Cos'è l'acciaio legato: composizione, proprietà, marchi, GOST, scopo, elaborazione

Forse, non esiste una persona del genere che non senta parlare della lega più comune di ferro sulla terra: l'acciaio. Oltre al fatto che il materiale ha molte varietà, viene utilizzato nella produzione di quasi tutte le strutture e oggetti in ferro. Inoltre, un'attenzione particolare è riservata alle leghe in lega, che hanno proprietà speciali. Nell'industria moderna è difficile trovare industrie in cui non si utilizzi acciaio legato. Che cos'è e in che modo questa specie differisce da tutte le altre?

Cos'è questa roba?

L'acciaio ordinario è un composto di carbonio di ferro e una serie di impurità. Sotto la definizione di "lega di acciaio" (LS) si intende una lega speciale, che si ottiene introducendo un certo numero di elementi chimici. Questo è fatto al fine di ottenere le proprietà fisiche e chimiche necessarie del metallo.

Di norma vengono aggiunti tali elementi della tabella periodica, senza i quali è difficile gestirli a seconda della situazione specifica:

• Nickel - H (Ni).
• Rame - M (Cu).
• Niobio - B (Nb).
• Chrome - X (Cr).
• Manganese - T (Mn).
• Silicio - C (Si).
• Vanadio - F (V).
• Tungsteno - In (W).
• Molibdeno - M (Mo).
• Titanio - T (Ti).
• Alluminio - A (Al).
• Zirconio - C (Zr).
• Cobalto - K (Co).

Ma oltre a loro, sono utilizzati il ​​molibdeno e l'alluminio. Inoltre, ciascuno di questi elementi viene aggiunto per uno scopo specifico. E il loro numero influenza direttamente l'ottenimento delle qualità necessarie. Ora diventa un po 'chiaro cosa sia l'acciaio legato.

additivi

Alcuni di essi, migliorando alcune proprietà specifiche del materiale, sottovalutano altre qualità. Ad esempio, con l'aiuto del manganese, è possibile aumentare significativamente la forza e la durezza del metallo insieme al miglioramento delle qualità di taglio. Allo stesso tempo, questo porta ad un aumento della grana, che riduce la resistenza ai carichi d'urto.

L'aggiunta di cromo, al contrario, può migliorare queste qualità e allo stesso tempo aumentare la resistenza al calore. Grazie al nichel, la lega diventa più elastica, e se la sua quantità prevale, il metallo acquisisce alti tassi di resistenza alla corrosione e resistenza al calore. L'acciaio inossidabile, che tutti conoscono, è solo una lega degli ultimi due metalli o un materiale con un contenuto di cromo del 27%.

Chiunque sappia cosa sia l'acciaio legato, cos'è la lega, non è completamente compreso. Quindi, l'essenza di questo è aggiungere questi elementi. Ma torniamo alle nostre "impurità" - il molibdeno da un lato aumenta la durezza, ma dall'altro - porta ad una diminuzione della fragilità. A spese del tungsteno, è possibile aumentare non solo la durezza, ma anche la forza, e con essa le qualità di taglio del metallo. Inoltre, quando riscaldato ad alta temperatura (600-650 ° C), queste proprietà non vengono perse (arrossamento).

Il silicone consente di aumentare l'elasticità del materiale e la resistenza agli acidi. L'aggiunta di vanadio aumenta le proprietà plastiche riducendo la grana. Il titanio ti consente di ottenere un materiale più durevole.

impurità

Ora è chiaro cosa sia l'acciaio legato. Ma allo stesso tempo si dovrebbe essere consapevoli della presenza di alcune impurità, che, indipendentemente dal grado di acciaio, sono sempre presenti in esso. Nella maggior parte dei casi, questi sono non metalli:

• Carbon.
• Zolfo.
• Fosforo.
• Ossigeno e azoto.
• L'idrogeno.

Il carbonio ha la maggiore influenza sulle proprietà dell'acciaio. Se contiene non più dell'1,2%, il materiale è caratterizzato da elevata durezza e resistenza. Aumenta anche la resistenza allo snervamento. L'eccesso di questa norma porta ad una diminuzione della forza e della duttilità.

Anche il contenuto elevato di zolfo non è buono. Oltre lo 0,65% - ridotto forza d'impatto resistenza alla corrosione, plasticità. Ma, oltre a questo, la saldabilità dell'acciaio è significativamente ridotta.

È necessario essere estremamente attenti con il fosforo , poiché il suo eccesso, anche insignificante, influisce negativamente sul metallo. La viscosità e la plasticità diminuiscono, allo stesso tempo aumentano la fragilità e la fluidità. Tutto ciò può influire sulla lavorazione degli acciai legati.

L'eccesso di ossigeno e azoto porta a un'eccessiva fragilità del materiale, oltre a ridurne la viscosità.

