Pre-eutektoid stål: struktur, egenskaper, produktion och tillämpning

Användningen av kolstål i stor utsträckningär vanligt inom bygg och industri. Gruppen av så kallade tekniska järn har många fördelar som leder till ökad prestanda för slutprodukterna och mönster. Tillsammans med optimal styrka och motståndskraft mot stress, sådana legeringar har flexibla och dynamiska egenskaper. I synnerhet, pro-eutektoid stål, som också har en avsevärd procentuell sammansättning av kolhaltiga blandningar värderade för hög duktilitet. Men detta är inte alla fördelar med denna typ av höghållfast järn.

Allmän information om legeringen

En särskild egenskap av stål är närvaron istruktur av speciella dopade föroreningar och kol. I själva verket bestäms kolinnehållet av pre-eutektoidlegeringen. Här är det viktigt att skilja mellan det klassiska eutektoidet och lebedebury-stålet, som har mycket gemensamt med det beskrivna utbudet av tekniskt järn. Om vi ​​betraktar den klass av konstruktionsstål, kommer legeringen doevtektoidnyh behandla eutektoid, men innehåller en del av dopad ferrit och perlit. Den huvudsakliga skillnaden från hypereutectoid är kolhalten, som ligger under 0,8%. Överstiger detta index kan vi hänvisa stål till högkvalitativa eutektoider. På vissa sätt motsatta doevtektoida är en hypereutectoid stål, i vilken tillsats av perlit innehåller också föroreningar sekundära karbider. Således finns det två huvudfaktorer som gör det möjligt att isolera de pre-eutektoidala legeringarna från den allmänna gruppen av eutektoider. För det första är detta ett relativt litet kolinnehåll, och för det andra är det en speciell uppsättning föroreningar, vars utgångspunkt är ferrit.

Tillverkningsteknik

Allmän tillverkningsprocesspre-eutektoid stål liknar produktionen av andra legeringar. Det vill säga samma tekniker används, men i andra konfigurationer. Särskild uppmärksamhet ägnas åt pre-eutektoidstål i den del av sin specifika struktur. För detta ändamål är tekniken för att säkerställa sönderdelning av austenit på grund av kylning inblandad. I övrigt är austenit en kombinerad blandning som innehåller samma ferrit och perlit. Genom att justera intensiteten för uppvärmning och kylning kan tekniker styra dispersionen av denna tillsats, vilket i slutändan påverkar bildandet av olika operativa egenskaper hos materialet.

Emellertid kolindikatorn som tillhandahålls avperlit, förblir på samma nivå. Även om efterföljande glödgning kan korrigera bildandet av mikrostrukturen kommer kolhalten att ligga inom 0,8%. Det obligatoriska stadiet vid bildandet av stålkonstruktionen är normalisering. Denna procedur krävs för fraktionerad optimering av korn av samma austenit. Med andra ord reduceras partiklarna av ferrit och perlit till optimala storlekar vilket ytterligare förbättrar stålets tekniska och fysiska egenskaper. Detta är en komplex process, i vilken mycket beror på kvaliteten på uppvärmningsreglering. Om temperaturregimen överskrids kan den motsatta effekten ges - en ökning av austenitkornen.

Annealing av stål

Det övas att använda flera metoderglödgning. Teknikerna för fullständig och ofullständig glödgning är fundamentalt olika. I det första fallet uppstår en intensiv uppvärmning av austeniten till en kritisk temperatur, varefter kylningen normaliseras. Här sönderdelas austenit. I regel utförs fullständig glödgning av stål i 700-800 ° C-läget. Termisk behandling på denna nivå aktiverar bara processerna för nedbrytning av ferritelement. Kylhastigheten kan också justeras, till exempel kan underhållspersonalen styra kamerans dörr genom att stänga eller öppna den. De senaste modellerna av isotermiska ugnar i automatiskt läge kan utföra långsam kylning i enlighet med det angivna programmet.

