Дэталі з вугляродзістай сталі
Вугляродзістая сталь - гэта сталь з утрыманнем вугляроду ад прыкладна 0,05 да 3,8 працэнта па вазе.Вызначэнне вугляродзістай сталі ад Амерыканскага інстытута жалеза і сталі (AISI) абвяшчае:
1. мінімальнае ўтрыманне хрому, кобальту, малібдэна, нікеля, ніобію, тытана, вальфраму, ванадыя, цырконія або любога іншага элемента не вызначана і не патрабуецца для атрымання жаданага эфекту легіравання;
2. устаноўлены мінімум для медзі не перавышае 0,40 працэнта;
3. або максімальнае ўтрыманне, указанае для любога з наступных элементаў, не перавышае адзначаных працэнтаў: марганец 1,65 працэнта;крэмній 0,60 працэнта;медзі 0,60 працэнта.
Тэрмін вугляродзістая сталь можа таксама выкарыстоўвацца ў дачыненні да сталі, якая не з'яўляецца нержавеючай;у гэтым выкарыстанні вугляродзістай сталі можа ўключаць легаваныя сталі.Сталь з высокім утрыманнем вугляроду мае мноства розных прымянення, такіх як фрэзерныя станкі, рэжучыя інструменты (напрыклад, стамескі) і высокатрывалы дрот.Гэтыя прыкладанні патрабуюць значна больш дробнай мікраструктуры, якая паляпшае трываласць.
Па меры павышэння працэнтнага ўтрымання вугляроду сталь можа станавіцца цвярдзейшай і мацнейшай праз тэрмічную апрацоўку;аднак ён становіцца менш пластычным.Незалежна ад тэрмаапрацоўкі больш высокае ўтрыманне вугляроду зніжае зварваемасць.У вугляродзістай сталі больш высокае ўтрыманне вугляроду зніжае тэмпературу плаўлення.
Мэта тэрмічнай апрацоўкі вугляродзістай сталі - змяніць механічныя ўласцівасці сталі, звычайна пластычнасць, цвёрдасць, мяжу цякучасці або ўдаратрываласць.Звярніце ўвагу, што электраправоднасць і цеплаправоднасць толькі нязначна зменены.Як і ў большасці метадаў умацавання сталі, модуль Юнга (пругкасць) не ўплывае.Усе апрацоўкі сталі гандлююць пластычнасцю для павышэння трываласці і наадварот.Жалеза мае больш высокую растваральнасць для вугляроду ў аустенитной фазе;таму ўсе тэрмічныя апрацоўкі, за выключэннем сфероидизации і працэсу адпалу, пачынаюцца з нагрэву сталі да тэмпературы, пры якой можа існаваць аўстэнітная фаза.Затым сталь загартоўваецца (адвод цяпла) з сярэдняй і нізкай хуткасцю, дазваляючы дыфузіі вугляроду з аўстэніту, утвараючы карбід жалеза (цэментыт) і пакідаючы ферыт, або з высокай хуткасцю, захопліваючы вуглярод у жалезе, утвараючы такім чынам мартэнсіт .Хуткасць, з якой сталь астуджаецца да эўтэктоіднай тэмпературы (каля 727 °C), уплывае на хуткасць, з якой вуглярод дыфузіюе з аўстэніту і ўтварае цэментыт.Наогул кажучы, пры хуткім астуджэнні карбід жалеза будзе дробна дыспергаваны і атрымае дробназярністы перліт, а пры павольным астуджэнні атрымаецца больш грубы перліт.Астуджэнне доэвтектоидной сталі (менш за 0,77 мас.% C) прыводзіць да пласцініста-перлітавай структуры слаёў карбіду жалеза з α-ферытам (амаль чыстым жалезам) паміж імі.Калі гэта заэвтектоидная сталь (больш за 0,77 мас.% C), то структура ўяўляе сабой поўны перліт з дробнымі зернямі (большымі за перлітную пласцінку) цэментыту, утворанымі на межах зерняў.Эўтэктоідная сталь (0,77% вугляроду) будзе мець перлітную структуру ва ўсіх зернях без цэментыту на межах.Адносныя колькасці кампанентаў знаходзяцца з дапамогай правіла рычага.Ніжэй прыведзены спіс магчымых відаў тэрмічнай апрацоўкі.
Легіраваная сталь - гэта сталь, якая легіравана рознымі элементамі ў агульнай колькасці ад 1,0% да 50% па масе для паляпшэння яе механічных уласцівасцей.Легіраваныя сталі падзяляюцца на дзве групы: нізкалегаваныя сталі і высокалегаваныя сталі.Розніца паміж імі аспрэчваецца.Сміт і Хашэмі вызначаюць розніцу ў 4,0%, у той час як Дэгармо і інш., вызначаюць яе ў 8,0%.Часцей за ўсё словазлучэнне «легаваная сталь» адносіцца да низколегированных сталей.
