تعيين عناصر صناعة السبائك في الفولاذ: التصنيف ، الخصائص ، الوسم ، التطبيق

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

اليوم ، يتم استخدام مجموعة متنوعة من الفولاذ في العديد من الصناعات. يتم تحقيق مجموعة متنوعة من الخصائص الميكانيكية والفيزيائية والجودة من خلال خلط المعدن. يساعد تعيين عناصر صناعة السبائك في الفولاذ على تحديد المكونات التي تم إدخالها في التكوين ، فضلاً عن محتواها الكمي.

معلومات عامة وتصنيف عام

عندما يتعلق الأمر بسبائك الفولاذ ، فهذا يعني أنه تمت إضافة عناصر خاصة إلى المادة التي غيرت الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للمادة الأولية. بالإضافة إلى ذلك ، يتغير الهيكل الداخلي للمادة أيضًا. لا يساعد تحديد عناصر صناعة السبائك في الفولاذ على فهم الإضافات التي تم إدخالها فقط. بناءً عليها ، يتم تمييز عدة فئات من المنتج نفسه.

التصنيف الأول يعتمد على كمية الكربون. يوجد فولاذ منخفض الكربون ، حيث يصل محتوى الكربون إلى 0.25٪ ، يحتوي الفولاذ متوسط الكربون من 0.25 إلى 0.65٪ إضافات ،نسبة عالية من الكربون تحتوي على أكثر من 0.65٪ كربون في التركيبة.

علامات التصنيف الأخرى

جميع أنواع المواد المدروسة مقسمة إلى ثلاث فئات أخرى ، اعتمادًا على المحتوى الكلي لعناصر السبائك في الفولاذ. يتم تعيين هذه المجموعات منخفضة السبائك ، وسبائك متوسطة ، وسبائك عالية. في الحالة الأولى ، لا يتجاوز الكسر الكتلي الكلي للمواد المضافة 2.5٪ ، للمجموعة الثانية - لا يزيد عن 10٪ ، للمجموعة الثالثة - من 10 إلى 50٪.

علاوة على ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه بناءً على الخصائص التي تعطيها عناصر صناعة السبائك للصلب ، يتغير هيكلها الداخلي. كما يتطلب الفهم. في هذه الحالة ، باستخدام تعيين عناصر السبائك في الفولاذ ، من الممكن تحديد هيكل المنتج. وعلى هذا الأساس أجروا تصنيفا آخر:

1. درجة الفولاذ Hypo-eutectoid - الكثير من الفريت في التكوين.
2. فئة eutectoid تشير إلى بنية المنتج اللؤلؤي
3. تتميز مجموعة المنتجات مفرط الجلدي ببنية تحتوي على كربيدات ثانوية.
4. تحتوي فئة المواد Ledeburite على كربيدات أولية.

المكونات الرئيسية وتأثيرها

يتم إضافة العديد من المكونات المختلفة إلى الفولاذ. يتم تعيين العناصر في سبائك الفولاذ باستخدام الأحرف ، وغالبًا ما تكون الأحرف الأولى الكبيرة من اسم المكون نفسه.

يمكنك البدء بالكروم والنيكل. تم تحديدهم على التوالي بالحرفين X و H. إذا تحدثنا عن تأثير الكروم ، فعندئذٍيزيد من مقاومة الفولاذ للتآكل. بالإضافة إلى ذلك ، يتم أيضًا زيادة القوة والصلابة. يعتبر الكروم مكون السبائك الرئيسي في تصنيع المنتجات غير القابل للصدأ.

يساعد تعيين العناصر في درجات سبائك الصلب على تحديد خصائص المادة والغرض منها بسرعة. لذلك ، فإن العلامة "H" تشير إلى محتوى النيكل ، مما يعني أن المادة ذات لزوجة عالية وليونة أكبر ومقاومة جيدة للتآكل.

عناصر صناعة السبائك الإضافية

بعد ذلك يجب أن يقال عن التيتانيوم (T) والفاناديوم (F). تشير الزيادة في محتوى T إلى انخفاض في حبيبات الهيكل ، مما يزيد من القوة والكثافة. بالإضافة إلى ذلك ، تم تحسين مقاومة الصدأ وتبسيط المعالجة. تم تخصيص الفاناديوم أيضًا كعنصر صناعة السبائك في درجات الصلب بالحرف F. وفي هذه الحالة ، فإنه يساعد أيضًا على تقليل التحبب ، لكن النتيجة مختلفة إلى حد ما وتتألف من تحسين السيولة وزيادة قوة الشد.

