Кіші көліктер, жоғары стандарттар. Біздің шуақты проTOTYPE қызметі табиғатты тексеру процессін жылдамдаған және оңайластырады —
EN
Болат қандай металдан тұрады? Сорттарды ашу және қымбатқа түсетін қателерден аулақ болу
Болатта қандай металл бар?
Болат негізінен темір (Fe) және көміртегі (C) қоспасынан тұрады. Маркасына қарай оның құрамында марганец, хром, никель, молибден, ванадий және басқа элементтер де аздап болуы мүмкін.
Болат темірден басталады
Егер сіз болатта қандай металл бар екендігін сұрасаңыз, қысқаша жауап — темір. Дәлірек айтқанда, болат — темір негізіндегі қоспа, яғни таза бір металл емес. Britannica болатты темір мен көміртегінің қоспасы ретінде анықтайды, мұнда көміртегінің мөлшері шамамен 2 пайызға дейін болады. Осы аз мөлшердегі көміртегі темірді үлкен өзгеріске ұшыратады, сондықтан болат таза темірге қарағанда құрылыс, өнеркәсіп және күнделікті қолданыста әлдеқайда пайдалы болып табылады.
Болат әрқашан темірден басталады, бірақ оның дәл құрамы маркасына қарай өзгереді.
Болат — таза темір емес, қоспа
Бұл жерде көптеген адамдар қателеседі. Олар болаттың ішінен мыс немесе алюминий сияқты бір ғана металлды іздейді. Бірақ олай емес. Болаттағы негізгі металл — темір, ал болаттың өзін анықтайтын негізгі қосылатын элемент — көміртегі. Басқа элементтер де қажетті қасиеттерді өзгерту мақсатында мақсатты түрде қосылуы мүмкін. Техникалық терминдерде оларды қоспалы элементтер деп атайды. Шикізат пен өңдеу кезінде қалып қойған аз мөлшердегі қалдықтарды жиі қалдық элементтер деп атайды.
- Әрқашан болады: негізгі металл ретіндегі темір және бақыланатын мөлшерде көміртегі.
- Сортқа байланысты өзгереді: марганец, кремний, хром, никель, молибден, ванадий және фосфор немесе күкірт сияқты із қалдырған қалдықтар.
Сонымен, болаттағы негізгі металл қандай және қандай металл негізгі компонент болатта ма? Темір, әрқашан. Өзгеретіні — оны қоршаған қоспа. Xometry компаниясының материалдар бойынша нұсқаулықтарында да болаттың әртүрлі маркаларын бір-бірінен ажырататын негізгі фактор — олардың құрамы екендігі айтылады; сондықтан екі болат бір-біріне ұқсас көрінсе де, беріктік, дәнекерлену қабілеті, пішімделу қабілеті және коррозияға төзімділік сияқты қасиеттері әртүрлі болуы мүмкін. Нағыз жауаптар құрамының тізімінен басталады.
Болатта негізгі металл не?
Рецептік сипаттамалар — қарапайым жауаптың пайдалы бола бастайтын орны. Егер сіз барлық болат түрлерінде кездесетін негізгі металл туралы сұрасаңыз, жауап — темір. Көміртегі — анықтаушы қосылым, ал қалған химиялық құрам немесе қажетті қасиеттерді өзгерту үшін таңдалған, немесе қатаң бақыланатын қалдық ретінде қалдырылған.
Bailey Metal Processing және Diehl Steel компанияларының техникалық қорытындыларында болат темір мен көміртегінің қоспасы ретінде сипатталады; басқа элементтер белгілі қасиеттерді жақсарту үшін қосылады немесе ізінше өте аз мөлшерде кездеседі.
Болатта кездесетін негізгі құрамдық заттар
Темірді қаңқа ретінде елестетіңіз. Ол материалдың негізгі бөлігін құрайды және «барлық болаттардағы негізгі металл қандай?» деген сұраққа жауап береді. Көміртегі мөлшері аз болса да, оның әсері өте зор. Бейли көміртегінің болаттағы негізгі қатайту элементі екенін атап өтеді. болаттағы негізгі қатайту элементі аса төмен көміртекті болатта ол әдетте 0,002–0,007 пайыз шамасында болады. Қарапайым көміртекті болат пен жоғары беріктікке ие болатта (HSLA) оның минималды мөлшері шамамен 0,02 пайыз, ал қарапайым көміртекті маркаларда ол шамамен 0,95 пайызға дейін жетуі мүмкін.