L'alto contenuto di idrogeno dà anche la fragilità del metallo, che è indesiderabile.

Varietà di droghe

A seconda della quantità di additivi di lega, l'acciaio può essere diviso in tre tipi:

• Acciaio bassolegato - non contiene più del 2,5% di additivi.
• Acciaio legato medio: il numero di elementi di lega varia dal 2,5 al 10%.
• Acciaio ad alta lega - qui stiamo parlando di un contenuto più elevato del 10% e oltre.

Prende in considerazione il numero totale di additivi di lega.

Per ottenere determinate qualità, gli acciai legati subiscono un processo di normalizzazione. Questo è quando il materiale viene riscaldato ad una temperatura di 900 ° C, e quindi viene raffreddato in aria.

Sulla base di questo, la "marcatura" degli acciai legati potrebbe essere simile a questa:

• Perlite - il contenuto degli additivi di lega per tali acciai varia dal 5% al ​​7%. Si ottengono le seguenti strutture: perlite, sorbitolo e canna.
• Martensitico: qui gli elementi di lega sono più del 7-15%, il carbonio non supera lo 0,55%.
• Austenitico - oltre al contenuto di elementi leganti (oltre il 15%), sono presenti nichel (8%) e manganese (13%). Il contenuto di carbonio non è superiore allo 0,2%.
• Ferritico: questa struttura di carbonio non contiene più dello 0,2%. Mentre il cromo è qui al 17-30%, il silicio è del 2,5% (non inferiore). Tali acciai possono essere attribuiti a basse emissioni di carbonio.
• Carbide (ledeburitnaya): si tratta di marchi ad alto contenuto di carbonio (0,7% C). Principalmente contengono tungsteno, vanadio, molibdeno e cromo.

Ottenere diversi gradi di acciaio legato, o meglio la sua struttura, dipende non solo dal tasso di raffreddamento del metallo nell'aria, ma anche dalla quantità di additivi di lega e carbonio.

Funzionalità di etichettatura dei farmaci

All'inizio dell'articolo nella lista degli elementi di lega ci sono lettere vicino a ciascuna di esse, che non è casuale. Sono l'etichettatura di tali metalli, ma in aggiunta a loro ci sono ancora numeri. Di seguito è riportato un esempio.

Tutto questo è fatto secondo GOST 4543-71. La designazione alfanumerica non è casuale, perché tutti gli acciai legati hanno una vasta gamma. E in tale varietà è facile confondersi, e quindi la necessità di sistematizzare.

Inoltre, ogni lettera dell'alfabeto cirillico (seguito dal primo) nella designazione indica la presenza dell'uno o dell'altro elemento, e il numero (solitamente dopo la lettera) indica il contenuto in percentuale. In questo caso, se stiamo parlando di quantità inferiori allo 0,99%, di solito il numero non viene inserito.

A volte alla lega si possono aggiungere metalli delle terre rare come ittrio, lantanio e molti altri. In questo caso, nella designazione di acciaio legato in lega secondo GOST, è indicata solo una lettera - Ch. Ci sono altre caratteristiche nella marcatura in acciaio:

• Le prime due cifre indicano sempre la percentuale di carbonio che non viene mai letteralmente indicata.
• Se si tratta di acciaio ad alta velocità, il contenuto di tungsteno viene indicato in percentuali intere. Il cromo in tali leghe è solitamente del 4%.
• Per l'acciaio con cuscinetti a sfera, dopo le lettere ШХ segue il titolo di cromo in decimi di punto percentuale.
• La presenza di due lettere "A" indica acciaio legato altamente puro.

Prendi ad esempio due segni:

1. 03H13AG19 - LS contiene 0,03% di carbonio, 13% di cromo, 1% di azoto e 19% di manganese.
2. 18HGT - in questo acciaio il carbonio è lo 0,18% e il cromo, il titanio e il manganese l'1% ciascuno.

Inoltre, all'inizio di qualsiasi marcatura di acciai legati può esserci una lettera che indica materiale per scopi speciali:

• Elettrotecnica - E.
• Ad alta velocità - R.
• Cuscinetti a sfera - W.
• Avtomatnaya - A.

Gli acciai legati possono ancora appartenere alla categoria dei metalli di alta qualità o particolarmente di alta qualità.

In questo caso, alla fine del contrassegno ci sarà la lettera "A" o "III", rispettivamente.

vantaggi

Tutti gli acciai legati presentano numerosi vantaggi preziosi, tra i quali vale la pena evidenziare:

• la maggiore resistenza alle deformazioni del carattere lamellare;
• alta durezza;
• resistenza alla rottura a freddo e alla viscosità;
• qualità tecnologica ad alto livello.

