Oglekļa tērauda detaļas
Oglekļa tērauds ir tērauds ar oglekļa saturu no aptuveni 0,05 līdz 3,8 svara procentiem.Amerikas Dzelzs un tērauda institūta (AISI) oglekļa tērauda definīcijā teikts:
1. nav noteikts vai prasīts minimālais hroma, kobalta, molibdēna, niķeļa, niobija, titāna, volframa, vanādija, cirkonija vai jebkura cita elementa saturs, kas jāpievieno, lai iegūtu vēlamo sakausējuma efektu;
2. noteiktais minimums varam nepārsniedz 0,40 procentus;
3. vai noteiktais maksimālais saturs kādam no šiem elementiem nepārsniedz norādītos procentus: mangāns 1,65 procenti;silīcijs 0,60 procenti;varš 0,60 procenti.
Terminu oglekļa tērauds var lietot arī attiecībā uz tēraudu, kas nav nerūsējošais tērauds;šajā lietošanā oglekļa tērauds var ietvert leģētus tēraudus.Tēraudam ar augstu oglekļa saturu ir daudz dažādu lietojumu, piemēram, frēzmašīnās, griezējinstrumentos (piemēram, kaltos) un augstas stiprības stieplēs.Šiem lietojumiem ir nepieciešama daudz smalkāka mikrostruktūra, kas uzlabo stingrību.
Palielinoties oglekļa procentuālajam saturam, tērauds termiskās apstrādes rezultātā var kļūt cietāks un stiprāks;tomēr tas kļūst mazāk elastīgs.Neatkarīgi no termiskās apstrādes augstāks oglekļa saturs samazina metināmību.Oglekļa tēraudos augstāks oglekļa saturs pazemina kušanas temperatūru.
Oglekļa tērauda termiskās apstrādes mērķis ir mainīt tērauda mehāniskās īpašības, parasti elastību, cietību, tecēšanas robežu vai triecienizturību.Ņemiet vērā, ka elektriskā un siltuma vadītspēja ir tikai nedaudz mainīta.Tāpat kā lielākajā daļā tērauda stiprināšanas metožu, Janga modulis (elastība) netiek ietekmēts.Visas tērauda tirdzniecības elastības apstrādes metodes, lai palielinātu izturību un otrādi.Dzelzs austenīta fāzē ir augstāka oglekļa šķīdība;tāpēc visas termiskās apstrādes, izņemot sferoidizāciju un procesa atlaidināšanu, sākas ar tērauda karsēšanu līdz temperatūrai, kurā var pastāvēt austenīta fāze.Pēc tam tēraudu atdzesē (izvelk siltumu) mērenā vai zemā ātrumā, ļaujot ogleklim izkliedēt no austenīta, veidojot dzelzs karbīdu (cementītu) un atstājot ferītu, vai lielā ātrumā, aizturot oglekli dzelzs iekšienē, tādējādi veidojot martensītu. .Ātrums, ar kādu tērauds tiek atdzesēts caur eitektoīda temperatūru (apmēram 727 °C), ietekmē ātrumu, kādā ogleklis izkliedējas no austenīta un veido cementītu.Vispārīgi runājot, ātri atdzesējot, dzelzs karbīds būs smalki izkliedēts un veidojas smalkgraudains perlīts, savukārt lēna dzesēšana iegūs rupjāku perlītu.Hipoeutektoīda tērauda (mazāk nekā 0,77 masas % C) atdzesēšana rada dzelzs karbīda slāņu slāņveida perlīta struktūru, starp kurām ir α-ferīts (gandrīz tīrs dzelzs).Ja tas ir hipereutektoīds tērauds (vairāk nekā 0,77 masas% C), tad struktūra ir pilns perlīts ar maziem cementīta graudiņiem (lielākiem par perlīta lameli), kas veidojas uz graudu robežām.Eitektoīdajam tēraudam (0,77% oglekļa) būs perlīta struktūra visos graudos bez cementīta robežām.Sastāvdaļu relatīvo daudzumu nosaka, izmantojot sviras noteikumu.Tālāk ir sniegts iespējamo termiskās apstrādes veidu saraksts.
Leģētais tērauds ir tērauds, kas ir leģēts ar dažādiem elementiem, kuru kopējais daudzums ir no 1,0% līdz 50% no svara, lai uzlabotu tā mehāniskās īpašības.Leģētos tēraudus iedala divās grupās: mazleģētais tērauds un augsts leģētais tērauds.Atšķirība starp abiem tiek apstrīdēta.Smits un Hašemi definē atšķirību 4,0%, bet Degarmo et al. to definē 8,0%.Visbiežāk frāze "leģētais tērauds" attiecas uz mazleģētiem tēraudiem.
