تعیین عناصر آلیاژی در فولاد: طبقه بندی، خواص، علامت گذاری، کاربرد

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

امروزه انواع فولادها در بسیاری از صنایع استفاده می شود. انواع خواص کیفی، مکانیکی و فیزیکی با آلیاژ کردن فلز به دست می آید. تعیین عناصر آلیاژی در فولاد به تعیین اجزای وارد شده به ترکیب و همچنین محتوای کمی آنها کمک می کند.

اطلاعات عمومی و طبقه بندی کلی

وقتی صحبت از فولاد آلیاژی می شود، به این معنی است که عناصر خاصی به مواد اضافه شده است که خواص مکانیکی و فیزیکی ماده اولیه را تغییر داده است. علاوه بر این، ساختار داخلی مواد نیز تغییر می کند. تعیین عناصر آلیاژی در فولاد نه تنها به درک اینکه کدام افزودنی ها معرفی شده اند کمک می کند. بسته به آنها، چندین کلاس از خود محصول متمایز می شود.

طبقه بندی اول بر اساس میزان کربن است. فولادهای کم کربن وجود دارند که محتوای کربن آنها تا 0.25٪ است، فولادهای کربن متوسط حاوی 0.25 تا 0.65٪ مواد افزودنی هستند.کربن بالا حاوی بیش از 0.65 درصد کربن در ترکیب است.

علائم دیگر طبقه بندی

همه انواع مواد مورد مطالعه بسته به محتوای کل عناصر آلیاژی در فولاد به سه دسته دیگر تقسیم می شوند. نام این گروه ها کم آلیاژ، متوسط آلیاژ، پر آلیاژ است. در مورد اول، کسر جرمی کل مواد افزودنی از 2.5٪ تجاوز نمی کند، برای گروه دوم - بیش از 10٪، برای گروه سوم - از 10 تا 50٪.

علاوه بر این، شایان ذکر است که بسته به خواصی که عناصر آلیاژی به فولاد می دهند، ساختار داخلی آن تغییر می کند. همچنین نیاز به درک دارد. در این حالت با استفاده از نامگذاری عناصر آلیاژی در فولاد می توان ساختار محصول را تعیین کرد. و بر این اساس، طبقه بندی دیگری انجام دهید:

1. گرید فولاد Hypo-Eutectoid - فریت بیش از حد در ترکیب.
2. کلاس یوتکتوئید ساختار پرلیت محصول را نشان می دهد.
3. گروه محصول هایپریوتکتوئید با ساختاری حاوی کاربیدهای ثانویه مشخص می شود.
4. کلاس ماده لدبوریت حاوی کاربیدهای اولیه است.

اجزای اصلی و تأثیر آنها

بسیاری از اجزای مختلف به فولاد اضافه می شوند. تعیین عناصر در فولادهای آلیاژی با استفاده از حروف، اغلب اولین حروف بزرگ نام خود جزء انجام می شود.

می توانید با کروم و نیکل شروع کنید. آنها به ترتیب با حروف X و H مشخص می شوند. اگر در مورد تأثیر کروم صحبت کنیم، آنگاهمقاومت فولاد در برابر خوردگی را افزایش می دهد. علاوه بر این، استحکام و سختی نیز افزایش می یابد. کروم جزء آلیاژی اصلی در ساخت محصولات ضد زنگ در نظر گرفته می شود.

تعیین عناصر در گریدهای فولاد آلیاژی به تعیین سریع خواص مواد و هدف آن کمک می کند. بنابراین، علامت "H" نشان دهنده محتوای نیکل است، به این معنی که این ماده دارای ویسکوزیته بالا، شکل پذیری بیشتر و مقاومت خوبی در برابر خوردگی است.

عناصر آلیاژی اضافی

بعد باید در مورد تیتانیوم (T) و وانادیوم (F) گفت. افزایش محتوای T نشان دهنده کاهش دانه بندی ساختار است که باعث افزایش استحکام و چگالی می شود. علاوه بر این، مقاومت در برابر زنگ بهبود یافته و پردازش ساده شده است. وانادیوم نیز به عنوان یک عنصر آلیاژی در گریدهای فولادی با حرف F تعیین می شود. در این مورد نیز به کاهش دانه بندی کمک می کند، اما نتیجه تا حدودی متفاوت است و شامل بهبود سیالیت و افزایش استحکام کششی است.