Темір мен көміртегінен басқа, өндіріс орындары мақсатты түрде элементтерді қосуы мүмкін. Бұлар — қоспалық қосылыстар. Басқалары шикізат пен қалдық темірден толық алынып тасталмайды, сондықтан олар қалдық элементтер ретінде бақыланады. Басқаша айтқанда, болатта қандай негізгі металл кездеседі? Темір. Ал бір маркадан екіншісіне өту кезінде өзгеретіні — қолдаушы құрам.
Әрқашан қатысатын, опциялық және қалдық элементтер
Марганец пен кремний — коммерциялық болаттарға пайдалы қоспалар ретінде жиі қолданылатын мысалдар. Коррозияға төзімділік, қатайыту қабілеті, тозуға төзімділік немесе беріктік көрсеткіштерін арттыру үшін хром, никель, молибден және ванадий қосылуы мүмкін. Фосфор мен күкірт заттарына әдетте ұқыпты қарау жасалады, себебі олардың тіпті аз мөлшері де сынғыштық, тоқтылық, дәнекерлену қабілеті немесе өңделу қабілетін өзгертуі мүмкін.
| Құрылғы | Символ | Негізгі, қосылған немесе қалдық | Жалпы рөлі |
|---|---|---|---|
| Темір | Е | Негіз | Барлық болаттағы негізгі металл және матрица. Ол қорытпаның негізгі бөлігін құрайды. |
| Карбон | Ц | Қосылады | Анықтайтын қосылым. Қаттылық пен беріктікті арттырады. Типтік концентрация ауқымы: УЛК болатта шамамен 0,002–0,007%, ал қарапайым көміртекті болатта шамамен 0,95%-ға дейін. |
| Манган | Mn | Қосылады | Деоксидатор және күкіртті реттегіш. Беріктік пен қаттылықты арттырады. Типтік мазмұны шамамен 0,20–2,00% құрайды. |
| Силікон | Si | Қосылған немесе қалдық | Деоксидатор ретінде қолданылады. Беріктікті арттыруы мүмкін. Типтік мақсатты ең төменгі мәні шамамен 0,10%. |
| Хром | .cr | Қосылған немесе қалдық | Қаттылықты, қатайыту қабілетін, тозуға төзімділікті және коррозияға төзімділікті жақсартады. Мақсатты қосылмаған кезде типтік қалдық максимумы шамамен 0,15%. |
| Никель | Ni | Қосылған немесе қалдық | Беріктігін және қаттылығын арттырады, бірақ пластикалығын немесе төзімділігін көп шамада жоғалтпайды. Жиі кездесетін қалдық мөлшері шамамен 0,20%. |
| Молибден | Mo | Қосылған немесе қалдық | Қатайғыштылығын, төзімділігін және жоғары температурадағы беріктігін жақсартады. Жиі кездесетін қалдық мөлшері шамамен 0,06%. |
| Ванадий | V | Қосылады | Беріктікті, қаттылықты, тозуға төзімділікті және дән өлшемін реттеуді арттыратын микролегирлеуші элемент. Типтік қоспалар шамамен 0,01–0,10% құрайды. |
| Фосфор | P | Әдетте қалдық ретінде болады | Беріктікті және өңделгіштікті арттыруы мүмкін, бірақ сонымен қатар сусыздықты да арттырады. Типтік қалдық деңгейі шамамен 0,020%-дан төмен. |
| Сұлфур | S | Әдетте қалдық ретінде болады | Әдетте зиянды қоспа ретінде қарастырылады, бірақ еркін кесетін болаттарда өңделгіштікті жақсартуға көмектесуі мүмкін. Типтік коммерциялық деңгейі шамамен 0,012%. |
Осындай құрамды өзгерту — сыртқы ұқсастығына қарамастан, материалдардың әртүрлі әрекет етуінің себебі. Сондай-ақ, таза темір, шойын, коррозияға төзімді болат және цинкпен қапталған болат күнделікті сөйлесулерде жиі араласып кетуінің де себебі осы.
