Wiele osób wie, że stal to produkt uzyskanyw procesie topienia innych pierwiastków. Ale które z nich? Co jest w stali? Dziś ta substancja jest odkształcalnym stopem żelaza z węglem (jego ilość wynosi 2,14%), a także niewielką frakcją innych pierwiastków.
Informacje ogólne
Warto zauważyć, że stal nazywana jest stopem, który ma dokładnie do 2,14% węgla w swoim składzie. Stop, w którym jest więcej niż 2,14% węgla, jest już nazywany żeliwem.
Wiadomo, że skład stali węglowej i konwencjonalnejnie są takie same. Jeśli węgiel i inne składniki stopowe (ulepszające) są zawarte w zwykłym podłożu, to w produkcie węglowym nie ma pierwiastków stopowych. Jeśli mówimy o stali stopowej, jej skład jest znacznie bogatszy. W celu polepszenia właściwości użytkowych tego materiału do jego składu dodaje się takie pierwiastki jak Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti itp. Należy zwrócić uwagę, że najlepsze właściwości tej substancji są dostarczane właśnie przez dodanie domieszkowanych kompleksów, a nie jednej lub dwóch substancji.
Klasyfikacja
Możliwe jest sklasyfikowanie rozważanego przez nas materiału według kilku wskaźników:
- Pierwszym wskaźnikiem jest skład chemiczny stali.
- Druga to mikrostruktura, która również jest bardzo ważna.
- Oczywiście stale różnią się jakością i metodą produkcji.
- Ponadto każdy rodzaj stali ma swoje własne zastosowanie.
Bardziej szczegółowo, skład można rozważyć na przykładzie składu chemicznego. Na tej podstawie rozróżnia się jeszcze dwa typy - są to stale stopowe i węglowe.
Wśród stali węglowych są trzyodmiany, których główną różnicą jest ilościowa zawartość węgla. Jeśli skład substancji zawiera mniej niż 0,3% węgla, klasyfikuje się ją jako niskoemisyjną. Zawartość tej substancji w granicach od 0,3% do 0,7% zamienia produkt finalny w kategorię stali średniowęglowych. Jeśli stop zawiera więcej niż 0,7% węgla, stal jest klasyfikowana jako wysokowęglowa.
W przypadku stali stopowych wszystko się kręcirównież. Jeśli skład materiału zawiera mniej niż 2,5% pierwiastków stopowych, to uważa się go za niskostopowy, od 2,5% do 10% - średniostopowy, a od 10% i więcej - wysokostopowy.
Mikrostruktura
Mikrostruktura stali różni się w zależności odjej stan. Jeśli stop zostanie wyżarzony, jego struktura zostanie podzielona na węglik, ferryt, austenit i tak dalej. Przy znormalizowanej mikrostrukturze substancji produkt może być perlityczny, martenzytyczny lub austenityczny.
Skład i właściwości stali decydują o akcesoriumprodukt do jednej z tych trzech klas. Najmniej stopowe i węglowe stale należą do klasy perlitycznej, średnie należą do martenzytycznej, a wysoka zawartość pierwiastków stopowych czy węgla przekłada je na kategorię stali austenitycznych.
Produkcja i jakość
Ważne jest, aby pamiętać, że taki stop jak stal możezawierają pewne negatywne elementy, których duża zawartość pogarsza działanie produktu. Substancje te obejmują siarkę i fosfor. W zależności od zawartości tych dwóch pierwiastków skład i rodzaje stali dzieli się na następujące cztery kategorie:
- Zwykła stal. Jest to stop zwykłej jakości, zawierający do 0,06% siarki i do 0,07% fosforu.
- Wysoka jakość. Zawartość powyższych substancji w tych stalach jest zredukowana do 0,04% siarki i 0,035% fosforu.
- Wysoka jakość. Zawierają tylko do 0,025% siarki i fosforu.
- Najwyższej jakości stop jest przypisywany, jeśli procentowa zawartość siarki nie przekracza 0,015%, a zawartość fosforu nie przekracza 0,025%.
Jeśli mówimy o procesie produkcji zwykłegostop, to najczęściej jest pozyskiwany w piecach paleniskowych lub w nieśmiertelnych konwertorach Thomasa. Ten produkt jest butelkowany w dużych wlewkach. Ważne jest, aby zrozumieć, że skład stali, jej struktura, a także cechy jakościowe i właściwości są określane dokładnie przez metodę jej wytwarzania.
W celu uzyskania wysokiej jakości stali stosuje się również piece paleniskowe, jednak procesowi wytopu stawiane są surowsze wymagania w celu uzyskania wysokiej jakości produktu.
Topienie tej samej stali wysokiej jakościprzeprowadzane tylko w piecach elektrycznych. Wynika to z faktu, że stosowanie tego typu urządzeń przemysłowych gwarantuje niemal minimalną zawartość dodatków niemetalicznych, czyli zmniejsza procentową zawartość siarki i fosforu.
W celu uzyskania szczególnie wysokiego stopujakość, uciekaj się do metody przetapiania elektrożużlowego. Produkcja tego produktu jest możliwa tylko w piekarnikach elektrycznych. Po zakończeniu procesu produkcyjnego stale te są otrzymywane tylko w postaci stopu.
Rodzaje stopów według zastosowania
Oczywiście zmiana składu stali jest silnawpływa na działanie tego materiału, co oznacza, że zmienia się również zakres jego zastosowania. Istnieją stale konstrukcyjne, które mogą być stosowane w budownictwie, formowaniu na zimno, a także mogą być utwardzane dyfuzyjnie, odpuszczane, o wysokiej wytrzymałości i tak dalej.
Jeśli mówimy o budowaniu stali, to do nichnajczęściej obejmują stopy średniowęglowe i niskostopowe. Ponieważ są wykorzystywane głównie do budowy budynków, najważniejszą ich cechą jest dobra spawalność. Poszczególne części wykonywane są najczęściej ze stali nawęglanej, której głównym przeznaczeniem jest praca w warunkach zużycia powierzchniowego i obciążeń dynamicznych.
Pozostałe stale
Inne rodzaje stali obejmują stal, którą można ulepszać.Ten rodzaj stopu jest używany tylko po obróbce cieplnej. Stop jest wystawiany na działanie wysokich temperatur w celu hartowania, a następnie odpuszczany w jakimś środowisku.
Gatunek stali o wysokiej wytrzymałości obejmuje te, w którychpo doborze składu chemicznego, a także po przejściu przez obróbkę cieplną, wytrzymałość osiąga prawie maksimum, czyli około dwa razy więcej niż w przypadku zwykłego typu tego produktu.
Można również wyróżnić stale sprężynowe. Jest to stop, który w wyniku jego produkcji uzyskał najlepsze właściwości w zakresie granicy sprężystości, wytrzymałości na obciążenia i zmęczenia.
Skład stali nierdzewnej
Stal nierdzewna jest gatunkiem stopowym.Jego główną właściwością jest wysoka odporność na korozję, którą uzyskuje się poprzez dodanie do składu stopu pierwiastka, takiego jak chrom. W niektórych sytuacjach zamiast chromu można zastosować nikiel, wanad lub mangan. Należy zaznaczyć, że topiąc materiał i dodając do niego niezbędne pierwiastki można uzyskać właściwości jednego z trzech gatunków stali nierdzewnej.
Oczywiście skład tego typu stopów jest inny.Najprostsze to stopy konwencjonalne o podwyższonej odporności na korozję 08 X 13 i 12 X 13. Kolejne dwa rodzaje tego odpornego na korozję stopu muszą mieć wysoką odporność nie tylko w normalnych, ale także w podwyższonych temperaturach.
