Acél: összetétel, tulajdonságok, típusok és alkalmazások. Összetétele rozsdamentes acél

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Sokan tudják, hogy az acél más elemek olvasztása során nyert termék. De mit? Mi van az acélban? Ma ez az anyag a vas és a szén deformálható ötvözete (mennyisége 2,14%), valamint más elemek kis hányada.

Általános információ

Érdemes megjegyezni, hogy az acél olyan ötvözet, amelynek összetétele pontosan 2,14% széntartalmú. A 2,14%-nál több szenet tartalmazó ötvözetet már öntöttvasnak nevezik.

Ismerhető, hogy a szénacél és a közönséges acél összetétele nem azonos. Ha a szokásos szubsztrátum szén és egyéb ötvöző (javító) komponenseket tartalmaz, akkor a széntartalmú termékben nincsenek ötvöző elemek. Ha ötvözött acélról beszélünk, akkor összetétele sokkal gazdagabb. Az anyag teljesítményének javítása érdekében olyan elemeket adnak az összetételéhez, mint a Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti stb. Fontos megjegyezni, hogy ennek az anyagnak a legjobb tulajdonságai a következők: pontosan ötvözött komplexek hozzáadásával biztosítható, nem egy vagy két anyag.

Osztályozás

Költésaz általunk vizsgált anyag osztályozása több mutatón alapulhat:

• Az első mutató az acél kémiai összetétele.
• A második a mikrostruktúra, ami szintén nagyon fontos.
• Természetesen az acélok minőségükben és gyártási módszerükben különböznek egymástól.
• Ezenkívül minden acéltípusnak megvan a maga alkalmazása.

Részletesebben az összetételt a kémiai összetétel példáján keresztül lehet megvizsgálni. Ezen az alapon további két típust különböztetünk meg – ezek az ötvözött és szénacélok.

A szénacélok között három változat létezik, amelyek fő különbsége a mennyiségi széntartalom. Ha az anyag 0,3%-nál kevesebb szenet tartalmaz, akkor alacsony szén-dioxid-kibocsátásúnak minősül. Ennek az anyagnak a tartalma a 0,3% és 0,7% közötti régióban a végterméket a közepes széntartalmú acélok kategóriájába fordítja. Ha az ötvözet több mint 0,7% szenet tartalmaz, akkor az acél magas széntartalmúnak minősül.

Az ötvözött acéloknál a dolgok nagyjából ugyanazok. Ha az anyag összetétele 2,5%-nál kevesebb ötvözőelemet tartalmaz, akkor gyengén ötvözöttnek, 2,5% és 10% között közepesen ötvözöttnek, 10% felett pedig erősen ötvözöttnek minősül.

Mikrostruktúra

Az acél mikroszerkezete állapotától függően eltérő. Ha az ötvözetet lágyítják, akkor szerkezetét keményfémre, ferritesre, ausztenitesre és így tovább osztják. Az anyag normalizált mikroszerkezetével a termék lehet perlites, martenzites vagy ausztenites.

Az acél összetétele és tulajdonságai határozzák meg, hogy egy termék e három osztály valamelyikébe tartozik-e. A legkevésbé ötvözött és szénacélok a perlites osztályúak, a közepesek martenzitesek, és az ötvözőelemek vagy szén magas tartalma az ausztenites acélok kategóriájába teszi át őket.

Gyártás és minőség

Fontos megjegyezni, hogy az olyan ötvözetek, mint az acél, tartalmazhatnak negatív elemeket, amelyek magas tartalma rontja a termék teljesítményét. Ezek az anyagok közé tartozik a kén és a foszfor. E két elem tartalmától függően az acél összetétele és típusai a következő négy kategóriába sorolhatók:

• Privát acél. Ez egy átlagos minőségű ötvözet, amely legfeljebb 0,06% ként és legfeljebb 0,07% foszfort tartalmaz.
• Minőség. A fenti anyagok tartalma ezekben az acélokban 0,04% kén- és 0,035% foszforra csökkent.
• Kiváló minőség. Csak legfeljebb 0,025% ként és foszfort tartalmaz.
• A legjobb minőségű ötvözet akkor van hozzárendelve, ha a kén százaléka nem haladja meg a 0,015-öt és a foszfortartalom legfeljebb 0,025%.