Уласна кажучы, кожная сталь з'яўляецца сплавам, але не ўсе сталі называюцца "легаванымі".Найпростыя сталі - гэта жалеза (Fe), легаванае вугляродам (C) (прыкладна ад 0,1% да 1% у залежнасці ад тыпу).Аднак тэрмін «легаваная сталь» з'яўляецца стандартным тэрмінам, які адносіцца да сталі з іншымі легіруючымі элементамі, наўмысна дададзенымі ў дадатак да вугляроду.Агульныя сплавы ўключаюць марганец (самы распаўсюджаны), нікель, хром, малібдэн, ванадый, крэмній і бор.Менш распаўсюджаныя сплавы ўключаюць алюміній, кобальт, медзь, цэрый, ніобій, тытан, вальфрам, волава, цынк, свінец і цырконій.
Ніжэй прыводзіцца шэраг палепшаных уласцівасцей легіраваных сталей (у параўнанні з вугляродзістай сталлю): трываласць, цвёрдасць, трываласць, зносаўстойлівасць, каразійная ўстойлівасць, загартоўвальнасць і цвёрдасць у гарачым стане.Для дасягнення некаторых з гэтых палепшаных уласцівасцей металу можа спатрэбіцца тэрмаапрацоўка.
Некаторыя з іх знаходзяць прымяненне ў экзатычных і вельмі патрабавальных дадатках, напрыклад, у лопасцях турбін рэактыўных рухавікоў і ў ядзерных рэактарах.З-за ферамагнітных уласцівасцей жалеза некаторыя сталёвыя сплавы знаходзяць важнае прымяненне, дзе іх рэакцыя на магнетызм вельмі важная, у тым ліку ў электрарухавіках і трансфарматарах.
Сфероидизация
Сфераідыт утвараецца пры награванні вугляродзістай сталі прыкладна да 700 °C на працягу больш за 30 гадзін.Сфераідыт можа ўтварацца пры больш нізкіх тэмпературах, але неабходны час рэзка павялічваецца, бо гэта працэс, які кантралюецца дыфузіяй.У выніку атрымліваецца структура стрыжняў або сфер цэментыту ў першаснай структуры (ферыту або перліту, у залежнасці ад таго, на якім баку эўтэктоіда вы знаходзіцеся).Мэта складаецца ў тым, каб змякчыць сталі з больш высокім утрыманнем вугляродзіста і забяспечыць большую формуемость.Гэта самая мяккая і пластычная форма сталі.
Поўны адпал
Вугляродзістая сталь награваецца прыблізна да 40 °C вышэй Ac3 або Acm на працягу 1 гадзіны;гэта гарантуе, што ўвесь ферыт ператвараецца ў аўстэніт (хоць цэментыт усё яшчэ можа існаваць, калі ўтрыманне вугляроду перавышае эўтэктоід).Затым сталь трэба павольна астуджаць да 20 °C (36 °F) у гадзіну.Звычайна гэта проста астуджэнне печы, калі печ выключаецца, а сталь застаецца ўнутры.У выніку атрымліваецца грубая перлітная структура, што азначае, што «палосы» перліту тоўстыя.Цалкам отожженная сталь мяккая і пластычная, без унутраных напружанняў, што часта неабходна для эканамічнага фармавання.Толькі сфероидизированная сталь больш мяккая і пластычная.
Працэс адпалу
Працэс, які выкарыстоўваецца для зняцця напружання ў вугляродзістай сталі халоднай апрацоўкі з менш чым 0,3% C. Сталь звычайна награваюць да 550–650 °C на працягу 1 гадзіны, але часам тэмпература дасягае 700 °C.Выява справа [патрабуецца ўдакладненне] паказвае вобласць, дзе адбываецца працэс адпалу.
Ізатэрмічны адпал
Гэта працэс, пры якім доэвтектоидная сталь награваецца вышэй верхняй крытычнай тэмпературы.Гэтая тэмпература падтрымліваецца некаторы час, а затым зніжаецца да ніжняй крытычнай тэмпературы і зноў падтрымліваецца.Затым астуджаюць да пакаёвай тэмпературы.Гэты метад выключае любы тэмпературны градыент.
Нармалізацыя
Вугляродзістая сталь награваецца прыкладна да 55 °C вышэй Ac3 або Acm на працягу 1 гадзіны;гэта гарантуе, што сталь цалкам ператвараецца ў аустенит.Затым сталь астуджаецца паветрам, што складае хуткасць астуджэння прыкладна 38 °C (100 °F) у хвіліну.Гэта прыводзіць да тонкай перлітавай структуры і больш аднастайнай структуры.Нармалізаваная сталь мае больш высокую трываласць, чым отожженная сталь;ён мае адносна высокую трываласць і цвёрдасць.
