فولاد کم کربن: ترکیب و خواص

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

فولاد کم کربن در همه جا وجود دارد. محبوبیت آن بر اساس خواص فیزیکی، شیمیایی و هزینه کم است. این آلیاژ به طور گسترده در صنعت و ساخت و ساز استفاده می شود. بیایید نگاهی دقیق تر به این نوع فولاد بیندازیم.

ترکیب

فولاد آهنی است که در طی فرآیند ذوب با کربن غنی شده است. ذوب کربن با حضور کربن مشخص می شود که خواص اساسی فلز را تعیین می کند و ناخالصی ها: فسفر (تا 0.07٪)، سیلیکون (تا 0.35٪)، گوگرد (تا 0.06٪)، منگنز (تا 0.06٪). 0.8٪). بنابراین، فولاد نرم حاوی بیش از 0.25٪ کربن نیست.

همانطور که برای سایر افزودنی ها، منگنز و سیلیکون برای اکسید زدایی (اکسیژن را از فلز مایع خارج می کند، که شکنندگی را در هنگام تغییر شکل داغ کاهش می دهد) عمل می کند. اما افزایش درصد گوگرد می تواند منجر به ترک خوردگی آلیاژ در طول عملیات حرارتی، فسفر - در طی عملیات سرد شود.

روش های به دست آوردن

تولید یک آلیاژ کم کربن را می توان به چند مرحله تجزیه کرد: بارگیری آهن و ضایعات (شارژ) در کوره، عملیات حرارتی تا حالت ذوب، حذف ناخالصی ها از جرم.

بعلاوه، ریخته گری فولاد یا فرآوری اضافی ممکن است رخ دهد: با سرباره یا خلاء و گازهای بی اثر.

برای اجرای چنین فرآیندهایی از سه روش استفاده می شود:

• کوره های باز. رایج ترین تجهیزات. فرآیند ذوب ظرف چند ساعت انجام می‌شود که به آزمایشگاه‌ها اجازه می‌دهد کیفیت ترکیب حاصل را ردیابی کنند.
• فرهای کانوکتور. با پاکسازی با اکسیژن تولید می شود. لازم به ذکر است که آلیاژهای به دست آمده از این طریق کیفیت بالایی ندارند، زیرا دارای ناخالصی بیشتری هستند.
• کوره های القایی و الکتریکی. فرآیند تولید با استفاده از سرباره انجام می شود. به این ترتیب آلیاژهای باکیفیت و تخصصی بدست می آید.

بیایید ویژگی های طبقه بندی آلیاژها را در نظر بگیریم.

بازدید

فولاد کم کربن می تواند سه نوع باشد:

• کیفیت معمولی. در چنین آلیاژهایی، محتوای گوگرد از 0.06٪، فسفر 0.07٪ تجاوز نمی کند.
• کیفیت. حاوی: گوگرد تا 0.04٪، فسفر تا 0.035٪.
• کیفیت بالا. گوگرد تا 0.025٪، فسفر تا 0.025٪
• کیفیت ویژه. محتوای ناخالصی کم: گوگرد تا 0.015٪، فسفر - تا 0.025٪.

همانطور که قبلا ذکر شد، هر چه ناخالصی کمتر باشد، کیفیت آلیاژ بهتر است.

فولاد کم کربن GOST 380-94 با کیفیت معمولی به سه گروه دیگر تقسیم می شود:

• A. با مکانیکی آن تعریف شده استخواص شکل تحویل به مصرف کننده اغلب به صورت چند مقطعی و ورق فلزی یافت می شود.
• B. شاخص های اصلی ترکیب شیمیایی و خواص هستند. بهینه برای عملکرد مکانیکی توسط فشار تحت فاکتور حرارتی (آهنگری، مهر زنی).
• B. برای این نوع آلیاژها، خواص زیر مهم است: فنی، فنی، فیزیکی، شیمیایی و بر این اساس، ترکیب.

طبق فرآیند اکسید زدایی، فولاد به موارد زیر تقسیم می شود:

• آرام. روند درمان به آرامی پیش می رود. در این فرآیند هیچ گازی آزاد نمی شود. انقباض در وسط شمش رخ می دهد.
• نیمه آرام. نمای میانی فولاد بین ترکیبات آرام و جوشان.
• جوش. انجماد با آزاد شدن گاز اتفاق می افتد. آستین کوچک مخفی.

ویژگی های اساسی

فولاد کم کربن دارای انعطاف پذیری بالایی است، به راحتی در حالت سرد و گرم تغییر شکل می دهد. ویژگی بارز این آلیاژ جوش پذیری خوب است. بسته به عناصر اضافی، خواص فولاد ممکن است تغییر کند.

اغلب آلیاژهای کم کربن در ساخت و ساز و صنعت استفاده می شوند. این به دلیل قیمت پایین و خواص استحکام خوب است. به چنین آلیاژی ساختاری نیز گفته می شود. خواص فولاد نرم در علامت گذاری رمزگذاری شده است. در زیر به ویژگی های آن می پردازیم.

ویژگی های علامت گذاری

فولاد نرم معمولی دارای حرف CT و عدد است. عدد باید بر 100 تقسیم شود، سپس خواهد شددرصد کربن را درک کنید. برای مثال، CT15 (کربن 0.15%).

بیایید علامت گذاری را در نظر بگیریم و نامگذاری ها را رمزگشایی کنیم:

• حروف اول یا عدم وجود آنها نشان دهنده تعلق به یک گروه کیفی خاص است. می تواند B یا C باشد. اگر حرفی وجود نداشته باشد، آلیاژ متعلق به دسته A است.
• St مخفف فولاد است.
• نامگذاری عددی - درصد رمزگذاری شده کربن.
• kp، ps - نشان دهنده یک آلیاژ در حال جوش یا نیمه آرام است. عدم وجود نام نشان می دهد که فولاد آرام است (cn).
• نام حروف و تعداد بعد از آن نشان می دهد که کدام ناخالصی در ترکیب و درصد آنها وجود دارد. به عنوان مثال، G - منگنز، یو - آلومینیوم، F - وانادیم.