Inoltre, questo acciaio non è soggetto a deformazioni o altri difetti durante il processo di tempra.

carenze

Con tutti gli ovvi vantaggi che l'acciaio per utensili legato ha, o altri, ci sono anche degli svantaggi:

• Sono caratterizzati dalla segregazione dendritica, ma, per fortuna, questo può essere evitato conducendo ricottura per diffusione.
• I gradi ad alta lega possono contenere austenite residua, che riduce la resistenza alla fatica e alla durezza del materiale.
• L'aspetto di fiocchi, le cosiddette fessure nella struttura dell'acciaio, non è escluso. Questo difetto può essere evitato rallentando il raffreddamento del metallo e riducendo il contenuto di idrogeno durante la fusione.

A seconda del tipo di trattamento termico, la maggior parte dei difetti viene evitata. Di conseguenza, l'acciaio acquisisce le qualità necessarie, a volte uniche.

Produzione di droga

Processo di produzione della lega acciai per utensili o altri passaggi in più fasi utilizzando forni elettrici ad arco:

• Minerale di ferro eliminato.
• Metallo in fusione
• Aggiunta di elementi di lega.

Nel processo di pulizia del minerale di ferro si eliminano le impurità indesiderate, come lo zolfo e il fosforo. Tutto questo accade in un forno fusorio a cielo aperto. Viene anche utilizzata la tecnologia del trattamento secondario dell'acciaio. Un altro processo tecnologico necessario è la fusione sotto vuoto, a seguito della quale vengono rimossi l'arsenico e un certo numero di impurità metalliche non ferrose.

Un forno ad arco elettrico è già utilizzato per fondere il metallo, per il quale la materia prima viene riscaldata ad una temperatura elevata di 400-600 ° C. Qui, il ferro inizia a trasformarsi in ferro, che è caratterizzato da un reticolo cristallino instabile. Ma stabilizzando produce una specie di acciaio legato.

Questo è fatto come segue. L'ossigeno entra nella camera di lavoro, durante la combustione di cui l'atmosfera della camera viene fornita con carbone. Inizia a mescolarsi con il ferro, il che porta alla formazione dell'acciaio.

Successivamente, vari additivi vengono aggiunti alle materie prime, a seconda delle proprietà richieste del metallo. Reticolo cristallino diventa più denso e il risultato sono prodotti in lega.

Trattamento termico

su produzione di fusione BOS non finisce. Dopodiché, devi indurirlo. I campioni fusi subiscono la procedura di tempra ad una temperatura di 1100 ° C. Dopo di esso, è necessario il rilascio di acciaio al carbonio e legato, e questo viene fatto gradualmente, al fine di evitare la comparsa di crepe.

Questo processo è richiesto per tutte le parti temprate. Il suo compito principale è quello di alleviare lo stress interno. Ciò riduce la durezza e aumenta la plasticità. Per le vacanze possono essere utilizzati diversi mezzi:

• bagni:
  • olio;
  • salnitro;
  • con alcali fusi.
• Forno con circolazione d'aria forzata.

Per quanto riguarda la temperatura di rinvenimento, dipende dalla marca del farmaco e dalla durezza richiesta del materiale. Ad esempio, per HRC 59-60 è 150-200 ° C. Per i farmaci ad alta velocità, è necessario un po 'più di temperatura - 540-580 ° C. Questo è anche indicato come indurimento secondario, poiché aumenta la durezza della parte.

Di norma, dopo il processo di tempra, l'acciaio viene raffreddato all'aria aperta. Ma i prodotti al nichel-cromo sono un'eccezione: hanno bisogno di un bagno con acqua o olio. Se il raffreddamento viene ritardato, ciò comporterà un'eccessiva fragilità del metallo.

ambito di applicazione

Per quanto riguarda lo scopo dell'acciaio legato, questa è praticamente qualsiasi sfera dell'attività umana. Il metallo utensile viene utilizzato per produrre frese, taglierini, matrici, dispositivi di misurazione, ingranaggi, molle, sospensioni, smagliature e altro ancora. Stainless LS è ideale per la produzione di piatti, custodie di elettrodomestici.

Farmaci per saldatura

Il processo di saldatura di un farmaco dipende completamente dalla composizione chimica del metallo. Inoltre, a differenza degli elementi di lega, il carbonio ha il massimo effetto. Allo stesso tempo, gli additivi stessi hanno un effetto diverso sulla saldatura. Ad esempio, la presenza di cromo e manganese in misura maggiore porta alla formazione di fessure, piuttosto che di nichel. Ma il titanio in questo processo agisce in modo piuttosto favorevole.

A causa della grande quantità di zolfo, fosforo e gas disciolti, la saldabilità dell'acciaio si deteriora in modo significativo. Pertanto, il loro contenuto non dovrebbe essere superiore allo 0,020-0,055%, il che non influirà in alcun modo sulla saldatura degli acciai legati.