Hypoeutectoid steel: istraktura, mga katangian, produksyon at aplikasyon

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ang paggamit ng mga carbon steel ay laganap sa konstruksyon at industriya. Ang pangkat ng tinatawag na teknikal na bakal ay may maraming mga pakinabang na humahantong sa pagtaas ng pagganap ng mga panghuling produkto at istruktura. Kasama ang mga pinakamabuting kalagayan na katangian ng lakas at paglaban sa stress, ang mga haluang ito ay nakikilala rin sa pamamagitan ng nababaluktot na mga dynamic na katangian. Sa partikular, ang hypoeutectoid steel, na naglalaman din ng malaking porsyento ng mga carbon mixture, ay pinahahalagahan para sa mataas na ductility nito. Ngunit hindi ito ang lahat ng mga pakinabang ng iba't ibang ito ng mataas na lakas na bakal.

Pangkalahatang impormasyon tungkol sa haluang metal

Ang isang natatanging katangian ng bakal ay ang pagkakaroon ng mga espesyal na haluang dumi at carbon sa istraktura. Sa totoo lang, ang hypoeutectoid alloy ay tinutukoy ng carbon content. Narito ito ay mahalaga upang makilala sa pagitan ng mga klasikal na eutectoid at ledeburite steels, na may higit na pagkakapareho sa inilarawan na iba't ibang teknikal na bakal. Kung isasaalang-alang natin ang istrukturang klase ng bakal, kung gayon ang hypoeutectoid na haluang metal ay tumutukoy sa mga eutectoid, ngunit naglalaman ng mga alloyed ferrites at pearlites. Ang pangunahing pagkakaiba mula sa hypereutectoids ay ang antas ng carbon sa ibaba 0.8%. Lampas ditoAng indicator ay nagpapahintulot sa amin na uriin ang bakal bilang ganap na eutectoids. Sa ilang paraan, ang kabaligtaran ng hypoeutectoid ay ang hypereutectoid steel, na, bilang karagdagan sa pearlite, ay naglalaman din ng pangalawang impurities ng carbide. Kaya, mayroong dalawang pangunahing mga kadahilanan na ginagawang posible na makilala ang mga hypoeutectoid na haluang metal mula sa pangkalahatang pangkat ng mga eutectoid. Una, ito ay medyo maliit na nilalaman ng carbon, at pangalawa, ito ay isang espesyal na hanay ng mga dumi, na ang batayan ay ferrite.

Teknolohiya sa produksyon

Ang pangkalahatang teknolohikal na proseso para sa paggawa ng hypoeutectoid steel ay katulad ng paggawa ng iba pang mga haluang metal. Iyon ay, humigit-kumulang sa parehong mga diskarte ang ginagamit, ngunit sa iba't ibang mga pagsasaayos. Ang hypoeutectoid steel ay nangangailangan ng espesyal na atensyon sa mga tuntunin ng pagkuha ng tiyak na istraktura nito. Para dito, ang isang teknolohiya ay ginagamit upang matiyak ang agnas ng austenite laban sa background ng paglamig. Sa turn, ang austenite ay isang pinagsamang timpla, kabilang ang parehong ferrite at pearlite. Sa pamamagitan ng pag-regulate ng intensity ng pag-init at paglamig, makokontrol ng mga technologist ang dispersion ng additive na ito, na sa huli ay nakakaapekto sa pagbuo ng ilang partikular na katangian ng performance ng materyal.

Gayunpaman, ang carbon na ibinibigay ng perlite ay nananatiling pareho. Kahit na ang kasunod na pagsusubo ay maaaring itama ang pagbuo ng microstructure, ang nilalaman ng carbon ay nasa hanay na 0.8%. Ang isang obligadong yugto sa proseso ng pagbuo ng istraktura ng bakal ay normalisasyon. Ang pamamaraang ito ay kinakailangan para sa fractional optimization ng mga butil ng parehoaustenite. Sa madaling salita, ang mga particle ng ferrite at pearlite ay nabawasan sa pinakamainam na laki, na higit na nagpapabuti sa teknikal at pisikal na pagganap ng bakal. Ito ay isang kumplikadong proseso kung saan marami ang nakasalalay sa kalidad ng regulasyon ng pag-init. Kung nalampasan ang temperatura, kung gayon ang kabaligtaran na epekto ay maaaring maibigay - isang pagtaas sa mga butil ng austenite.

