Стомана: състав, свойства, видове и приложения. Състав от неръждаема стомана

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Много хора знаят, че стоманата е продукт, получен в процеса на топене на други елементи. Но какво? Какво има в стоманата? Днес това вещество е деформируема сплав от желязо с въглерод (количеството му е 2,14%), както и малка част от други елементи.

Обща информация

Заслужава да се отбележи, че стоманата е сплав, която има точно до 2,14% въглерод в състава си. Сплав, съдържаща повече от 2,14% въглерод, вече се нарича чугун.

Известно е, че съставът на въглеродната стомана и обикновената стомана не е един и същ. Ако обичайният субстрат включва въглерод и други легиращи (подобряващи) компоненти, тогава във въглеродния продукт няма легиращи елементи. Ако говорим за легирана стомана, тогава нейният състав е много по-богат. За да се подобри работата на този материал, към състава му се добавят елементи като Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti и др. Важно е да се отбележи, че най-добрите свойства на това вещество са осигурява се точно чрез добавяне на легирани комплекси, а не едно или две вещества.

Класификация

Разходкласификацията на материала, който разглеждаме, може да се основава на няколко индикатора:

• Първият индикатор е химическият състав на стоманата.
• Втората е микроструктурата, която също е много важна.
• Разбира се, стоманите се различават по своето качество и метод на производство.
• Също така, всеки тип стомана има свое собствено приложение.

По-подробно съставът може да бъде разгледан с помощта на примера за химическия състав. На тази основа се разграничават още два вида - това са легирани и въглеродни стомани.

Сред въглеродните стомани има три разновидности, основната разлика между които е количественото съдържание на въглерод. Ако веществото съдържа по-малко от 0,3% въглерод, тогава то се класифицира като нисковъглеродно. Съдържанието на това вещество в района от 0,3% до 0,7% превежда крайния продукт в категорията на средно въглеродните стомани. Ако сплавта съдържа повече от 0,7% въглерод, тогава стоманата се класифицира като високовъглеродна.

С легираните стомани нещата стоят по същия начин. Ако съставът на материала съдържа по-малко от 2,5% легиращи елементи, тогава той се счита за нисколегиран, от 2,5% до 10% - средно легиран и от 10% и повече - за високолегиран.

Микроструктура

Микроструктурата на стоманата се различава в зависимост от нейното състояние. Ако сплавта се отгрява, тогава нейната структура ще бъде разделена на карбид, ферит, аустенит и т.н. С нормализирана микроструктура на веществото, продуктът може да бъде перлитен, мартензитен или аустенитен.

Съставът и свойствата на стоманата определят дали даден продукт принадлежи към един от тези три класа. Най-малко легираните и въглеродните стомани са перлитният клас, средните са мартензитни, а високото съдържание на легиращи елементи или въглерод ги превежда в категорията на аустенитните стомани.

Производство и качество

Важно е да се отбележи, че сплав като стомана може да включва някои отрицателни елементи, чието високо съдържание влошава производителността на продукта. Тези вещества включват сяра и фосфор. В зависимост от съдържанието на тези два елемента, съставът и видовете стомана са разделени на следните четири категории:

• Частна стомана. Това е сплав с обикновено качество, съдържаща до 0,06% сяра и до 0,07% фосфор.
• Качество. Съдържанието на горните вещества в тези стомани е намалено до 0,04% сяра и 0,035% фосфор.
• Високо качество. Съдържа само до 0,025% както сяра, така и фосфор.
• Най-висококачествената сплав се определя, ако процентът на сярата е не повече от 0,015, а фосфорът не е повече от 0,025%.

Ако говорим за производствения процес на обикновена сплав, тогава най-често тя се получава в мартенови пещи или в конвертори Bessmerov, Thomas. Този продукт се излива в големи блокове. Важно е да се разбере, че съставът на стоманата, нейната структура, както и нейните качествени характеристики и свойства се определят точно от метода на нейното производство.

За получаване на висококачествена стомана също се използватпечи с открита печка, обаче, процесът на топене е по-строг, за да се получи качествен продукт.

Стопенето на висококачествени стомани се извършва само в електрически пещи. Това се дължи на факта, че използването на този тип промишлено оборудване гарантира почти минимално съдържание на неметални добавки, тоест намалява процента на сяра и фосфор.

За да получат сплав с особено високо качество, прибягват до метода на електрошлаково претопяване. Производството на този продукт е възможно само в електрически пещи. След края на производствения процес тези стомани винаги се получават само легирани.

Видове сплави по приложение

Естествено, промяната в състава на стоманата силно влияе върху производителността на този материал, което означава, че обхватът на неговото използване също се променя. Има конструкционни стомани, които могат да се използват в строителството, студено формоване, втвърдяване на корпуса, темперируеми, висока якост и т.н.

Ако говорим за строителни стомани, тогава те най-често включват средно въглеродни, както и нисколегирани сплави. Тъй като те се използват основно за изграждане на сгради, най-важната характеристика за тях е добрата заваряемост. Закалената стомана най-често се използва за различни части, чиято основна цел е да работят при условия на повърхностно износване и динамично натоварване.

Други стомани

На други видове стомана може да се припише подобрена. Този тип сплав се използва само след термична обработка. Сплавта се подлага на високи температури за закаляване и след това се подлага на темпериране във всякаква среда.

Видът на високоякостните стомани включва тези, при които след избор на химичен състав, както и след термична обработка, якостта достига почти максимум, тоест приблизително два пъти по-голяма от тази на обичайната вид на този продукт.

Пружинните стомани също могат да бъдат разграничени. Това е сплав, която в резултат на своето производство е получила най-добрите качества по отношение на граница на еластичност, устойчивост на натоварване и умора.

Състав от неръждаема стомана

Неръждаемата стомана е тип сплав. Основното му свойство е висока устойчивост на корозия, която се постига чрез добавяне на елемент като хром към състава на сплавта. В някои ситуации вместо хром може да се използва никел, ванадий или манган. Струва си да се отбележи, че чрез разтопяване на материала и добавяне на необходимите елементи към него той може да придобие свойствата на един от трите класа неръждаема стомана.

Съставът на тези видове сплави, разбира се, е различен. Най-простите са конвенционалните сплави с повишена устойчивост на корозия 08 X 13 и 12 X 13. Следващите два вида от тази устойчива на корозия сплав трябва да имат висока устойчивост не само при нормални, но и при повишени температури.