Stingri sakot, katrs tērauds ir sakausējums, bet ne visus tēraudus sauc par "leģētajiem tēraudiem".Vienkāršākie tēraudi ir dzelzs (Fe), kas leģēts ar oglekli (C) (apmēram no 0,1% līdz 1%, atkarībā no veida).Tomēr termins "leģētais tērauds" ir standarta termins, kas attiecas uz tēraudiem, kuriem papildus ogleklim ir apzināti pievienoti citi leģējošie elementi.Parastie sakausējumi ir mangāns (visizplatītākais), niķelis, hroms, molibdēns, vanādijs, silīcijs un bors.Retāk sastopamie sakausējumi ir alumīnijs, kobalts, varš, cērijs, niobijs, titāns, volframs, alva, cinks, svins un cirkonijs.
Tālāk ir sniegta virkne uzlaboto īpašību leģētajiem tēraudiem (salīdzinājumā ar oglekļa tēraudiem): izturība, cietība, stingrība, nodilumizturība, izturība pret koroziju, rūdāmība un karstā cietība.Lai sasniegtu dažas no šīm uzlabotajām īpašībām, metālam var būt nepieciešama termiskā apstrāde.
Dažus no tiem var izmantot eksotiskos un ļoti prasīgos lietojumos, piemēram, reaktīvo dzinēju turbīnu lāpstiņās un kodolreaktoros.Dzelzs feromagnētisko īpašību dēļ dažiem tērauda sakausējumiem ir svarīgi pielietojumi, kur to reakcija uz magnētismu ir ļoti svarīga, tostarp elektromotoros un transformatoros.
Sferoidizācija
Sferoidīts veidojas, kad oglekļa tēraudu karsē līdz aptuveni 700 °C vairāk nekā 30 stundas.Sferoidīts var veidoties zemākā temperatūrā, bet nepieciešamais laiks krasi palielinās, jo tas ir difūzijas kontrolēts process.Rezultāts ir cementīta stieņu vai sfēru struktūra primārajā struktūrā (ferīts vai perlīts atkarībā no tā, kurā eitektoīda pusē atrodaties).Mērķis ir mīkstināt augstāka oglekļa satura tēraudus un nodrošināt lielāku formējamību.Šī ir mīkstākā un elastīgākā tērauda forma.
Pilnīga atkausēšana
Oglekļa tēraudu karsē līdz aptuveni 40 °C virs Ac3 vai Acm 1 stundu;tas nodrošina, ka viss ferīts pārvēršas austenītā (lai gan cementīts joprojām var pastāvēt, ja oglekļa saturs ir lielāks par eitektoīdu).Pēc tam tērauds lēnām jāatdzesē 20 °C (36 °F) stundā.Parasti to atdzesē tikai krāsnī, kur krāsns tiek izslēgta ar tēraudu, kas joprojām atrodas iekšā.Tā rezultātā veidojas rupja perlīta struktūra, kas nozīmē, ka perlīta "joslas" ir biezas.Pilnībā atkvēlināts tērauds ir mīksts un elastīgs, bez iekšējiem spriegumiem, kas bieži vien ir nepieciešami rentablai formēšanai.Tikai sferoidizēts tērauds ir mīkstāks un elastīgāks.
Procesa atkausēšana
Process, ko izmanto, lai mazinātu spriedzi auksti apstrādātā oglekļa tēraudā, kura temperatūra ir mazāka par 0,3% C. Tēraudu parasti karsē līdz 550–650 °C 1 stundu, bet dažreiz pat līdz 700 °C.Attēls pa labi [nepieciešams precizējums] parāda apgabalu, kurā notiek procesa atkausēšana.
Izotermiskā atkausēšana
Tas ir process, kurā hipoeutektoīdais tērauds tiek uzkarsēts virs augšējās kritiskās temperatūras.Šo temperatūru kādu laiku uztur, pēc tam samazina līdz zemākajai kritiskajai temperatūrai un atkal saglabā.Pēc tam to atdzesē līdz istabas temperatūrai.Šī metode novērš jebkādu temperatūras gradientu.
