Ocel: složení, vlastnosti, typy a použití. Složení nerez

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Mnoho lidí ví, že ocel je produkt získaný v procesu tavení jiných prvků. Ale co? Co je v oceli? Dnes je tato látka deformovatelnou slitinou železa s uhlíkem (jeho množství je 2,14 %) a také malým podílem dalších prvků.

Obecné informace

Za zmínku stojí, že ocel je slitina, která má ve svém složení přesně až 2,14 % uhlíku. Slitina obsahující více než 2,14 % uhlíku se již nazývá litina.

Je známo, že složení uhlíkové oceli a běžné oceli není stejné. Pokud obvyklý substrát obsahuje uhlík a další legující (zlepšující) složky, pak v uhlíkatém produktu nejsou žádné legující prvky. Pokud mluvíme o legované oceli, pak je její složení mnohem bohatší. Pro zlepšení vlastností tohoto materiálu se do jeho složení přidávají prvky jako Cr, Ni, Mo, Wo, V, Al, B, Ti atd. Je důležité si uvědomit, že nejlepší vlastnosti této látky jsou poskytuje přesně přidáním legovaných komplexů, nikoli jedné nebo dvou látek.

Klasifikace

Utratitklasifikace materiálu, o kterém uvažujeme, může být založena na několika ukazatelích:

• Prvním ukazatelem je chemické složení oceli.
• Druhá je mikrostruktura, která je také velmi důležitá.
• Oceli se samozřejmě liší kvalitou a způsobem výroby.
• Každý typ oceli má také své vlastní použití.

Podrobněji lze složení zvážit na příkladu chemického složení. Na tomto základě se rozlišují další dva druhy - jedná se o legované a uhlíkové oceli.

Mezi uhlíkové oceli existují tři druhy, jejichž hlavním rozdílem je kvantitativní obsah uhlíku. Pokud látka obsahuje méně než 0,3 % uhlíku, pak je klasifikována jako nízkouhlíková. Obsah této látky v oblasti od 0,3 % do 0,7 % převádí konečný produkt do kategorie středně uhlíkových ocelí. Pokud slitina obsahuje více než 0,7 % uhlíku, pak je ocel klasifikována jako vysoce uhlíková.

U legovaných ocelí je to přibližně stejné. Pokud složení materiálu obsahuje méně než 2,5 % legujících prvků, pak je považován za nízkolegovaný, od 2,5 % do 10 % - středně legovaný a od 10 % a více - vysoce legovaný.

Mikrostruktura

Mikrostruktura oceli se liší v závislosti na jejím stavu. Pokud je slitina žíhána, pak se její struktura rozdělí na karbidovou, feritickou, austenitickou a tak dále. S normalizovanou mikrostrukturou látky může být produkt perlitický, martenzitický nebo austenitický.

Složení a vlastnosti oceli určují, zda výrobek patří do jedné z těchto tří tříd. Nejméně legované a uhlíkové oceli jsou perlitické oceli, střední jsou martenzitické a vysoký obsah legujících prvků nebo uhlíku je převádí do kategorie austenitických ocelí.

Produkce a kvalita

Je důležité si uvědomit, že slitina, jako je ocel, může obsahovat některé negativní prvky, jejichž vysoký obsah zhoršuje vlastnosti produktu. Mezi tyto látky patří síra a fosfor. V závislosti na obsahu těchto dvou prvků se složení a typy oceli dělí do následujících čtyř kategorií:

• Soukromá ocel. Jedná se o slitinu běžné kvality obsahující až 0,06 % síry a až 0,07 % fosforu.
• Kvalita. Obsah výše uvedených látek v těchto ocelích je snížen na 0,04 % síry a 0,035 % fosforu.
• Vysoká kvalita. Obsahuje pouze až 0,025 % síry a fosforu.
• Slitina nejvyšší kvality je přiřazena, pokud procento síry není vyšší než 0,015 a fosforu není vyšší než 0,025 %.

Pokud mluvíme o procesu výroby běžné slitiny, pak se nejčastěji získává v pecích s otevřenou nístějí nebo v konvertorech Bessmerov, Thomas. Tento produkt se nalévá do velkých ingotů. Je důležité pochopit, že složení oceli, její struktura, stejně jako její kvalitativní charakteristiky a vlastnosti jsou přesně určeny způsobem její výroby.

K získání vysoce kvalitní oceli se také používáotevřené nístějové pece, proces tavení je však přísnější, aby se získal kvalitní produkt.

Tavení vysoce kvalitních ocelí se provádí pouze v elektrických pecích. To je způsobeno tím, že použití tohoto typu průmyslového zařízení zaručuje téměř minimální obsah nekovových přísad, to znamená, že snižuje procento síry a fosforu.

Za účelem získání slitiny obzvláště vysoké kvality se uchylují k metodě elektrostruskového přetavování. Výroba tohoto produktu je možná pouze v elektrických pecích. Po ukončení výrobního procesu jsou tyto oceli vždy získávány pouze legované.

Typy slitin podle použití

Změna složení oceli přirozeně výrazně ovlivňuje vlastnosti tohoto materiálu, což znamená, že se mění i rozsah jeho použití. Existují konstrukční oceli, které lze použít ve stavebnictví, tváření za studena, cementování, temperovatelné, s vysokou pevností a tak dále.

Pokud mluvíme o stavebních ocelích, pak mezi ně nejčastěji patří středně uhlíkové a také nízkolegované slitiny. Vzhledem k tomu, že se používají především pro stavbu budov, je pro ně nejdůležitější vlastností dobrá svařitelnost. Povrchově kalená ocel se nejčastěji používá na různé díly, jejichž hlavním účelem je pracovat v podmínkách povrchového opotřebení a dynamického zatížení.

Jiné oceli

Jiným typům oceli lze připsat zlepšení. Tento typ slitiny se používá až po tepelném zpracování. Slitina je vystavena vysokým teplotám za účelem kalení a poté podrobena temperování v jakémkoli prostředí.

Typ vysokopevnostních ocelí zahrnuje ty, u kterých po volbě chemického složení i po tepelném zpracování dosahuje pevnost téměř maxima, tedy přibližně dvojnásobku oproti obvyklé typ tohoto produktu.

Rozlišovat lze také pružinové oceli. Jedná se o slitinu, která jako výsledek své výroby získala nejlepší vlastnosti z hlediska meze pružnosti, odolnosti proti zatížení a únavě.

Složení nerezové oceli

Nerezová ocel je slitinový typ. Jeho hlavní vlastností je vysoká odolnost proti korozi, které je dosaženo přidáním prvku, jako je chrom, do složení slitiny. V některých situacích může být místo chrómu použit nikl, vanad nebo mangan. Stojí za zmínku, že roztavením materiálu a přidáním nezbytných prvků může získat vlastnosti jedné ze tří tříd nerezové oceli.

Složení těchto typů slitin je samozřejmě různé. Nejjednodušší jsou konvenční slitiny se zvýšenou odolností proti korozi 08 X 13 a 12 X 13. Další dva typy této korozivzdorné slitiny by měly mít vysokou odolnost nejen za normálních, ale i za zvýšených teplot.