Thép: thành phần, đặc tính, chủng loại và ứng dụng. Thành phần của thép không gỉ

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Nhiều người biết rằng thép là sản phẩm thu được trong quá trình nấu chảy các nguyên tố khác. Nhưng cái gì? Thép là gì? Ngày nay, chất này là hợp kim có thể biến dạng của sắt với cacbon (lượng của nó là 2,14%), cũng như một tỷ lệ nhỏ các nguyên tố khác.

Thông tin chung

Cần lưu ý rằng thép là hợp kim có chính xác tới 2, 14% cacbon trong thành phần của nó. Hợp kim chứa hơn 2,14% cacbon đã được gọi là gang.

Được biết, thành phần của thép cacbon và thép thường không giống nhau. Nếu chất nền thông thường bao gồm cacbon và các thành phần hợp kim khác (cải thiện), thì không có nguyên tố hợp kim nào trong sản phẩm tạo ra cacbon. Nếu chúng ta nói về thép hợp kim, thì thành phần của nó phong phú hơn nhiều. Để cải thiện tính năng của vật liệu này, các nguyên tố như Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti, v.v. được thêm vào thành phần của nó. Điều quan trọng cần lưu ý là các đặc tính tốt nhất của chất này là được cung cấp chính xác bằng cách thêm các phức hợp hợp kim, không phải một hoặc hai chất.

Phân loại

Chi tiêuphân loại vật liệu mà chúng tôi đang xem xét có thể dựa trên một số chỉ số:

• Chỉ số đầu tiên là thành phần hóa học của thép.
• Thứ hai là cấu trúc vi mô, cũng rất quan trọng.
• Tất nhiên, các loại thép khác nhau về chất lượng và phương pháp sản xuất.
• Ngoài ra, mỗi loại thép có ứng dụng riêng.

Chi tiết hơn, thành phần có thể được xem xét bằng cách sử dụng ví dụ về thành phần hóa học. Trên cơ sở này, hai loại khác được phân biệt - đây là thép hợp kim và thép cacbon.

Trong số các loại thép cacbon, có ba loại, sự khác biệt chính của chúng là hàm lượng định lượng của cacbon. Nếu chất chứa ít hơn 0,3% cacbon, thì nó được phân loại là cacbon thấp. Hàm lượng của chất này trong vùng từ 0,3% đến 0,7% chuyển sản phẩm cuối cùng thành loại thép cacbon trung bình. Nếu hợp kim chứa nhiều hơn 0,7% cacbon, thì thép được phân loại là cacbon cao.

Với thép hợp kim, mọi thứ đều giống nhau. Nếu thành phần của vật liệu có chứa ít hơn 2,5% các nguyên tố hợp kim thì nó được coi là hợp kim thấp, từ 2,5% đến 10% - hợp kim trung bình và từ 10% trở lên - hợp kim cao.

Cấu trúc vi mô

Cấu trúc vi mô của thép khác nhau tùy thuộc vào tình trạng của nó. Nếu hợp kim được ủ, thì cấu trúc của nó sẽ được chia thành cacbua, ferit, Austenit, v.v. Với cấu trúc vi mô chuẩn hóa của chất, sản phẩm có thể là lêlitic, mactenxit hoặc Austenit.

Thành phần và tính chất của thép quyết định sản phẩm có thuộc một trong ba lớp này hay không. Thép cacbon và thép ít hợp kim nhất là loại lêlitic, loại trung bình là mactenxit và hàm lượng cao của các nguyên tố hợp kim hoặc cacbon chuyển chúng thành loại thép Austenit.

Sản xuất và chất lượng

Điều quan trọng cần lưu ý là một hợp kim như thép có thể bao gồm một số nguyên tố tiêu cực, hàm lượng cao của chúng sẽ làm giảm hiệu suất của sản phẩm. Những chất này bao gồm lưu huỳnh và phốt pho. Tùy thuộc vào hàm lượng của hai nguyên tố này, thành phần và loại thép được chia thành bốn loại sau:

• Thép riêng. Đây là một hợp kim có chất lượng bình thường, chứa tới 0,06% lưu huỳnh và lên đến 0,07% phốt pho.
• Chất lượng. Hàm lượng của các chất trên trong các loại thép này giảm xuống còn 0,04% lưu huỳnh và 0,035% phốt pho.
• Chất lượng cao. Chỉ chứa tối đa 0,025% cả lưu huỳnh và phốt pho.
• Hợp kim chất lượng cao nhất được chỉ định nếu phần trăm lưu huỳnh không quá 0,015 và phốt pho không quá 0,025%.