بعد ذلك ، يجب أن نتحدث عن الموليبدينوم (م) والتنغستن (م).

إدخال "M" في التركيبة يحسن من صلابة المنتجات ، ويزيد من مقاومة التآكل ، ويقلل من هشاشتها. يقلل الحرف "B" أيضًا من الهشاشة أثناء التقسية من خلال منع نمو الحبوب أثناء التسخين ، بالإضافة إلى زيادة الصلابة الكلية.

التسمية الحرفية لعناصر صناعة السبائك في الفولاذ لا تتطابق أحيانًا مع اسمها باللغة الروسية. لذلك ، فإن أحد المضافات المثيرة للجدل هو السيليكونالحرف C. مع وجود 1-1.5٪ فقط من هذه المادة في التركيبة ، فهي قادرة على زيادة القوة وفي نفس الوقت الحفاظ على اللزوجة. إذا بدأت في زيادة محتوى المكون في الهيكل ، فستزيد المقاومة الكهربائية والنفاذية المغناطيسية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن السيليكون قادر على زيادة المرونة ومقاومة التآكل والأكسدة. لكن مع كل هذا يجب مراعاة أنه يزيد من هشاشة الفولاذ.

آخر مادتين مضافتين هما الكوبالت (K) والألمنيوم (يو). تؤدي إضافة العنصر الأول إلى زيادة مقاومة الحرارة ومقاومة الصدمات. يزيد الألمنيوم من مقاومة الحجم.

ما هي الشوائب؟

بالحديث عن تعيين عناصر السبائك في الدرجات المعدنية ، لا يسع المرء إلا أن يذكر الشوائب. أولاً ، يؤثر وجودها أيضًا على خصائص المنتجات. ثانيًا ، من المستحيل التخلص تمامًا من وجودها في تكوين المادة ، وبالتالي يتم الإشارة إلى جزء كتلتها بشكل دوري في الملصق.

شوائب مختلفة وتأثيراتها

الحرف أ يرمز إلى النيتروجين. في حالة وجوده ، يشار إليه عادةً في منتصف العلامة تقريبًا. من خلال خصائصه ، فهو مطابق لوجود الأكسجين. إذا تم تجاوز جزء كتلة معين من أحد هذين العنصرين ، فإن هشاشة المادة تزداد. بالإضافة إلى ذلك ، ستنخفض أيضًا خصائص مثل اللزوجة والقدرة على التحمل.

النجاسة المثيرة للجدل هي الكربون (U). إذا كان يحتوي على ما يصل إلى 1.2 ٪ ، فيمكن أن يكون له تأثير إيجابي ، ويزيد الصلابة والقوة والحدسيولة. إذا لوحظ وجود فائض طفيف في هذا المؤشر ، فإن القوة والليونة تبدأ في التدهور بسرعة.

المنغنيز (G) والكبريت تنتمي أيضًا إلى الشوائب. المنغنيز ، مثل الكربون ، له تأثير مختلف اعتمادًا على جزء الكتلة في الهيكل. إذا كان محتوى العنصر "G" لا يتجاوز 0.8٪ ، فيمكن تسميته شائبة تكنولوجية. يزيد من درجة إزالة أكسدة الفولاذ ، ويقلل من التأثير السلبي للكبريت على المنتج.

إذا تجاوز الكسر الكتلي للعنصر الثاني 0.65٪ ، فسيكون له تأثير ضار كبير. يتم تقليل اللدونة ومقاومة التآكل وقوة التأثير بشكل كبير. ستؤدي زيادة الكبريت في التركيب أيضًا إلى تفاقم القدرة على لحام الفولاذ.

آخر شائبة ضارة هي الهيدروجين. تؤدي الزيادة في الكسر الكتلي لهذا المكون إلى زيادة ملحوظة في الهشاشة.

نظرة عامة على وضع العلامات

ترجع رموز عناصر صناعة السبائك في الفولاذ وفقًا لـ GOST 4543-71 إلى حقيقة أن هناك الكثير من المواد المحسّنة بهذه الطريقة. وفقًا لهذه القواعد ، يُشار أولاً إلى حرف ، وبعده يشير إلى رقم يشير إلى مقدار هذا العنصر. يمكنك النظر في هذا في مثال علامة تجارية مثل X5CrNi18-10.