بعد، باید در مورد مولیبدن (M) و تنگستن (B) صحبت کنیم.

معرفی "M" به ترکیب، سختی پذیری محصولات را بهبود می بخشد، مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد و شکنندگی را کاهش می دهد. "B" همچنین با جلوگیری از رشد دانه ها در حین گرم کردن، شکنندگی را در هنگام گرم کردن کاهش می دهد، علاوه بر این، سختی کلی را افزایش می دهد.

نام عناصر آلیاژی در فولاد گاهی اوقات با نام آنها در روسی مطابقت ندارد. بنابراین، یکی از افزودنی های بحث برانگیز سیلیکون است که نشان داده شده استحرف C. تنها با 1-1.5 درصد این ماده در ترکیب، قادر به افزایش استحکام و در عین حال حفظ ویسکوزیته است. اگر شروع به افزایش محتوای جزء در ساختار کنید، مقاومت الکتریکی و نفوذپذیری مغناطیسی افزایش می یابد. علاوه بر این، سیلیکون قادر است خاصیت ارتجاعی، مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون را افزایش دهد. اما با همه اینها باید در نظر گرفت که شکنندگی فولاد را افزایش می دهد.

دو افزودنی آخر کبالت (K) و آلومینیوم (Yu) هستند. افزودن عنصر اول باعث افزایش مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر ضربه می شود. آلومینیوم مقاومت در برابر رسوب را افزایش می دهد.

ناخالصی ها چیست؟

در مورد تعیین عناصر آلیاژی در گریدهای فلزی، نمی توان ناخالصی ها را نام برد. اولاً، وجود آنها بر خواص محصولات نیز تأثیر می گذارد. ثانیاً خلاص شدن کامل از وجود آنها در ترکیب ماده غیرممکن است و بنابراین کسر جرمی آنها به طور دوره ای در برچسب گذاری نشان داده می شود.

ناخالصی های مختلف و اثرات آنها

حرف A مخفف نیتروژن است. در صورت وجود، معمولاً تقریباً در وسط علامت گذاری نشان داده می شود. از نظر خواص، با حضور اکسیژن یکسان است. اگر کسر جرمی معینی از یکی از این دو عنصر بیشتر شود، شکنندگی ماده افزایش می یابد. علاوه بر این، ویژگی هایی مانند ویسکوزیته و استقامت نیز کاهش می یابد.

ناخالصی بحث برانگیز کربن (U) است. اگر حاوی 1.2٪ باشد، می تواند تأثیر مثبتی داشته باشد، سختی، استحکام، محدودیت را افزایش دهدسیالیت اگر حتی مقدار کمی بیش از این شاخص مشاهده شود، استحکام و شکل پذیری هر دو به سرعت شروع به زوال می کنند.

منگنز (G) و گوگرد نیز جزو ناخالصی ها هستند. منگنز نیز مانند کربن، بسته به کسر جرمی در ساختار، تأثیر متفاوتی دارد. اگر محتوای عنصر "G" از 0.8٪ تجاوز نکند، می توان آن را ناخالصی تکنولوژیکی نامید. درجه اکسید زدایی فولاد را افزایش می دهد، تاثیر منفی گوگرد بر محصول را کاهش می دهد.

اگر کسر جرمی عنصر دوم از 0.65% بیشتر شود، اثر مضر قابل توجهی دارد. پلاستیک، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت ضربه به طور قابل توجهی کاهش می یابد. افزایش گوگرد در ترکیب نیز توانایی جوش فولاد را بدتر می کند.

آخرین ناخالصی مضر هیدروژن است. افزایش در کسر جرمی این جزء منجر به افزایش قابل توجهی در شکنندگی می شود.

نمایش کلی علامت گذاری

نمادهایبرای عناصر آلیاژی در فولادها طبق GOST 4543-71 به این دلیل است که مواد زیادی از این طریق بهبود یافته اند. طبق این قوانین ابتدا یک حرف و بعد از آن یک عدد نشان دهنده مقدار این عنصر نشان داده می شود. می‌توانید این را در نمونه برندی مانند X5CrNi18-10 در نظر بگیرید.

