana keluli hypoeutectoid dipanaskan, parameter pecahan zarah austenit juga terbentuk. Tetapi ini berlaku hampir dalam format individu dengan pembentukan nilai unik - perkara lain ialah had untuk pelbagai penunjuk kekal standard.

Sifat keluli hypoeutectoid

Logam ini kepunyaankepada keluli karbon rendah, jadi anda tidak sepatutnya mengharapkan prestasi istimewa daripadanya. Cukuplah untuk mengatakan bahawa dari segi ciri kekuatan, aloi ini jauh lebih rendah daripada eutectoid. Ini disebabkan oleh perbezaan struktur. Hakikatnya ialah kelas keluli hypoeutectoid dengan kandungan ferit berlebihan adalah lebih rendah daripada kekuatan analog yang mempunyai simentit dalam set struktur. Sebahagiannya atas sebab ini, ahli teknologi mengesyorkan menggunakan aloi untuk industri pembinaan, dalam pengeluaran yang operasi penembakan dengan anjakan ferit telah dilaksanakan secara maksimum.

Jika kita bercakap tentang sifat luar biasa positif bahan ini, maka ia adalah keplastikan, penentangan terhadap proses pemusnahan biologi semulajadi, dll. Pada masa yang sama, pengerasan keluli hypoeutectoid boleh menambah beberapa kualiti tambahan kepada logam. Sebagai contoh, ia boleh menjadi kedua-dua peningkatan rintangan haba dan ketiadaan kecenderungan kepada proses kakisan, serta rangkaian keseluruhan sifat perlindungan yang wujud dalam aloi karbon rendah konvensional.

Kawasan permohonan

Walaupun sedikit penurunan dalam sifat kekuatan disebabkan oleh fakta bahawa logam itu tergolong dalam kelas keluli ferit, bahan ini biasa di kawasan yang berbeza. Sebagai contoh, dalam kejuruteraan mekanikal, bahagian yang diperbuat daripada keluli hypoeutectoid digunakan. Perkara lain ialah gred aloi yang tinggi digunakan, dalam pembuatan yang menggunakan teknologi penembakan dan normalisasi canggih. Juga, struktur keluli hypoeutectoid dengan kandungan ferit yang dikurangkan adalah agakmembenarkan penggunaan logam dalam penghasilan struktur bangunan. Selain itu, kos yang berpatutan untuk beberapa gred keluli jenis ini membolehkan anda mengira penjimatan yang ketara. Kadang-kadang, dalam pembuatan bahan binaan dan modul keluli, peningkatan kekuatan tidak diperlukan sama sekali, tetapi rintangan haus dan keanjalan diperlukan. Dalam kes sedemikian, penggunaan aloi hypoeutectoid adalah wajar.

Pengeluaran

Banyak perusahaan terlibat dalam pembuatan, penyediaan dan pengeluaran logam hypoeutectoid di Rusia. Contohnya, Loji Logam Bukan Ferus Ural (UZTSM) menghasilkan beberapa gred keluli jenis ini sekaligus, menawarkan set sifat teknikal dan fizikal yang berbeza kepada pengguna. Loji Keluli Ural menghasilkan keluli ferit, yang termasuk komponen aloi berkualiti tinggi. Selain itu, pengubahsuaian aloi khas tersedia dalam pelbagai jenis, termasuk logam tahan panas, kromium tinggi dan tahan karat.

Metalloinvest juga boleh dipilih antara pengeluar terbesar. Di kemudahan syarikat ini, keluli struktur dengan struktur hypoeutectoid dihasilkan, direka untuk digunakan dalam pembinaan. Pada masa ini, kilang keluli perusahaan itu berfungsi mengikut piawaian baru, yang membolehkan memperbaiki titik lemah aloi ferit - penunjuk kekuatan. Khususnya, ahli teknologi syarikat sedang berusaha untuk meningkatkan faktor keamatan tekanan, untuk mengoptimumkan kekuatan impak dan rintangan keletihan bahan. Ini membolehkan kami menawarkan aloi hampir universal.

Kesimpulan

Terdapat beberapa sifat teknikal dan operasi logam industri dan bangunan yang dianggap asas dan sentiasa diperbaiki. Walau bagaimanapun, apabila reka bentuk dan proses teknologi menjadi lebih kompleks, keperluan baharu untuk asas elemen juga timbul. Dalam hal ini, keluli hypoeutectoid jelas menunjukkan dirinya, di mana kualiti prestasi yang berbeza tertumpu. Penggunaan logam ini wajar bukan dalam kes di mana bahagian dengan beberapa prestasi ultra tinggi diperlukan, tetapi dalam situasi di mana set khas atipikal sifat berbeza diperlukan. Dalam kes ini, logam itu menunjukkan gabungan kelenturan dan kemuluran dengan rintangan hentaman optimum dan kualiti perlindungan asas yang terdapat dalam kebanyakan aloi karbon.