برای فولادهای کم کربن با کیفیت بالا، علامت "St" در علامت گذاری قرار نمی گیرد.

همچنین کدگذاری رنگی را اعمال می کند. به عنوان مثال، فولاد ملایم درجه 10 سفید است. فولادهای هدف خاص ممکن است با حروف اضافی مشخص شوند. به عنوان مثال، "K" - در ساختمان دیگ بخار استفاده می شود. OSV - برای ساخت محورهای واگن و غیره استفاده می شود.

محصولات تولیدی

چند گروه از محصولات فولادی را می توان متمایز کرد:

• ورق فولادی. زیرگونه: ورق ضخیم (GOST 19903-74)، ورق نازک (GOST 19904-74)، پهن باند (GOST 8200-70)، نوار (GOST 103-76)، راه راه (GOST 8568-78)
• پروفایل های زاویه. قفسه برابر (GOST 8509-93)، قفسه نابرابر (GOST 8510-86).
• کانال (GOST 8240-93).
• I-beams. تیرهای I معمولی (GOST 8239-89)، تیرهای I قفسه عریض (GOST 26020-83, STO ASCHM 20-93).
• لوله.
• کفپوش پروفیلی.

پروفایل های ثانویه به این لیست اضافه می شوند که با جوشکاری و ماشینکاری شکل می گیرند.

حوزه های کاربردی

دامنه فولاد کم کربن بسیار گسترده است و به علامت گذاری بستگی دارد:

• St 0, 1, 3Gsp. کاربرد گسترده در ساخت و ساز. به عنوان مثال، سیم تقویت کننده فولادی ملایم،
• 05kp، 08، 08kp، 08y. مناسب برای مهر زنی و طراحی سرد (پلاستیسیته بالا). مورد استفاده در صنعت خودرو: قطعات بدنه، مخازن سوخت، کویل ها، قطعات سازه های جوش داده شده.
• 10, 15. برای قطعاتی که تحت بارهای زیاد قرار ندارند استفاده می شود. لوله های دیگ بخار، مهر زنی، کوپلینگ، پیچ و مهره، پیچ.
• 18kp. یک کاربرد معمولی سازه هایی است که با جوشکاری تولید می شوند.
• 20, 25. به طور گسترده برای تولید اتصال دهنده ها استفاده می شود. کوپلینگ ها، شیرآلات، قاب ها و سایر قطعات ماشین های کشاورزی.
• 30, 35. محورها، چرخ دنده‌ها، چرخ دنده‌ها و غیره با بارگذاری کم.
• 40, 45, 50. قطعات با بار متوسط. به عنوان مثال، میل لنگ، دیسک های اصطکاکی.
• 60-85. قطعات تحت فشار زیاد این می تواند ریل راه آهن، چرخ جرثقیل، فنر، واشر باشد.

همانطور که می بینید، طیف محصولات گسترده است - این فقط سیم فولادی ملایم نیست. همچنیناینها جزئیات مکانیسم های پیچیده است.

فولاد کم آلیاژ و کم کربن: تفاوت

برای بهبود هر ویژگی آلیاژ، عناصر آلیاژی اضافه می شوند.

فولادهایی که حاوی مقدار کمی کربن (تا یک چهارم درصد) و مواد افزودنی آلیاژی (در کل تا ۴ درصد) در چبا هستند، کم آلیاژ نامیده می شوند. چنین محصولات نورد شده کیفیت جوشکاری بالایی را حفظ می کنند، اما در عین حال، خواص مختلف افزایش می یابد. به عنوان مثال، استحکام، عملکرد ضد خوردگی و غیره. به عنوان یک قاعده، هر دو نوع در سازه های جوش داده شده استفاده می شود، که باید در محدوده دمایی منفی 40 تا + 450 درجه سانتیگراد مقاومت کنند.

ویژگی های جوشکاری

جوشکاری فولادهای کم کربن کارایی بالایی دارد. نوع جوش، الکترودها و ضخامت آنها بر اساس داده های فنی زیر انتخاب می شود:

• قطعاً اتصال باید محکم بسته شود.
• نباید هیچ نقصی در درز وجود داشته باشد.
• ترکیب شیمیایی درز باید مطابق با استانداردهای مشخص شده در GOST انجام شود.
• اتصالات جوش داده شده باید با شرایط عملیاتی (مقاومت در برابر لرزش، تنش مکانیکی، شرایط دما) مطابقت داشته باشند.

انواع مختلفی از جوشکاری را می توان از جوشکاری الکترود مصرفی گاز گرفته تا دی اکسید کربن استفاده کرد. هنگام انتخاب، همجوشی بالای آلیاژهای کم کربن و کم آلیاژ را در نظر بگیرید.

با توجه به کاربرد خاص، فولاد کم کربن در ساخت و ساز و مهندسی استفاده می شود.

عیار فولاد بر اساس خواص فیزیکی و شیمیایی مورد نیاز در خروجی انتخاب می شود. وجود عناصر آلیاژی می تواند برخی از خواص (مقاومت در برابر خوردگی، دمای افراطی) را بهبود بخشد، اما برخی دیگر را نیز بدتر می کند. قابلیت جوشکاری خوب یکی دیگر از مزایای این آلیاژها است.

بنابراین، ما متوجه شدیم که محصولات فولادی کم کربن و کم آلیاژ چیست.