باید فوراً گفت که علامت گذاری همیشه با حروف روسی نیست، گاهی اوقات به زبان دیگری، همانطور که در مثال نشان داده شده است. در این مورد، رمزگشایی به نظر می رسد: حرف "X" نشان می دهد که آلیاژ متعلق به دسته فولادهای ضد زنگ مغناطیسی یا کروم است.گروه ها؛ عدد 5 محتوای کربن است که در این مورد 0.05٪ است. کروم و نیکل به ترتیب کروم و نیکل و 18 و 10 درصد آنها هستند. یعنی ساختار این نوع محصول حاوی 0.05 درصد کربن، 18 درصد کروم و 10 درصد نیکل است.

علامت گذاری گروه های دیگر

تعیین عناصر آلیاژی که فولاد را تشکیل می دهند نیز می تواند نشان دهنده تعلق آنها به دسته خاصی از محصولات باشد. بنابراین، کروم-نیکل ضد زنگ حرف "I" را در ابتدای علامت گذاری خود خواهد داشت. فولادهای ابزار بلبرینگ و تندرو در ابتدا به ترتیب با "W" و "R" مشخص می شوند.

فولادهای آلیاژی می توانند با کیفیت بالا یا حتی فوق العاده با کیفیت باشند. در این حالت در انتهای علامت گذاری به ترتیب "A" یا "W" به آنها اضافه می شود. فولادهای آلیاژی معمولی به سادگی چنین علامت هایی در انتهای علامت گذاری ندارند.

در اینجا شایان ذکر است که گاهی اوقات در صورتی که ماده از طریق نورد به دست آمده باشد، نام خاصی به فولادهای آلیاژی اضافه می شود. در این مورد، علامت گذاری حاوی "H" - فولاد سخت کار شده یا "TO" - فولاد عملیات حرارتی است.

توالی تعیین عناصر

برای تعیین دقیق ترین ترکیب شیمیایی یک محصول، باید به مستندات آن نگاه کنید، با این حال، توانایی درک علائم می تواند به تعیین افزودنی های آلیاژی و ناخالصی های اصلی کمک کند.

بنابراین، اگر در ابتدااگر هر عددی روی علامت فولاد نشان داده شود، کسر جرمی کربن در ترکیب را در صدم درصد تعیین می کند. پس از آن، شمارش مواد افزودنی تشکیل دهنده فولاد آلیاژی آغاز می شود. بلافاصله بعد از هر حرف در نام گذاری، یک عدد نشان داده می شود که محتوای کمی عنصر شیمیایی در ترکیب را به صورت درصد نشان می دهد. با این حال، این نیز اتفاق می افتد که بلافاصله بعد از حرف هیچ عددی وجود ندارد. این بدان معنی است که محتوای این عنصر در ترکیب از 1.5٪ تجاوز نمی کند که بسیار کم است.

فولادهای آلیاژی متفرقه

در پایان، شایان ذکر است که این نوع فلزات معمولاً برای چه مواردی استفاده می شوند. فولاد آلیاژی از نوع ابزار وجود دارد. همانطور که از نام آن پیداست برای تولید هر نوع ابزاری کاربرد فراوانی دارد. معمولاً با فولاد کربن معمولی مقایسه می شود. ترکیب شیمیایی تقویت‌شده سختی و استحکام بیشتری دارد، اما همه ترکیبات آلیاژی شکننده‌تر از کربن معمولی هستند.

فولاد متعلق به گروه برش های سریع ثابت شده است که عالی است. چنین ماده ای با سختی بالا و سختی قرمز تا 600 درجه سانتیگراد مشخص می شود.

فولادهای آلیاژی ساختاری با ویژگی های خاص یک گروه بزرگ جداگانه هستند. یعنی می‌تواند محصولات ضد زنگ، فلز با ویژگی‌های الکتریکی و مغناطیسی بهبود یافته و موارد دیگر باشد.

همانطور که از همه موارد فوق مشاهده می شود، مواد آلیاژی در حال حاضر به شدت و در بسیاری از صنایع استفاده می شود. به همین دلیل، برای دانستن و قادر به درک نامگذاری از این نوعفولاد برای هر کسی که می خواهد با او تجارت کند ارزش دارد.