När det gäller ofullständig glödgning produceras dennär den upphettas med en temperatur över 800 ° C. Men det finns allvarliga begränsningar i tid behålla de kritiska effekterna temperaturer. Av denna anledning finns det en partiell glödgning, där ferrit inte försvinner. Följaktligen elimineras inte och ett flertal framtida brister materialstruktur. Varför behöver ett skämt stål om det inte blir bättre fysiska egenskaper? I själva verket är det ofullständig värmebehandling gör det möjligt att hålla en mjuk konsistens. Det slutliga materialet kanske inte behöver i varje applikationsområde, som är karakteristiskt för kolstål som sådana, men kommer enkelt producera bearbetas. Soft preeutektoid legering utan särskild svårighet mottaglig skärning och billigare kostnader i tillverkningsprocessen.

Normalisering av legeringen

Efter avfyring,värmebehandling. Isolera driften av normalisering och uppvärmning. I båda fallen handlar det om värmeverkan på arbetsstycket, vid vilken temperaturen kan överstiga 1000 ° C. Men i sig sker normaliseringen av de före-eutektoidstålna efter avslutad värmebehandling. Vid detta tillfälle börjar kylningen i en lugn luft, där åldringen sker tills den fina austeniten är helt formad. Det vill säga att uppvärmning är en slags förberedande operation innan legeringen går i ett normaliserat tillstånd. Om vi ​​pratar om specifika strukturella förändringar, så uttrycks de oftast för att minska storleken på ferrit och perlit, liksom att öka hårdheten. Partiklarnas hållfasthetsegenskaper ökar i termer jämfört med liknande egenskaper som uppnås genom glödgningsprocedurer.

Efter normalisering, en annanuppvärmning med lång exponering. Arbetsstycket kyls sedan, och detta steg kan utföras på olika sätt. Det slutliga pre-eutektoidstålet erhålls antingen i luft eller i en långsam kylningsugn. Som praktiken visar, är den mest högkvalitativa legeringen bildad genom att använda den fullständiga tekniken för normalisering.

Temperaturens inverkan på legeringens struktur

Temperaturinterferens i bildningsprocessenStålkonstruktionen börjar med det ögonblick då ferrit-cementitmassan omvandlas till austenit. Med andra ord passerar perlit till en funktionell blandning, som delvis blir grunden för bildandet av höghållfast stål. Vid nästa steg av värmebehandling avlägsnar härdat stål av överskott av ferrit. Som redan noterat, gör du inte alltid av med det helt, som vid ofullständig glödgning. Men den klassiska pre-eutektoidlegeringen föreslår fortfarande eliminering av denna austenitkomponent. I nästa steg sker redan optimering av den befintliga kompositionen med förväntan att bilda en optimerad struktur. Det vill säga, det finns en minskning av legeringspartiklarna med förvärvet av ökade hållfasthetsegenskaper.

Isotermisk transformation med superkyldaen blandning av austeniter kan utföras i olika lägen och temperaturnivån är bara en av parametrarna som styrs av tekniken. Spänningsintervaller med värmeverkan, kylhastighet etc. varierar också. Beroende på det valda normaliseringsläget erhålls härdat stål med vissa tekniska och fysiska egenskaper. Det är också i detta skede att det är möjligt att ställa in specifika driftsegenskaper. Ett levande exempel är en legering med en mjuk struktur som erhållits för effektiv effektiv behandling. Men oftast är tillverkarna inriktade på slutanvändarens behov och sina krav på de grundläggande tekniska och operativa egenskaperna hos metallen.

Struktur av stål

Normaliseringsläget vid en temperatur av 700° C orsakar bildandet av en struktur där basen kommer att vara korn av ferriter och perlititer. Förresten, hypereutectoid stål istället för ferrit har cementit i strukturen. Vid rumstemperatur noteras mängden överskott av ferrit också i det vanliga tillståndet, fastän denna del minimeras med ökande kol. Det är viktigt att betona att stålkonstruktionen till viss del beror på kolhalten. Det påverkar praktiskt taget inte beteendet hos huvudkomponenterna i samma uppvärmningsprocess och nästan allt är koncentrerat i perliten. Faktiskt perlite, och kan bestämma koldioxidhalten - i regel är detta en obetydlig mängd.

