เหล็ก: องค์ประกอบคุณสมบัติประเภทและการใช้งาน องค์ประกอบสแตนเลส

หลายคนรู้ว่าเหล็กเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้รับในกระบวนการหลอมธาตุอื่นๆ แต่อันไหนล่ะ? อะไรอยู่ในเหล็ก? วันนี้สารนี้เป็นโลหะผสมเหล็กที่เปลี่ยนรูปได้กับคาร์บอน (ปริมาณของมันคือ 2.14%) รวมถึงองค์ประกอบอื่น ๆ เพียงเล็กน้อย

ภาพรวม

เป็นที่น่าสังเกตว่าเหล็กเรียกว่าโลหะผสมที่มีคาร์บอนสูงถึง 2.14% ในองค์ประกอบของมัน โลหะผสมซึ่งมีคาร์บอนมากกว่า 2.14% เรียกว่าเหล็กหล่อแล้ว

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าองค์ประกอบของเหล็กกล้าคาร์บอนและแบบธรรมดาไม่เหมือนกัน ถ้าคาร์บอนและส่วนประกอบที่เป็นโลหะผสม (กำลังปรับปรุง) รวมอยู่ในซับสเตรตปกติ แสดงว่าไม่มีธาตุเจือปนในผลิตภัณฑ์คาร์บอน ถ้าเราพูดถึงโลหะผสมเหล็กแล้ว องค์ประกอบของมันจะสมบูรณ์ยิ่งขึ้น เพื่อปรับปรุงลักษณะการทำงานของวัสดุนี้ องค์ประกอบ เช่น Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti ฯลฯ จะถูกเพิ่มเข้าไปในองค์ประกอบ สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าคุณสมบัติที่ดีที่สุดของสารนี้ จัดหาได้อย่างแม่นยำโดยการเพิ่มสารเชิงซ้อนที่มีสารเจือปนมากกว่าสารหนึ่งหรือสองสาร

การจัดหมวดหมู่

เป็นไปได้ที่จะจำแนกวัสดุที่เรากำลังพิจารณาตามตัวชี้วัดหลายประการ:

• ตัวบ่งชี้แรกคือองค์ประกอบทางเคมีของเหล็ก
• ประการที่สองคือโครงสร้างจุลภาคซึ่งมีความสำคัญมากเช่นกัน
• แน่นอนว่าเหล็กมีความแตกต่างในด้านคุณภาพและวิธีการผลิต
• นอกจากนี้ เหล็กแต่ละประเภทยังมีการใช้งานของตัวเองอีกด้วย

ในรายละเอียดเพิ่มเติม สามารถพิจารณาองค์ประกอบโดยใช้ตัวอย่างขององค์ประกอบทางเคมี บนพื้นฐานนี้มีความโดดเด่นอีกสองประเภท - เหล่านี้เป็นโลหะผสมและเหล็กกล้าคาร์บอน

ในบรรดาเหล็กกล้าคาร์บอนมีสามพันธุ์ซึ่งความแตกต่างที่สำคัญคือปริมาณคาร์บอนเชิงปริมาณ หากองค์ประกอบของสารมีคาร์บอนน้อยกว่า 0.3% แสดงว่ามีคาร์บอนต่ำ เนื้อหาของสารนี้ในภูมิภาคจาก 0.3% เป็น 0.7% แปลงผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเป็นหมวดหมู่ของเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง หากโลหะผสมมีคาร์บอนมากกว่า 0.7% แสดงว่าเหล็กจัดเป็นคาร์บอนสูง

ด้วยโลหะผสมเหล็ก สิ่งต่าง ๆ เกี่ยวกับอีกด้วย. หากองค์ประกอบของวัสดุมีองค์ประกอบผสมน้อยกว่า 2.5% แสดงว่าเป็นโลหะผสมต่ำตั้งแต่ 2.5% ถึง 10% - โลหะผสมปานกลางและตั้งแต่ 10% ขึ้นไป - โลหะผสมสูง

โครงสร้างจุลภาค

โครงสร้างจุลภาคของเหล็กแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาพของเธอ หากโลหะผสมผ่านการอบอ่อน โครงสร้างของมันจะแบ่งออกเป็นคาร์ไบด์ เฟอริติก ออสเทนนิติก และอื่นๆ ด้วยโครงสร้างจุลภาคปกติของสาร ผลิตภัณฑ์อาจเป็นไข่มุก มาร์เทนซิติก หรือออสเทนนิติก

องค์ประกอบและคุณสมบัติของเหล็กเป็นตัวกำหนดอุปกรณ์เสริมผลิตภัณฑ์หนึ่งในสามคลาสนี้ เหล็กกล้าผสมน้อยที่สุดและเหล็กกล้าคาร์บอนจัดอยู่ในชั้นเพิร์ลไลต์ เหล็กกล้าระดับกลางเป็นของมาร์เทนซิติก และธาตุผสมหรือคาร์บอนที่มีปริมาณสูงแปลเป็นหมวดหมู่ของเหล็กกล้าออสเทนนิติก

การผลิตและคุณภาพ

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าโลหะผสม เช่น กระป๋องเหล็กรวมถึงองค์ประกอบเชิงลบบางอย่างซึ่งมีเนื้อหาขนาดใหญ่ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ลดลง สารเหล่านี้รวมถึงกำมะถันและฟอสฟอรัส องค์ประกอบและประเภทของเหล็กแบ่งออกเป็นสี่ประเภทขึ้นอยู่กับเนื้อหาขององค์ประกอบทั้งสองนี้:

