Uvod u ugljični čelik i njegova klasifikacija

Klasifikacija čelika sa ugljenikom

1. Prema masenom udjelu ugljenika: čelik s niskim sadržajem ugljenika (C: ≤0,25 %), čelik sa srednjim sadržajem ugljenika (C: 0,25 % < C < 0,6 %), čelik sa visokim sadržajem ugljenika (C: >0,6 %)

Što je veći sadržaj ugljenika, to je veća tvrdoća i čvrstoća, ali se plastičnost smanjuje.

2. Prema kvalitetu čelika (naročito sadržaju nečistoća sumpora i fosfora): običan čelik sa ugljenikom (S < 0,055 %, P < 0,045 %), visokokvalitetan čelik sa ugljenikom (S < 0,040 %, P < 0,040 %), napredni visokokvalitetan čelik sa ugljenikom (S < 0,030 %, P < 0,035 %)

3. Prema upotrebi: Čelik za konstrukcije sa sadržajem ugljenika: Glavno se koristi za mostove, brodove, građevinske elemente, mehaničke dijelove; čelik za alate sa sadržajem ugljenika: Glavno se koristi za noževe, kalupe, mjerna sredstva itd.

Oznake i primjena ugljeničnog čelika

Uobičajeni čelik za konstrukcije sa sadržajem ugljenika: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 itd. Brojevi označavaju minimalnu granicu tečenja. Q195, Q215 i Q235 imaju dobru plastičnost i mogu se valjati u čelične ploče, čelične šipke, čelične cijevi itd. Q255 i Q275 mogu se valjati u profili, čelične ploče itd.

Visokokvalitetni čelik za konstrukcije sa sadržajem ugljenika: Oznaka čelika izražava se u desetinama hiljaditih dijelova prosječne mase ugljenika, npr. 20#, 45# itd. Oznaka 20# znači da sadrži C: 0,20 % (20/10 000).

Glavno se koristi za proizvodnju različitih mašinskih dijelova.

Čelik za alate sa sadržajem ugljenika: Oznaka čelika izražava se preko prosječne mase ugljenika i počinje slovom T, npr. T9, T12 itd. T9 znači da sadrži C: 0,9 % (9 dijelova na hiljadu).

Glavno se koristi za proizvodnju različitih reznih alata, mjernih sredstava, kalupa itd.

Lijano čelik: Oznaka lijanog čelika počinje prefiksom ZG ispred broja, a broj predstavlja prosječnu masenu udjelu u čeliku (izražen u desetinama hiljada). Na primjer, ZG25 znači da sadrži C: 0,25%.

Upotreba: Glavno se koristi za izradu dijelova složenog oblika koji zahtijevaju određenu čvrstoću, plastičnost i žilavost, kao što su zupčanici, spojnice itd.

Konvencionalna toplotna obrada ugljeničnog čelika

žarenje

Čelik se zagrije na odgovarajuću temperaturu, zadrži na toj temperaturi određeno vrijeme, a zatim sporo ohladi (hladjenje u peći) kako bi se postigao toplotni tretman blizu ravnotežnog stanja strukture.

Potpuno žarenje, izotermičko žarenje, sferoidizirajuće žarenje, difuzijsko žarenje, žarenje za smanjenje naprezanja

Normalizacija

Proces toplotne obrade podrazumijeva zagrijavanje čeličnih dijelova na 30–50 °C iznad AC3 i Acm, zadržavanje na toj temperaturi odgovarajuće vrijeme, a zatim hlađenje na zraku kako bi se dobila perlitna struktura.

Kaljenje

Toplotni postupak obrade pri kojem se čelični dijelovi zagrijavaju do austenitizacije, a zatim brzo hlade kako bi se struktura pretvorila u martenzit. Morfologija nastalog martenzita usko je povezana sa sastavom čelika, veličinom početnih austenitnih zrna i uvjetima stvaranja. Što su manja austenitna zrna, finija je martenzitna struktura.

Ožiljavanje

Nakon kaljenja čeličnih dijelova, kako bi se uklonili unutrašnji naponi i postigle potrebne osobine, dijelovi se zagrijavaju na određenu temperaturu ispod AC1, zadržavaju se na toj temperaturi određeno vrijeme, a zatim hlade na sobnu temperaturu.

legirani čelik

U ugljični čelik dodaju se jedan ili više legirajućih elemenata kako bi se dobio čelik koji se naziva legirani čelik.

Klasifikacija legiranih čelika

Prema količini legirajućih elemenata: niskolegirani čelik (ukupni maseni udio manji od 5%), srednjelegirani čelik (ukupni maseni udio 5–10%), visokolegirani čelik (ukupni maseni udio veći od 10%)

Prema vrstama glavnih legirajućih elemenata: hromni čelik, hrom-nikl čelik, čelik, silicijum-mangan čelik itd.

Prema upotrebi: konstrukcioni čelik, alatni čelik, čelik sa posebnim svojstvima.

Nerđajući čelik

Vrsta čelika koja ima visoku otpornost na koroziju u atmosferi i u općenito korozivnim sredinama.

Upotreba: Glavno se koristi za proizvodnju dijelova ili konstrukcionih elemenata koji rade u različitim korozivnim sredinama i imaju visoku otpornost na koroziju. Široko se koristi u naftnoj industriji, hemijskoj industriji, atomskoj energiji, istraživanju okeana, odbrani i nekim naprednim naučno-tehnološkim oblastima.