En annan strukturell nyans är intressant. Faktum är att partiklarna av perlit och ferrit har samma specifika gravitation. Det betyder att med antalet av en av dessa komponenter i den totala massan kan du ta reda på vad det totala arealet som är upptaget av det är. Sålunda studeras ytorna på mikrosektionerna. Beroende på det sätt i vilket det pre-eutektoidsta stålet upphettades, bildas fraktioneringsparametrar av austenitpartiklarna. Men det händer nästan i ett individuellt format med bildandet av unika värden - det är en annan sak att gränserna för olika indikatorer är standard.

Egenskaper hos det pre-eutektoidsta stålet

Denna metall hör till kolvätestål, så speciell prestanda från honom borde inte vänta. Det räcker med att säga att i styrkaegenskaper förlorar denna legering betydligt eutektoider. Detta beror på skillnader i strukturen. Faktum är att pre-eutektoidklassen av stål med innehållet av överskjutande ferriter är sämre i styrkan till analogerna som har cementit i strukturuppsättningen. Delvis av denna anledning rekommenderar tekniker användningen av legeringar för byggindustrin, vid produktion där avfyrningsoperationen med förskjutning av ferriter uppnåddes maximalt.

Om vi ​​pratar om positiva exceptionellaegenskaper av detta material, de består i plastiskhet, motståndskraft mot naturliga biologiska processer för destruktion etc. Vidare kan härdning av de pre-eutektoidståla lägga till metall och ett antal ytterligare kvaliteter. Till exempel kan det öka värmestabiliteten och bristen på predisposition mot korrosionsprocesser, liksom en mängd skyddande egenskaper som är inneboende i konventionella lågkollegeringar.

Användningsområden

Trots viss minskning av styrkanegenskaper, på grund av metallens medverkan till klassen av ferritstål, distribueras detta material i olika områden. Till exempel i verkstadsindustrin används delar av pre-eutektoidstål. En annan sak är att höga legeringsgrader används, vid tillverkning av vilken avancerad teknik för rostning och normalisering användes. Strukturen hos det pre-eutektoidstål med reducerat ferritinnehåll gör det också möjligt att använda metall vid framställning av byggnadsstrukturer. Dessutom ger det överkomliga värdet av vissa märken av stål av denna typ dig att förvänta dig betydande besparingar. Ibland behöver tillverkning av byggmaterial och stålmoduler inte ökad styrka, men det kräver hållbarhet och robusthet. I sådana fall motiverade användningen av pre-eutektoidlegeringar.

produktion

Tillverkning, beredning och frisättningmånga företag är engagerade i pre-eutektoidmetallen i Ryssland. Till exempel, Ural växt icke järnhaltiga metaller (UZTSM) tillverkar flera kvaliteter av stål av denna typ, som erbjuder användaren en annan uppsättning tekniska och fysikaliska egenskaper. Ural Steel Plant producerar ferritstål, som innehåller högkvalitativa legerade komponenter. Dessutom ett sortiment av tillgängliga modifieringar speciallegeringar, inklusive superlegeringar, och hög-krom rostfritt stål.

Bland de största producenterna kan identifieras ochföretaget "Metalloinvest". Kapaciteten hos detta företag producerar konstruktionsstål med en före-eutektoid struktur, konstruerad för användning vid konstruktion. För närvarande arbetar stålverkets fabrik i enlighet med nya standarder, vilket gör det möjligt att förbättra den svaga punkten för ferritlegeringar - styrkaindex. I synnerhet arbetar företagets tekniker med att öka spänningsintensitetsfaktorn, optimera materialets seghet och utmattningsbeständighet. Detta gör att vi kan erbjuda legeringar av nästan allmänt syfte.

slutsats

Det finns flera tekniska och operativaegenskaper hos industri- och byggmetaller som anses vara grundläggande och regelbundet förbättras. Men eftersom strukturer och tekniska processer blir mer komplexa uppstår nya krav för elementbasen. I detta avseende uppenbarar sig pre-eutektoid stål klart, där olika prestandakvaliteter är koncentrerade. Användningen av denna metall är motiverad inte i fall där en del med flera ultrahöga index behövs, men i situationer där speciella atypiska uppsättningar av olika egenskaper är nödvändiga. I detta fall visar metallen ett exempel på en kombination av flexibilitet och plasticitet med optimal slagmotstånd och de grundläggande skyddskvaliteterna som är karakteristiska för de flesta karbonlegeringar.