Тушэнне
Вугляродзістай сталі з утрыманнем не менш за 0,4 мас.% С награваюць да нармалізацыйных тэмператур, а затым хутка астуджаюць (загартоўваюць) у вадзе, расоле або алеі да крытычнай тэмпературы.Крытычная тэмпература залежыць ад утрымання вугляроду, але, як правіла, яна ніжэйшая па меры павелічэння ўтрымання вугляроду.Гэта прыводзіць да мартенситной структуры;форма сталі, якая валодае звышнасычаным утрыманнем вугляроду ў дэфармаванай аб'ёмна-цэнтрыраванай кубічнай (ОЦК) крышталічнай структуры, правільна названай аб'ёмна-цэнтрыраванай тэтраганальнай (ОЦТ), з вялікім унутраным напружаннем.Такім чынам загартаваная сталь надзвычай цвёрдая, але далікатная, звычайна занадта далікатная для практычных мэтаў.Гэтыя ўнутраныя нагрузкі могуць выклікаць расколіны на паверхні.Загартаваная сталь прыкладна ў тры разы цвярдзей (у чатыры з большай колькасцю вугляроду), чым нармалізаваная сталь.
Мартэрмаванне (мартаванне)
Мартэрмаванне на самай справе не з'яўляецца працэдурай гартавання, адсюль і тэрмін марканіраванне.Гэта форма ізатэрмічнай цеплавой апрацоўкі, якая прымяняецца пасля пачатковай загартоўкі, звычайна ў ванне з расплаўленай соллю, пры тэмпературы крыху вышэйшай за "пачатковую тэмпературу мартэнсіта".Пры гэтай тэмпературы рэшткавыя напружанні ўнутры матэрыялу здымаюцца, і з рэшткаў аўстэніту, які не паспеў ператварыцца ні ў што іншае, можа ўтварыцца бейніт.У прамысловасці гэта працэс, які выкарыстоўваецца для кантролю пластычнасці і цвёрдасці матэрыялу.Пры больш працяглым маркіроўцы павялічваецца пластычнасць з мінімальнай стратай трываласці;сталь вытрымліваюць у гэтым растворы да таго часу, пакуль унутраная і знешняя тэмпературы дэталі не зраўняюцца.Затым сталь астуджаюць на ўмеранай хуткасці, каб тэмпературны градыент быў мінімальным.Гэты працэс не толькі зніжае ўнутраныя напружання і расколіны, але і павялічвае ўстойлівасць да ўдараў.
Гартаванне
Гэта найбольш распаўсюджаная тэрмічная апрацоўка, таму што канчатковыя ўласцівасці можна дакладна вызначыць па тэмпературы і часу загартоўкі.Загартоўка ўключае паўторны нагрэў загартаванай сталі да тэмпературы ніжэйшай за эўтэктоідную тэмпературу, а затым астуджэнне.Падвышаная тэмпература дазваляе ўтвараць вельмі невялікія колькасці сфераідыту, які аднаўляе пластычнасць, але зніжае цвёрдасць.Фактычныя тэмпературы і час старанна падбіраюцца для кожнай кампазіцыі.
Аўзагартоўка
Працэс загартоўкі такі ж, як і загартоўка, за выключэннем таго, што загартоўка спыняецца і сталь вытрымліваецца ў расплаўленай салянай ванне пры тэмпературы ад 205 °C да 540 °C, а затым астуджаецца з умеранай хуткасцю.Атрыманая сталь, званая бейнітам, стварае ў сталі ігольчастую мікраструктуру, якая мае вялікую трываласць (але меншую, чым мартэнсітная), большую пластычнасць, больш высокую ўдаратрываласць і меншыя скажэнні, чым мартэнсітная сталь.Недахопам аўстатэмперавання з'яўляецца тое, што яго можна выкарыстоўваць толькі для некаторых відаў сталі і патрабуе спецыяльнай солевай ванны.
ЧПУ з вугляродзістай сталі
паваротная ўтулка для вала
ЧПУ з вугляродзістай сталі
апрацоўка чорным анадаваннем
Куставыя часткі с
лячэнне почернения
Тачэнне вугляродзістай сталі
часткі з шасціграннай планкай
Вугляродзістай сталі
Дэталі перадач DIN
Вугляродзістай сталі
коўка апрацоўка дэталяў
ЧПУ з вугляродзістай сталі
такарныя дэталі з фосфатированием
Куставыя часткі с
лячэнне почернения
