Uvod u ugljenični čelik i njegova klasifikacija

Klasifikacija čelika sa ugljenikom

1. Prema masenom procentu ugljenika: čelik sa 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 (pre svega sadržaju primesa 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: Ugljenični konstrukcioni čelik: Glavno se koristi za mostove, brodove, građevinske elemente, mašinske delove; Ugljenični alatni čelik: Glavno se koristi za noževe, kalupe, merne alate itd.

Oznake i primena ugljeničnog čelika

Uobičajeni ugljenični konstrukcioni čelik: Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 itd. Brojevi ukazuju na minimalnu vrednost granice tečenja. Čelici Q195, Q215 i Q235 imaju dobru plastičnost i mogu se valjati u čelične ploče, šipke, cevi itd. Čelici Q255 i Q275 mogu se valjati u profili, čelične ploče itd.

Visokokvalitetni ugljenični konstrukcioni čelik: Oznaka čelika izražava se u desetinama hiljada delova prosečne mase ugljenika, npr. 20#, 45# itd. Oznaka 20# znači sadržaj C: 0,20% (20/10 000).

Glavno se koristi za proizvodnju različitih mašinskih delova.

Ugljenični alatni čelik: Oznaka čelika izražava se preko prosečne mase ugljenika i počinje slovom T, npr. T9, T12 itd. Oznaka T9 znači sadržaj C: 0,9% (9 delova na hiljadu).

Glavno se koristi za proizvodnju različitih alata za rezanje, merne alate, kalupe itd.

Liveni čelik: Oznaka livenog čelika počinje prefiksom ZG pre broja, a broj predstavlja prosečnu maseni udeo u čeliku (izražen u desetinama hiljada). Na primer, ZG25 znači sadržaj C: 0,25%.

Upotreba: Glavno se koristi za proizvodnju delova složenog oblika koji zahtevaju određenu čvrstoću, plastičnost i žilavost, kao što su zupčanici, spojnice itd.

Konvencionalna toplotna obrada ugljeničnog čelika

ožiljavanje

Čelik se zagreva na odgovarajuću temperaturu, zadržava na toj temperaturi određeno vreme, a zatim polako hladi (hladjenje u peći) kako bi se postupak toplotne obrade približio ravnotežnom stanju strukture.

Potpuno ožiljavanje, izotermičko ožiljavanje, sferoidizacijsko ožiljavanje, difuziono ožiljavanje, ožiljavanje sa smanjenjem napona

Normalizacija

Proces toplotne obrade podrazumeva zagrevanje čeličnih delova na temperaturu 30–50 °C iznad AC3 i Acm, zadržavanje na toj temperaturi odgovarajuće vreme i hlađenje na vazduhu kako bi se dobila perlitna struktura.

Kaljenje

Postupak termičke obrade pri kojem se čelični delovi zagrevaju 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 uslovima stvaranja. Što su manja austenitna zrna, finija je martenzitna struktura.

Ožiljavanje

Nakon kaljenja čeličnih delova, kako bi se eliminsalo unutrašnje naprezanje i postigle potrebne osobine, delovi se zagrevaju na određenu temperaturu ispod AC1, zadržavaju se na toj temperaturi određeno vreme, a zatim hladе do sobne temperature.

legirani čelik

Čelik koji se dobija dodavanjem jednog ili više legirajućih elemenata ugljeničnom čeliku naziva se legirani čelik.

Klasifikacija legiranih čelika

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

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

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

Nerđajući čelik

Vrsta čelika koja poseduje visoku otpornost na koroziju u atmosferi i u opštim korozivnim sredinama.

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