Болатта негізгі металл компоненті әлі де темір
Жарқыраған асүй шаңғысы, цинк-сұр кронштейн және ауыр қара қазан күнделікті сөйлеуде барлығы «болат» деп аталады. Осы қысқарту көптеген қателерге әкеледі. Егер сіз болатта негізгі металл компоненті қандай екенін сұрасаңыз, жауабы әлі де темір. Осындай негізгі металл тұзсыз болаттың астында да орналасқан, ал цинктелген болат — цинкпен қорғалған әдеттегі болат. Шойын — басқа темір-көміртегі тобына жатады және қалыпты болаттан өзгеше.
Болат пен таза темір және басқа ұқсас заттар
Таза темір — Fe элементі. Болат — LYAH Machining компаниясының айтуынша, құрамында бақыланатын көміртегі бар темір негізіндегі қорытпа, әдетте массасы бойынша шамамен 0,02%–2,1%. Бұл аз өзгеріс сияқты көрінуі мүмкін, бірақ ол басқа материал класын құру үшін жеткілікті шойын көміртің мөлшерін 2%–4% шамасында көтереді, сондықтан ол әртүрлі қасиетке ие болады және қалыпты болатқа қарағанда әдетте иілгішсіз болады. Шойыннан басқа, коррозияға төзімді болат та темірден басталады. Басқаша болатыны — хромның қосылуы, кемінде 10,5%, бұл коррозияға төзімділікті жақсартады. Цинктелген болаттың ішкі құрылымы өзгермейді. Оның бетіне цинк қабаты қосылады; бұл айырманы Avanti Engineering түсіндіреді.
Неге коррозияға төзімді болат, шойын және цинктелген болат әртүрлі?
| Материал | Базалық металл | Құрамдық айырмашылық | Қосымша элементтер немесе қабат | Адамдар неге оны болатпен шатастырады? |
|---|---|---|---|---|
| Таза темір | Темір | Негізінде Fe (темір), ал инженерлік темір-көміртегі қорытпасы емес | Жобалау бойынша қосымша элементтер жоқ | Адамдар жиі темір мен болатты бірдей мағынада қолданады |
| Стандартты болат | Темір | Темір мен бақыланатын көміртегі (шамамен 0,02%–2,1%) | Сортқа байланысты қосымша легирлеуші элементтер де кіруі мүмкін | Бұл көптеген басқа темір базалы материалдар үшін салыстыру нүктесі болып табылады |
| Нержавеющая болат | Темір | Әлі де болса да болат, бірақ коррозияға төзімділік үшін жеткілікті хром мөлшері бар | Хром, сонымен қатар кейде никель немесе басқа қоспалар | Оның жарқыраған беті адамдарға оның толығымен басқа металл екендігін ойлатады |
| Гальванайлы жұмыртқа | Темір негізіндегі болат негізі | Астындағы негізгі болат құрамы дәл сондай | Сыртқы жағында цинк қабығы | Беті әртүрлі көрінеді, сондықтан көптеген адамдар бұйымның барлығы цинктен жасалған деп есептейді |
| Құйма темір | Темір | Көміртегінің жоғары мөлшері — шамамен 2%–4% | Цинк қабығы жоқ; басқа темір-көміртегі теңдестігі | Ол темірді негізгі металл ретінде бөліседі, бірақ бұл қалыпты болатқа ұқсас емес |
Бір жылдам мифті тексеру көптеген қателерді түзетеді. Цинкпен қапталған болат — бұл әлі де цинк қабаты бар болат. Шойынсыз болаттың негізі әлі де темірден басталады. Шойын қалыпты болатқа тең емес, мәселесі олардың екеуі де темір-көміртекті материалдар болса да. Егер сіз «шойынсыз болаттағы негізгі металл қандай?» деген сұраққа ізденген болсаңыз, жауап әрқашан темір болып қалады. «Дамаск болатында қандай бағалы металл қолданылады?» деген іздену болат туралы басқа саланың сұрағынан туындайды, бірақ ең қауіпсіз дағды әрқашан бірдей: алдымен негізгі металды анықтаңыз, содан кейін қосымша элементтерге немесе беттік қаптамаларға назар аударыңыз. Ұқсас материалдарды бөліп қараңыз — сонда пайдалы үлгілер біршама анығырақ көрінеді: нақты болат отрядтарының сипаты көміртегі мен қоспалардың мөлшері өзгерген сайын өзгереді.