يجب أن يقال على الفور أن التأشير ليس دائمًا بالحروف الروسية ، وأحيانًا بلغة أخرى ، كما هو موضح في المثال. في هذه الحالة ، يبدو فك التشفير على النحو التالي: يشير الحرف "X" إلى أن السبيكة تنتمي إلى فئة الفولاذ المقاوم للصدأ من الفولاذ الممغنط أو الكروممجموعات؛ الرقم 5 هو محتوى الكربون ، وهو في هذه الحالة 0.05٪ ؛ الكروم والنيكل هما الكروم والنيكل ، على التوالي ، و 18 و 10 نسبتهما المئوية ، على التوالي. أي أن هيكل هذا النوع من المنتجات يحتوي على 0.05٪ كربون ، 18٪ كروم و 10٪ نيكل.

تمييز المجموعات الأخرى

يمكن أن يشير تعيين عناصر السبائك التي يتكون منها الفولاذ أيضًا إلى انتمائهم إلى فئة معينة من المنتجات. لذا ، فإن النيكل والكروم غير القابل للصدأ سيحتوي على الحرف "I" في بداية الوسم. سيتم وضع علامة مبدئيًا على فولاذ الأدوات ذات المحامل الكروية وعالية السرعة بـ "W" و "R" ، على التوالي.

يمكن أن تكون سبائك الصلب عالية الجودة أو حتى عالية الجودة. في هذه الحالة ، تتم إضافة "A" أو "W" إليهم في نهاية العلامة ، على التوالي. لا تحتوي سبائك الفولاذ التقليدية ببساطة على مثل هذه التسميات في نهاية علاماتها.

تجدر الإشارة هنا إلى أنه في بعض الأحيان يتم إضافة تسمية خاصة إلى سبائك الفولاذ إذا تم الحصول على المادة عن طريق الدرفلة. في هذه الحالة ، تحتوي العلامة إما على "H" - فولاذ متين أو "TO" - فولاذ معالج بالحرارة.

تسلسل تعيين العناصر

لتحديد التركيب الكيميائي الأكثر دقة للمنتج ، سيتعين عليك إلقاء نظرة على وثائقه ، ومع ذلك ، فإن القدرة على فهم العلامات يمكن أن تساعد في تحديد الإضافات والشوائب الرئيسية في صناعة السبائك.

إذن ، إذا كان في البدايةإذا تمت الإشارة إلى أي رقم على علامة الفولاذ ، فإنه يحدد جزء كتلة الكربون في التركيبة في المئات من النسبة المئوية. بعد ذلك ، يبدأ تعداد المواد المضافة التي تتكون منها سبائك الفولاذ. مباشرة بعد كل حرف في التسمية ، سيتم تحديد رقم يوضح المحتوى الكمي للعنصر الكيميائي في التركيب كنسبة مئوية. ومع ذلك ، يحدث أيضًا أنه بعد الحرف مباشرة لا يوجد رقم على الإطلاق. وهذا يعني أن محتوى هذا العنصر في التكوين لا يتجاوز 1.5٪ وهي نسبة صغيرة جدًا.

سبائك فولاذ متنوعة

في النهاية ، تجدر الإشارة إلى ما تستخدم عادة هذه الأنواع من المعادن. هناك سبائك الصلب من نوع الأداة. كما يوحي الاسم ، يتم استخدامه على نطاق واسع لإنتاج أي نوع من الأدوات. يتم مقارنتها بشكل شائع بالفولاذ الكربوني العادي. يحتوي المركب المحسن كيميائيًا على صلابة وقوة أكبر ، لكن جميع المركبات المخلوطة أكثر هشاشة من الكربون العادي.

الصلب الذي ينتمي إلى مجموعة القطع عالية السرعة أثبت أنه ممتاز. تتميز هذه المواد بصلابة عالية وصلابة حمراء تصل إلى 600 درجة مئوية.

الفولاذ الإنشائي المخلوط بخصائص خاصة عبارة عن مجموعة كبيرة منفصلة. أي يمكن أن تكون منتجات غير قابلة للصدأ ، ومعدن بخصائص كهربائية ومغناطيسية محسنة ، وغيرها.

كما يتضح من كل ما سبق ، تُستخدم المواد المخلوطة حاليًا بنشاط كبير وفي العديد من الصناعات. لهذا السبب ، معرفة تسمية هذا النوع والقدرة على فهمهاالصلب يستحق كل هذا العناء لأي شخص يتعامل معها.