Steel annealing

Ang paggamit ng ilang paraan ng pagsusubo ay ginagawa. Mayroong pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng buo at bahagyang mga diskarte sa pagsusubo. Sa unang kaso, ang austenite ay masinsinang pinainit sa isang kritikal na temperatura, pagkatapos kung saan ang normalisasyon ay isinasagawa sa pamamagitan ng paglamig. Dito nangyayari ang agnas ng austenite. Bilang isang patakaran, ang buong pagsusubo ng mga bakal ay isinasagawa sa mode na 700-800 °C. Ang paggamot sa init sa antas na ito ay pinapagana lamang ang mga proseso ng pagkabulok ng mga elemento ng ferrite. Ang bilis ng paglamig ay maaari ding ayusin, halimbawa, ang mga tauhan ng oven ay maaaring patakbuhin ang pinto ng silid sa pamamagitan ng pagsasara o pagbubukas nito. Ang pinakabagong mga modelo ng isothermal oven sa awtomatikong mode ay maaaring magsagawa ng mabagal na paglamig alinsunod sa isang partikular na programa.

Para sa hindi kumpletong pagsusubo, nagagawa ito sa pamamagitan ng pag-init na may temperaturang higit sa 800 °C. Gayunpaman, may mga seryosong limitasyon sa oras ng paghawak ng kritikal na epekto sa temperatura. Para sa kadahilanang ito, ang hindi kumpletong pagsusubo ay nangyayari, bilang isang resulta kung saan ang ferrite ay hindi nawawala. Dahil dito, maraming mga pagkukulang sa istraktura ng hinaharap na materyal ay hindi naalis. Bakit kailangan ang ganitong pagsusubo ng mga bakal kung hindi ito mapabuti ang pisikalkalidad? Sa katunayan, ito ay hindi kumpletong paggamot sa init na nagbibigay-daan sa iyo upang mapanatili ang isang malambot na istraktura. Ang panghuling materyal ay maaaring hindi kailanganin sa bawat aplikasyon na partikular sa carbon steels per se, ngunit magbibigay-daan sa madaling machining. Ang malambot na pro-eutectoid alloy ay madaling gupitin at mas mura sa paggawa.

Alloy normalization

Pagkatapos ng pagpapaputok ay darating ang turn ng mga pamamaraan ng pinataas na heat treatment. May mga operasyon ng normalisasyon at pag-init. Sa parehong mga kaso, pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang thermal effect sa workpiece, kung saan ang temperatura ay maaaring lumampas sa 1000 °C. Ngunit sa sarili nito, ang normalisasyon ng mga bakal na hypoeutectoid ay nangyayari pagkatapos makumpleto ang paggamot sa init. Sa yugtong ito, nagsisimula ang paglamig sa ilalim ng mga kondisyon ng hangin, kung saan nagaganap ang pagkakalantad hanggang sa kumpletong pagbuo ng pinong-butil na austenite. Iyon ay, ang pag-init ay isang uri ng operasyon ng paghahanda bago dalhin ang haluang metal sa isang normal na estado. Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga tiyak na pagbabago sa istruktura, kung gayon kadalasan ay ipinahayag ang mga ito sa isang pagbawas sa laki ng ferrite at pearlite, pati na rin sa pagtaas ng kanilang katigasan. Ang mga katangian ng lakas ng mga particle ay tumataas kung ihahambing sa mga nakamit sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng pagsusubo.

Pagkatapos ng normalisasyon, maaaring sumunod ang isa pang mahabang pamamaraan ng pagpainit ng exposure. Pagkatapos ay pinalamig ang workpiece, at ang hakbang na ito ay maaaring gawin sa iba't ibang paraan. Ang panghuling bakal na hypoeutectoid ay nakuha alinman sa hangin o samabagal na paglamig ng mga hurno. Gaya ng ipinapakita sa pagsasanay, ang pinakamataas na kalidad na haluang metal ay nabuo gamit ang buong teknolohiya ng normalisasyon.