Ha egy közönséges ötvözet gyártási folyamatáról beszélünk, akkor azt leggyakrabban nyitott kandallós kemencékben vagy Bessmerov, Thomas konverterekben nyerik. Ezt a terméket nagy tömbökbe öntik. Fontos megérteni, hogy az acél összetételét, szerkezetét, valamint minőségi jellemzőit és tulajdonságait pontosan az előállítás módja határozza meg.

A jó minőségű acél beszerzéséhez szintén használnaknyitott kandallós kemencéknél azonban az olvasztási folyamat szigorúbb a minőségi termék előállítása érdekében.

A jó minőségű acélok olvasztását csak elektromos kemencékben végzik. Ez annak köszönhető, hogy az ilyen típusú ipari berendezések használata szinte minimális nemfémes adalékanyag-tartalmat garantál, azaz csökkenti a kén és a foszfor százalékos arányát.

A különösen jó minőségű ötvözet előállítása érdekében az elektrosalak átolvasztás módszerét alkalmazzák. Ennek a terméknek a gyártása csak elektromos kemencékben lehetséges. A gyártási folyamat befejezése után ezeket az acélokat mindig csak ötvözve nyerik.

Ötvénytípusok felhasználás szerint

Természetesen az acél összetételének változása nagyban befolyásolja ennek az anyagnak a teljesítményét, ami azt jelenti, hogy a felhasználási köre is változik. Vannak olyan szerkezeti acélok, amelyek felhasználhatók építőiparban, hidegalakításban, edzettségben, temperálható, nagy szilárdságú stb.

Ha építőacélokról beszélünk, akkor ezek leggyakrabban közepes széntartalmú, valamint gyengén ötvözött ötvözeteket tartalmaznak. Mivel főként épületek építésére használják őket, a legfontosabb jellemzőjük a jó hegeszthetőség. A edzett acélt leggyakrabban különféle alkatrészekhez használják, amelyek fő célja felületi kopás és dinamikus terhelés mellett történő munkavégzés.

Egyéb acélok

Más típusú acélok javulásának tulajdonítható. Az ilyen típusú ötvözetet csak hőkezelés után használják. Az ötvözetet magas hőmérsékletnek teszik ki az oltáshoz, majd bármilyen környezetben megeresztik.

A nagyszilárdságú acélok típusába tartoznak azok, amelyeknél a kémiai összetétel megválasztása, valamint a hőkezelés után a szilárdság eléri a maximumot, vagyis körülbelül kétszer annyit, mint a szokásos ennek a terméknek a típusa.

A rugóacélok is megkülönböztethetők. Ez egy olyan ötvözet, amely a gyártás eredményeként a legjobb minőséget kapta a rugalmasság határa, a terhelésállóság és a kifáradás tekintetében.

Rozsdamentes acél összetétel

A rozsdamentes acél ötvözött típusú. Fő tulajdonsága a nagy korrózióállóság, amelyet úgy érnek el, hogy egy elemet, például krómot adnak az ötvözet összetételéhez. Bizonyos esetekben króm helyett nikkelt, vanádiumot vagy mangánt is használhatunk. Érdemes megjegyezni, hogy az anyag megolvasztásával és a szükséges elemek hozzáadásával a rozsdamentes acél három fajtája egyikének tulajdonságait érheti el.

Az ilyen típusú ötvözetek összetétele természetesen eltérő. A legegyszerűbbek a 08 x 13 és 12 x 13 megnövelt korrózióállóságú hagyományos ötvözetek. Ennek a korrózióálló ötvözetnek a következő két típusának nemcsak normál, hanem magas hőmérsékleten is nagy ellenállással kell rendelkeznie.