Nếu chúng ta nói về quy trình sản xuất một hợp kim thông thường, thì hầu hết nó được thu thập trong các lò nung lộ thiên hoặc trong các bộ chuyển đổi Bessmerov, Thomas. Sản phẩm này được đổ thành thỏi lớn. Điều quan trọng là phải hiểu rằng thành phần của thép, cấu trúc của nó, cũng như các đặc tính và đặc tính chất lượng của nó được xác định chính xác bằng phương pháp sản xuất.

Để có được thép chất lượng cao cũng được sử dụnglò nung mở, tuy nhiên, quy trình nấu chảy nghiêm ngặt hơn để có được sản phẩm chất lượng.

Việc nấu chảy thép chất lượng cao chỉ được thực hiện trong lò điện. Điều này là do việc sử dụng loại thiết bị công nghiệp này đảm bảo hàm lượng phụ gia phi kim loại gần như tối thiểu, tức là nó làm giảm tỷ lệ lưu huỳnh và phốt pho.

Để có được một hợp kim có chất lượng đặc biệt cao, họ sử dụng phương pháp nấu chảy lại bằng xỉ điện. Chỉ có thể sản xuất sản phẩm này trong các lò điện. Sau khi kết thúc quá trình sản xuất, những loại thép này luôn chỉ thu được hợp kim.

Các loại hợp kim theo ứng dụng

Đương nhiên, sự thay đổi thành phần của thép ảnh hưởng rất nhiều đến tính năng của vật liệu này, có nghĩa là phạm vi sử dụng của nó cũng thay đổi. Có những loại thép kết cấu có thể được sử dụng trong xây dựng, tạo hình nguội, làm cứng trường hợp, có thể điều chỉnh được, độ bền cao, v.v.

Nếu chúng ta nói về thép xây dựng, thì chúng thường bao gồm các-bon trung bình cũng như các hợp kim hợp kim thấp. Vì chúng chủ yếu được sử dụng để xây dựng các tòa nhà, đặc tính quan trọng nhất đối với chúng là khả năng hàn tốt. Thép tôi cứng thường được sử dụng cho các bộ phận khác nhau, mục đích chính là làm việc trong điều kiện mài mòn bề mặt và tải động.

Thép khác

Đối với các loại thép khác có thể được cải thiện. Loại hợp kim này chỉ được sử dụng sau khi xử lý nhiệt. Hợp kim phải chịu nhiệt độ cao để làm nguội, và sau đó được tôi luyện trong mọi môi trường.

Loại thép cường độ cao bao gồm những loại thép trong đó, sau khi lựa chọn thành phần hóa học, cũng như sau khi trải qua quá trình xử lý nhiệt, cường độ đạt gần như tối đa, tức là gần gấp đôi so với thông thường loại sản phẩm này.

Thép lò xo cũng có thể được phân biệt. Đây là một hợp kim, do quá trình sản xuất của nó, đã nhận được những phẩm chất tốt nhất về giới hạn đàn hồi, khả năng chịu tải và mỏi.

Thành phần thép không gỉ

Thép không gỉ là loại hợp kim. Đặc tính chính của nó là khả năng chống ăn mòn cao, đạt được bằng cách thêm một nguyên tố như crom vào thành phần của hợp kim. Trong một số trường hợp, niken, vanadi hoặc mangan có thể được sử dụng thay cho crom. Điều đáng chú ý là bằng cách nấu chảy vật liệu và thêm các yếu tố cần thiết vào nó, nó có thể có được các đặc tính của một trong ba loại thép không gỉ.

Thành phần của các loại hợp kim này, tất nhiên, là khác nhau. Đơn giản nhất là các hợp kim thông thường có khả năng chống ăn mòn tăng lên 08 X 13 và 12 X 13. Hai loại tiếp theo của hợp kim chống ăn mòn này phải có điện trở cao không chỉ ở bình thường mà còn ở nhiệt độ cao.