Ang epekto ng temperatura sa istraktura ng haluang metal

Ang interbensyon ng temperatura sa proseso ng pagbuo ng istraktura ng bakal ay nagsisimula mula sa sandali ng pagbabago ng masa ng ferritic-cementite sa austenite. Sa madaling salita, ang perlite ay pumasa sa isang estado ng isang functional mixture, na bahagyang nagiging batayan para sa pagbuo ng mataas na lakas na bakal. Sa susunod na yugto ng thermal treatment, ang matigas na bakal ay nag-aalis ng labis na ferrite. Tulad ng nabanggit na, hindi ito palaging ganap na tinanggal, tulad ng sa kaso ng hindi kumpletong pagsusubo. Ngunit ang klasikong hypoeutectoid alloy ay nagsasangkot pa rin ng pag-aalis ng sangkap na austenite na ito. Sa susunod na yugto, ang umiiral na komposisyon ay na-optimize na sa inaasahan na makabuo ng isang na-optimize na istraktura. Iyon ay, mayroong pagbaba sa mga particle ng haluang metal sa pagkuha ng mas mataas na mga katangian ng lakas.

Isothermal transformation na may supercooled mixture ng austenite ay maaaring gawin sa iba't ibang mode at ang temperatura ay isa lamang sa mga parameter na kinokontrol ng technologist. Ang mga peak interval ng thermal exposure, cooling rate, atbp. Nasa yugtong ito na posible ring magtakda ng mga espesyal na katangian ng pagpapatakbo. Ang isang kapansin-pansin na halimbawa ay isang haluang metal na may malambot na istraktura, na nakuha sa layunin ng mahusay na karagdagang pagproseso. Ngunit kadalasantumutuon pa rin ang mga manufacturer sa mga pangangailangan ng end consumer at sa kanyang mga kinakailangan para sa mga pangunahing teknikal at operational na katangian ng metal.

Istruktura ng bakal

Ang normalization mode sa temperatura na 700 °C ay nagiging sanhi ng pagbuo ng isang istraktura kung saan ang mga butil ng ferrites at pearlites ang magiging batayan. Sa pamamagitan ng paraan, ang hypereutectoid steels ay may cementite sa kanilang istraktura sa halip na ferrite. Sa temperatura ng silid, sa normal na estado, ang nilalaman ng labis na ferrite ay nabanggit din, bagaman ang bahaging ito ay pinaliit habang ang pagtaas ng carbon. Mahalagang bigyang-diin na ang istraktura ng bakal ay nakasalalay sa isang maliit na lawak sa nilalaman ng carbon. Ito ay halos hindi nakakaapekto sa pag-uugali ng mga pangunahing bahagi sa panahon ng parehong pag-init, at halos lahat ng ito ay puro sa perlite. Sa totoo lang, maaaring gamitin ang perlite upang matukoy ang antas ng nilalaman ng pinaghalong carbon - bilang panuntunan, ito ay isang hindi gaanong halaga.

Kawili-wili rin ang isa pang structural nuance. Ang katotohanan ay ang mga particle ng pearlite at ferrite ay may parehong tiyak na gravity. Nangangahulugan ito na sa dami ng isa sa mga sangkap na ito sa kabuuang masa, maaari mong malaman kung ano ang kabuuang lugar na sinasakop nito. Kaya, pinag-aaralan ang mga ibabaw ng microsection. Depende sa mode kung saan ang hypoeutectoid steel ay pinainit, ang mga fractional parameter ng austenite particle ay nabuo din. Ngunit nangyayari ito halos sa isang indibidwal na format na may pagbuo ng mga natatanging halaga - isa pang bagay ay ang mga limitasyon para sa iba't ibang mga tagapagpahiwatig ay nananatiling pamantayan.

Mga katangian ng hypoeutectoid steel

Pag-aari ang metal na itosa mababang-carbon steels, kaya hindi mo dapat asahan ang espesyal na pagganap mula dito. Sapat na sabihin na sa mga tuntunin ng mga katangian ng lakas, ang haluang ito ay makabuluhang mas mababa sa eutectoids. Ito ay dahil sa mga pagkakaiba sa istraktura. Ang katotohanan ay ang hypoeutectoid na klase ng bakal na may nilalaman ng labis na ferrites ay mas mababa sa lakas sa mga analogue na mayroong cementite sa structural set. Bahagyang para sa kadahilanang ito, inirerekomenda ng mga technologist ang paggamit ng mga haluang metal para sa industriya ng konstruksiyon, sa produksyon kung saan ang pagpapaputok na operasyon na may displacement ng mga ferrite ay ipinatupad sa maximum.