• เหล็กธรรมดา. นี่คือโลหะผสมที่มีคุณภาพธรรมดาซึ่งมีกำมะถันสูงถึง 0.06% และฟอสฟอรัสสูงถึง 0.07%
• คุณภาพสูง. เนื้อหาของสารข้างต้นในเหล็กเหล่านี้ลดลงเหลือ 0.04% กำมะถันและ 0.035% ฟอสฟอรัส
• คุณภาพสูง. ประกอบด้วยกำมะถันและฟอสฟอรัสเพียง 0.025%
• กำหนดโลหะผสมคุณภาพสูงสุดหากเปอร์เซ็นต์ของปริมาณกำมะถันไม่เกิน 0.015 และฟอสฟอรัสไม่เกิน 0.025%

ถ้าพูดถึงกระบวนการผลิตแบบธรรมดาโลหะผสมแล้วส่วนใหญ่มักจะได้รับในเตาเผาแบบเปิดหรือในอมตะโทมัสคอนเวอร์เตอร์ ผลิตภัณฑ์นี้บรรจุขวดเป็นแท่งขนาดใหญ่ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าองค์ประกอบของเหล็ก โครงสร้าง ตลอดจนคุณลักษณะด้านคุณภาพและคุณสมบัติถูกกำหนดอย่างแม่นยำโดยวิธีการผลิต

เพื่อให้ได้เหล็กคุณภาพสูง เตาหลอมแบบเปิดยังถูกนำมาใช้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม กระบวนการหลอมมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพ

หลอมเหล็กคุณภาพสูงเหมือนกันดำเนินการในเตาไฟฟ้าเท่านั้น นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการใช้อุปกรณ์อุตสาหกรรมประเภทนี้รับประกันเนื้อหาที่น้อยที่สุดของสารเติมแต่งที่ไม่ใช่โลหะนั่นคือจะลดเปอร์เซ็นต์ของกำมะถันและฟอสฟอรัส

เพื่อให้ได้โลหะผสมที่สูงเป็นพิเศษคุณภาพหันไปใช้วิธีการละลายด้วยไฟฟ้า การผลิตผลิตภัณฑ์นี้ทำได้เฉพาะในเตาอบไฟฟ้าเท่านั้น หลังจากสิ้นสุดกระบวนการผลิต เหล็กเหล่านี้จะได้มาเฉพาะโลหะผสมเท่านั้น

ประเภทของโลหะผสมตามการใช้งาน

โดยธรรมชาติแล้ว การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของเหล็กนั้นแข็งแกร่งส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของวัสดุนี้ ซึ่งหมายความว่าขอบเขตของการใช้งานก็เปลี่ยนไปเช่นกัน มีเหล็กโครงสร้างที่สามารถใช้ในการก่อสร้าง การขึ้นรูปเย็น และยังสามารถชุบแข็งกล่อง อบความร้อน ความแข็งแรงสูง และอื่นๆ

ถ้าเราพูดถึงการสร้างเหล็กแล้วล่ะก็ส่วนใหญ่มักรวมถึงโลหะผสมคาร์บอนปานกลางและโลหะผสมต่ำ เนื่องจากส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการก่อสร้างอาคาร ลักษณะที่สำคัญที่สุดสำหรับพวกเขาคือความสามารถในการเชื่อมที่ดี ชิ้นส่วนต่างๆ ส่วนใหญ่มักทำจากเหล็กกล้าชุบแข็งซึ่งมีจุดประสงค์หลักในการทำงานภายใต้สภาวะการสึกหรอของพื้นผิวและการโหลดแบบไดนามิก

เหล็กอื่นๆ

เหล็กประเภทอื่นๆ ได้แก่ เหล็กที่อัพเกรดได้โลหะผสมชนิดนี้ใช้หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนเท่านั้น โลหะผสมต้องสัมผัสกับอุณหภูมิสูงสำหรับการชุบแข็ง แล้วนำไปอบในสภาวะแวดล้อมบางชนิด

ประเภทของเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงรวมถึงประเภทที่หลังจากการเลือกองค์ประกอบทางเคมีและหลังจากผ่านการอบชุบด้วยความร้อน ความแข็งแรงจะสูงถึงเกือบสูงสุด นั่นคือประมาณสองเท่าของประเภทปกติของผลิตภัณฑ์นี้

เหล็กสปริงยังสามารถแยกแยะได้ นี่คือโลหะผสมที่ได้รับคุณสมบัติที่ดีที่สุดในแง่ของขีดจำกัดความยืดหยุ่น ความต้านทานต่อความเครียด และความล้า

ส่วนประกอบสแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นประเภทอัลลอยด์คุณสมบัติหลักของมันคือความต้านทานการกัดกร่อนสูง ซึ่งทำได้โดยการเพิ่มองค์ประกอบเช่นโครเมียมลงในองค์ประกอบโลหะผสม ในบางสถานการณ์ สามารถใช้นิกเกิล วานาเดียม หรือแมงกานีสแทนโครเมียมได้ ควรสังเกตว่าการหลอมวัสดุและเพิ่มองค์ประกอบที่จำเป็นเข้าไปจะทำให้ได้คุณสมบัติของเหล็กกล้าไร้สนิมเกรดหนึ่งในสามเกรด

แน่นอนว่าองค์ประกอบของโลหะผสมประเภทนี้แตกต่างกันที่ง่ายที่สุดคือโลหะผสมทั่วไปที่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้น 08 X 13 และ 12 X 13 โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนสองประเภทถัดไปจะต้องมีความต้านทานสูงไม่เพียง แต่ในสภาวะปกติ แต่ยังอยู่ที่อุณหภูมิสูงด้วย