Koolstof staal dele
Koolstofstaal is 'n staal met 'n koolstofinhoud van ongeveer 0,05 tot 3,8 persent per gewig.Die definisie van koolstofstaal van die American Iron and Steel Institute (AISI) lui:
1. geen minimum inhoud word gespesifiseer of vereis vir chroom, kobalt, molibdeen, nikkel, niobium, titanium, wolfram, vanadium, sirkonium of enige ander element wat bygevoeg moet word om 'n gewenste legeringseffek te verkry nie;
2. die gespesifiseerde minimum vir koper nie 0,40 persent oorskry nie;
3. of die maksimum inhoud gespesifiseer vir enige van die volgende elemente nie die persentasies wat aangeteken is oorskry nie: mangaan 1,65 persent;silikon 0,60 persent;koper 0,60 persent.
Die term koolstofstaal kan ook gebruik word met verwysing na staal wat nie vlekvrye staal is nie;in hierdie gebruik kan koolstofstaal allooistaal insluit.Hoëkoolstofstaal het baie verskillende gebruike soos freesmasjiene, snygereedskap (soos beitels) en hoësterkte drade.Hierdie toepassings vereis 'n baie fyner mikrostruktuur, wat die taaiheid verbeter.
Soos die koolstofpersentasie-inhoud styg, het staal die vermoë om harder en sterker te word deur hittebehandeling;dit word egter minder rekbaar.Ongeag die hittebehandeling, verminder 'n hoër koolstofinhoud die sweisbaarheid.In koolstofstaal verlaag die hoër koolstofinhoud die smeltpunt.
Die doel van hittebehandeling van koolstofstaal is om die meganiese eienskappe van staal te verander, gewoonlik rekbaarheid, hardheid, opbrengssterkte of impakweerstand.Let daarop dat die elektriese en termiese geleidingsvermoë slegs effens verander word.Soos met die meeste versterkingstegnieke vir staal, word Young se modulus (elastisiteit) onaangeraak.Alle behandelings van staal verhandel rekbaarheid vir verhoogde sterkte en omgekeerd.Yster het 'n hoër oplosbaarheid vir koolstof in die austenietfase;daarom begin alle hittebehandelings, behalwe sferoidisering en prosesgloeiing, deur die staal te verhit tot 'n temperatuur waarteen die austenitiese fase kan bestaan.Die staal word dan geblus (hitte onttrek) teen 'n matige tot lae tempo wat toelaat dat koolstof uit die austeniet diffundeer wat yster-karbied (sementiet) vorm en ferriet verlaat, of teen 'n hoë tempo, wat die koolstof in die yster vasvang en dus martensiet vorm .Die tempo waarteen die staal deur die eutektoïede temperatuur (ongeveer 727 °C) afgekoel word, beïnvloed die tempo waarteen koolstof uit austeniet diffundeer en sementiet vorm.Oor die algemeen sal vinnige afkoeling ysterkarbied fyn versprei laat en 'n fynkorrelige perliet produseer en stadig afkoel sal 'n growwer perliet gee.Verkoeling van 'n hipoeutektoïede staal (minder as 0.77 gew.% C) lei tot 'n lamellêre-perlitiese struktuur van ysterkarbiedlae met α-ferriet (byna suiwer yster) tussenin.As dit hipereutektoïede staal is (meer as 0.77 gew.% C) dan is die struktuur vol perliet met klein korrels (groter as die perlietlamella) sementiet wat op die korrelgrense gevorm word.'n Eutektoïede staal (0.77% koolstof) sal 'n perlietstruktuur regdeur die korrels hê met geen sementiet by die grense nie.Die relatiewe hoeveelhede bestanddele word gevind deur die hefboomreël te gebruik.Die volgende is 'n lys van die tipes hittebehandelings wat moontlik is.