Kung pinag-uusapan natin ang mga positibong pambihirang katangian ng materyal na ito, kung gayon ang mga ito ay plasticity, paglaban sa mga natural na biological na proseso ng pagkasira, atbp. Kasabay nito, ang pagpapatigas ng hypoeutectoid steels ay maaaring magdagdag ng ilang karagdagang mga katangian sa metal. Halimbawa, maaari itong maging parehong tumaas na thermal resistance at ang kawalan ng predisposisyon sa mga proseso ng kaagnasan, pati na rin ang isang buong hanay ng mga proteksiyon na katangian na likas sa maginoo na low-carbon alloys.

Mga lugar ng aplikasyon

Sa kabila ng bahagyang pagbaba sa mga katangian ng lakas dahil sa katotohanan na ang metal ay kabilang sa klase ng ferritic steels, karaniwan ang materyal na ito sa iba't ibang lugar. Halimbawa, sa mechanical engineering, ang mga bahagi na gawa sa hypoeutectoid steels ay ginagamit. Ang isa pang bagay ay ang mataas na grado ng mga haluang metal ay ginagamit, sa paggawa kung saan ginamit ang mga advanced na teknolohiya ng pagpapaputok at normalisasyon. Gayundin, ang istraktura ng hypoeutectoid steel na may pinababang nilalaman ng ferrite ay medyopinapayagan ang paggamit ng metal sa paggawa ng mga istruktura ng gusali. Bukod dito, ang abot-kayang halaga ng ilang mga grado ng bakal ng ganitong uri ay nagpapahintulot sa iyo na umasa sa makabuluhang pagtitipid. Minsan, sa paggawa ng mga materyales sa gusali at mga module ng bakal, ang pagtaas ng lakas ay hindi kinakailangan sa lahat, ngunit ang pagsusuot ng paglaban at pagkalastiko ay kinakailangan. Sa ganitong mga kaso, ang paggamit ng hypoeutectoid alloys ay makatwiran.

Production

Maraming negosyo ang nakikibahagi sa paggawa, paghahanda at paggawa ng hypoeutectoid metal sa Russia. Halimbawa, ang Ural Non-Ferrous Metals Plant (UZTSM) ay gumagawa ng ilang steel grades ng ganitong uri nang sabay-sabay, na nag-aalok sa consumer ng iba't ibang set ng teknikal at pisikal na katangian. Ang Ural Steel Plant ay gumagawa ng mga ferritic steel, na kinabibilangan ng mga de-kalidad na alloyed na bahagi. Bilang karagdagan, ang mga espesyal na pagbabago ng haluang metal ay magagamit sa assortment, kabilang ang heat-resistant, high-chromium at hindi kinakalawang na mga metal.

Ang Metalloinvest ay maaari ding mapili sa mga pinakamalaking producer. Sa mga pasilidad ng kumpanyang ito, ang mga istrukturang bakal na may istrukturang hypoeutectoid ay ginawa, na idinisenyo para magamit sa pagtatayo. Sa ngayon, ang planta ng bakal ng negosyo ay gumagana ayon sa mga bagong pamantayan, na nagbibigay-daan sa pagpapabuti ng mahinang punto ng ferrite alloys - ang tagapagpahiwatig ng lakas. Sa partikular, ang mga technologist ng kumpanya ay nagsisikap na pataasin ang stress intensity factor, para ma-optimize ang impact strength at fatigue resistance ng materyal. Nagbibigay-daan ito sa amin na mag-alok ng halos unibersal na mga haluang metal.

Konklusyon

May ilang mga teknikal at pagpapatakbo na katangian ng mga metal na pang-industriya at gusali na itinuturing na basic at regular na pinapabuti. Gayunpaman, habang nagiging mas kumplikado ang mga disenyo at teknolohikal na proseso, lumilitaw din ang mga bagong kinakailangan para sa base ng elemento. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang hypoeutectoid steel ay malinaw na nagpapakita ng sarili, kung saan ang iba't ibang mga katangian ng pagganap ay puro. Ang paggamit ng metal na ito ay makatwiran hindi sa mga kaso kung saan ang isang bahagi na may ilang mga ultra-high na pagganap ay kinakailangan, ngunit sa mga sitwasyon kung saan ang mga espesyal na hindi tipikal na hanay ng iba't ibang mga katangian ay kinakailangan. Sa kasong ito, ipinakita ng metal ang kumbinasyon ng flexibility at ductility na may pinakamainam na impact resistance at ang mga pangunahing katangian ng proteksyon na makikita sa karamihan ng mga carbon alloy.