Normalizēšana
Oglekļa tēraudu karsē līdz aptuveni 55 °C virs Ac3 vai Acm 1 stundu;tas nodrošina, ka tērauds pilnībā pārvēršas austenītā.Pēc tam tēraudu atdzesē ar gaisu, kas ir aptuveni 38 °C (100 °F) minūtē.Tā rezultātā tiek iegūta smalka perlīta struktūra un vienmērīgāka struktūra.Normalizētam tēraudam ir lielāka izturība nekā rūdītam tēraudam;tai ir salīdzinoši augsta izturība un cietība.
Rūdīšana
Oglekļa tēraudu ar vismaz 0,4 masas% C karsē līdz normalizējošai temperatūrai un pēc tam ātri atdzesē (atdzesē) ūdenī, sālījumā vai eļļā līdz kritiskajai temperatūrai.Kritiskā temperatūra ir atkarīga no oglekļa satura, bet parasti tā ir zemāka, jo oglekļa saturs palielinās.Tā rezultātā veidojas martensīta struktūra;tērauda forma, kam piemīt pārsātināta oglekļa saturs deformētā, uz ķermeni centrētā kubiskā (BCC) kristāliskā struktūrā, ko pareizi sauc par ķermeni centrētu tetragonālu (BCT), ar lielu iekšējo spriegumu.Tādējādi rūdīts tērauds ir ārkārtīgi ciets, bet trausls, parasti pārāk trausls praktiskiem nolūkiem.Šie iekšējie spriegumi var izraisīt sprieguma plaisas uz virsmas.Rūdīts tērauds ir aptuveni trīs reizes cietāks (četras ar vairāk oglekļa) nekā normalizēts tērauds.
Martemperēšana (marquenching)
Atlaidināšana patiesībā nav rūdīšanas procedūra, tāpēc termins marquenching.Tas ir izotermiskas termiskās apstrādes veids, ko izmanto pēc sākotnējās dzesēšanas, parasti izkausētā sāls vannā, temperatūrā, kas ir tieši virs "martensīta sākuma temperatūras".Šajā temperatūrā paliekošie spriegumi materiālā tiek atbrīvoti, un no saglabātā austenīta var veidoties neliels bainīts, kam nebija laika pārveidoties ne par ko citu.Rūpniecībā šis ir process, ko izmanto, lai kontrolētu materiāla elastību un cietību.Ar ilgāku marķēšanu elastība palielinās ar minimālu stiprības zudumu;tērauds tiek turēts šajā šķīdumā, līdz detaļas iekšējā un ārējā temperatūra izlīdzinās.Pēc tam tēraudu atdzesē ar mērenu ātrumu, lai temperatūras gradients būtu minimāls.Šis process ne tikai samazina iekšējos spriegumus un spriegumu plaisas, bet arī palielina triecienizturību.
Rūdīšana
Šī ir visizplatītākā termiskā apstrāde, jo galīgās īpašības var precīzi noteikt pēc rūdīšanas temperatūras un laika.Rūdīšana ietver rūdīta tērauda uzsildīšanu līdz temperatūrai, kas zemāka par eitektoīda temperatūru, pēc tam atdzesē.Paaugstināta temperatūra ļauj veidoties ļoti mazam sferoidīta daudzumam, kas atjauno elastību, bet samazina cietību.Katrai kompozīcijai rūpīgi tiek izvēlēta faktiskā temperatūra un laiks.
Austempering
Austemperēšanas process ir tāds pats kā atkārtota rūdīšana, izņemot to, ka dzesēšana tiek pārtraukta un tērauds tiek turēts izkausētā sāls vannā temperatūrā no 205 °C līdz 540 °C, un pēc tam atdzesēts ar mērenu ātrumu.Iegūtais tērauds, ko sauc par bainītu, rada tēraudā adatveida mikrostruktūru, kurai ir liela izturība (bet mazāka par martensītu), lielāka elastība, lielāka triecienizturība un mazāki kropļojumi nekā martensīta tēraudam.Austemperēšanas trūkums ir tas, ka to var izmantot tikai dažiem tēraudiem, un tai ir nepieciešama īpaša sāls vanna.
Oglekļa tērauds cnc
pagrieziena bukse vārpstai
Oglekļa tērauds cnc
apstrāde melnā anodēšana
Krūmu daļas ar
melnošanas ārstēšana
Oglekļa tērauda virpošana
daļas ar sešstūra stieni
Oglekļa tērauds
DIN zobratu daļas
Oglekļa tērauds
kalšanas apstrādes daļas
Oglekļa tērauds cnc
virpošanas daļas ar fosfatēšanu
Krūmu daļas ar
melnošanas ārstēšana