Allooistaal is staal wat met 'n verskeidenheid elemente in totale hoeveelhede tussen 1,0% en 50% per gewig gelegeer is om sy meganiese eienskappe te verbeter.Allooistaal word in twee groepe opgedeel: lae-legeringsstaal en hoëlegeringsstaal.Die verskil tussen die twee word betwis.Smith en Hashemi definieer die verskil op 4,0%, terwyl Degarmo, et al., dit definieer op 8,0%.Mees algemeen verwys die frase "legeringsstaal" na lae-legeringsstaal.
Streng gesproke is elke staal 'n legering, maar nie alle staal word "legeringsstaal" genoem nie.Die eenvoudigste staalsoorte is yster (Fe) wat met koolstof (C) gelegeer is (ongeveer 0,1% tot 1%, afhangend van tipe).Die term "legeringsstaal" is egter die standaardterm wat verwys na staal met ander legeringselemente wat doelbewus bykomend tot die koolstof bygevoeg is.Algemene legerings sluit in mangaan (die mees algemene een), nikkel, chroom, molibdeen, vanadium, silikon en boor.Minder algemene legerings sluit in aluminium, kobalt, koper, serium, niobium, titanium, wolfram, tin, sink, lood en sirkonium.
Die volgende is 'n reeks verbeterde eienskappe in legeringstaal (in vergelyking met koolstofstaal): sterkte, hardheid, taaiheid, slytasieweerstand, korrosiebestandheid, verhardbaarheid en warmhardheid.Om sommige van hierdie verbeterde eienskappe te bereik, kan die metaal hittebehandeling vereis.
Sommige hiervan vind gebruike in eksotiese en hoogs veeleisende toepassings, soos in die turbinelemme van straalenjins, en in kernreaktors.As gevolg van die ferromagnetiese eienskappe van yster vind sommige staallegerings belangrike toepassings waar hul reaksies op magnetisme baie belangrik is, insluitend in elektriese motors en in transformators.
Sferoidisering
Sferoïdiet vorm wanneer koolstofstaal vir meer as 30 uur tot ongeveer 700 °C verhit word.Sferoïdiet kan by laer temperature vorm, maar die tyd wat nodig is neem drasties toe, aangesien dit 'n diffusie-beheerde proses is.Die resultaat is 'n struktuur van stafies of sfere van sementiet binne primêre struktuur (ferriet of perliet, afhangende van watter kant van die eutektoïed jy is).Die doel is om hoër koolstofstaal te versag en meer vormbaarheid toe te laat.Dit is die sagste en mees buigbare vorm van staal.
Volle uitgloeiing
Koolstofstaal word verhit tot ongeveer 40 °C bo Ac3 of Acm vir 1 uur;dit verseker dat al die ferriet in austeniet omskep (alhoewel sementiet nog kan bestaan as die koolstofinhoud groter is as die eutektoïed).Die staal moet dan stadig afgekoel word, in die gebied van 20 °C (36 °F) per uur.Gewoonlik is dit net oond afgekoel, waar die oond afgeskakel word met die staal nog binne.Dit lei tot 'n growwe pêrelietiese struktuur, wat beteken dat die "bande" van perliet dik is.Ten volle uitgegloeide staal is sag en rekbaar, met geen interne spannings nie, wat dikwels nodig is vir koste-effektiewe vorming.Slegs sferoïdale staal is sagter en meer rekbaar.
Proses uitgloeiing
'n Proses wat gebruik word om spanning te verlig in 'n koudverwerkte koolstofstaal met minder as 0,3% C. Die staal word gewoonlik vir 1 uur tot 550–650 °C verhit, maar soms temperature so hoog as 700 °C.Die beeld regs [verduideliking benodig] toon die area waar prosesgloeiing plaasvind.
Isotermiese uitgloeiing
Dit is 'n proses waarin hipoeutektoïede staal bo die boonste kritieke temperatuur verhit word.Hierdie temperatuur word vir 'n tyd gehandhaaf en dan verlaag tot onder die laer kritieke temperatuur en word weer gehandhaaf.Dit word dan tot kamertemperatuur afgekoel.Hierdie metode skakel enige temperatuurgradiënt uit.
Normalisering
Koolstofstaal word verhit tot ongeveer 55 °C bo Ac3 of Acm vir 1 uur;dit verseker dat die staal heeltemal na austeniet verander.Die staal word dan lugverkoel, wat 'n afkoeltempo van ongeveer 38 °C (100 °F) per minuut is.Dit lei tot 'n fyn pêrelietiese struktuur en 'n meer eenvormige struktuur.Genormaliseerde staal het 'n hoër sterkte as uitgegloeide staal;dit het 'n relatief hoë sterkte en hardheid.
Uitblus
Koolstofstaal met ten minste 0.4 gew.% C word verhit tot normaliserende temperature en dan vinnig afgekoel (geblus) in water, pekelwater of olie tot die kritieke temperatuur.Die kritieke temperatuur is afhanklik van die koolstofinhoud, maar is as 'n algemene reël laer namate die koolstofinhoud toeneem.Dit lei tot 'n martensietiese struktuur;'n vorm van staal wat 'n oorversadigde koolstofinhoud in 'n vervormde liggaamsgesentreerde kubieke (BCC) kristallyne struktuur besit, behoorlik genoem liggaamsgesentreerde tetragonale (BCT), met baie interne spanning.Geblusstaal is dus uiters hard, maar bros, gewoonlik te bros vir praktiese doeleindes.Hierdie interne spannings kan spanningskrake op die oppervlak veroorsaak.Geblusstaal is ongeveer drie keer harder (vier met meer koolstof) as genormaliseerde staal.
Martempering (marquenching)
Martempering is nie eintlik 'n tempereringsprosedure nie, vandaar die term marquenching.Dit is 'n vorm van isotermiese hittebehandeling wat toegepas word na 'n aanvanklike blus, tipies in 'n gesmelte soutbad, by 'n temperatuur net bo die "martensiet-begintemperatuur".By hierdie temperatuur word oorblywende spanning binne die materiaal verlig en 'n mate van bainiet kan gevorm word uit die behoue austeniet wat nie tyd gehad het om in iets anders te transformeer nie.In die industrie is dit 'n proses wat gebruik word om die rekbaarheid en hardheid van 'n materiaal te beheer.Met langer marquesing neem die rekbaarheid toe met 'n minimale verlies in sterkte;die staal word in hierdie oplossing gehou totdat die binne- en buitetemperature van die onderdeel gelyk is.Dan word die staal teen 'n matige spoed afgekoel om die temperatuurgradiënt minimaal te hou.Hierdie proses verminder nie net interne spannings en spanningskrake nie, maar dit verhoog ook die impakweerstand.
Tempering
Dit is die mees algemene hittebehandeling wat teëgekom word, omdat die finale eienskappe presies bepaal kan word deur die temperatuur en tyd van die temperering.Tempering behels die herverhitting van gebluste staal tot 'n temperatuur onder die eutektoïede temperatuur en dan afkoel.Die verhoogde temperatuur laat baie klein hoeveelhede sferoïdiet vorm, wat rekbaarheid herstel, maar hardheid verminder.Werklike temperature en tye word noukeurig vir elke samestelling gekies.
Austempering
Die uittemperingsproses is dieselfde as martempering, behalwe dat die blus onderbreek word en die staal by temperature tussen 205 °C en 540 °C in die gesmelte soutbad gehou word, en dan teen 'n matige tempo afgekoel word.Die resulterende staal, genaamd bainiet, produseer 'n naaldvormige mikrostruktuur in die staal wat groot sterkte (maar minder as martensiet), groter rekbaarheid, hoër slagweerstand en minder vervorming as martensietstaal het.Die nadeel van austempering is dat dit slegs op 'n paar staalsoorte gebruik kan word, en dit vereis 'n spesiale soutbad.
Koolstofstaal cnc
draaibus vir as
Koolstofstaal cnc
bewerking van swart anodisering
Bosdele met
verswartingsbehandeling
Koolstofstaal draai
dele met seskantstaaf
Koolstof staal
DIN ratkas dele
Koolstof staal
smee van bewerkingsonderdele
Koolstofstaal cnc
draaiende dele met fosfatering
Bosdele met
verswartingsbehandeling