Құрамның болат түрлері бойынша өзгеруі қалай жүзеге асады
Балқытпалардың отбасылары шынымен химиялық отбасылар. Орталықта темір орналасады, бұл болса темірдің болатта негізгі элемент екендігіне жауап береді, бірақ осы темірдің айналасындағы қоспа өте көп өзгереді. Көміртегі мөлшері көтерілуі мүмкін. Хром қосылуы мүмкін. Никель, молибден, ванадий, марганец немесе кремний құрамға енуі мүмкін. Сондықтан екі болат да темір негізінде болса да, олардың дәнекерлеу, пішіндеу, қаттылық немесе коррозияға төзімділік сипаттары өте әртүрлі болуы мүмкін.
Егер сіз жеңіл болатта негізгі металл не екендігін немесе болат қорытпаларында негізгі металл не екендігін сұрасаңыз, жауап өзгермейді: бұл темір. Өзгеретіні — көміртегінің деңгейі мен қосылатын элементтердің мақсаты. Отбасылардың ауқымдары мен мысал ретіндегі маркалар Service Steel және Alliance Steel осы үлгіні анық көрсетуге көмектеседі.
Болат отбасылары арасында өзгеретіндер
| Болат тобы | Базалық металл | Салыстырмалы көміртегі деңгейі | Жиі қосылатын легирлеуші элементтер | Негізгі қасиетке әсер ету | Мысалы, маркалар |
|---|---|---|---|---|---|
| Жеңіл немесе төмен көміртегілі болат | Темір | Төмен, шамамен 0,04%–ден 0,30%-ға дейін | Әдетте шектеулі қоспалар, практикалық маркаларда жиі марганец пен кремний | Жақсы пішіндеу және дәнекерлеу қабілеті, бірақ орташа беріктік | A36, SAE 1008, SAE 1018 |
| Көп көміртегілі болат | Темір | Жоғары, орта және жоғары көміртегілі маркаларда 0,31%–ден 1,50%-ға дейін | Марганец кеңінен қолданылады; орта көміртегілі маркаларда шамамен 0,060%–дан 1,65%–ке дейін Mn болуы мүмкін | Жоғары қаттылық пен беріктік, бірақ өңдеу қиындығы жоғары және созылғыштығы төмен | 1045, 1055, 1060, 1075 |
| Легірленген болат | Темір | Айранылады | Хром, никель, молибден, кремний, марганец, мыс, титан, алюминий | Беріктікті, төзімділікті, өңдеу қабілетін, дәнекерлеу қабілетін немесе коррозияға төзімділікті реттейді | 4130, 4140, 4340, 8620 |
| Нержавеющая болат | Темір | Отбасына қарай өзгереді | Хром қажетті элемент болып табылады, жиі никельмен, кейде молибден, кремний, азот немесе көміртегінің концентрациясын реттеу арқылы | Коррозияға төзімділік; әртүрлі маркаларда пішіндеу қабілеті, тоқтылық немесе қаттылықта компромисс орын алады | 304, 316, 409, 430 |
| Қыршақ сталы | Темір | Жиі салыстырмалы түрде жоғары болады | Хром, вольфрам, молибден, ванадий және басқа күшті карбид түзетін элементтер | Созылуға төзімділік, ыстықта қаттылық, қырдың ұзақ уақыт ұстай алу қабілеті және жүктеме астында пішінін сақтау қабілеті | W1, A2, D2, M2, H13 |
Практикада бірнеше үлгілер маңызды. Төмен көміртекті болат құрамы қарапайым болғандықтан, оның иілу, штамптау және дәнекерлеу үшін ең ыңғайлы таңдау болып табылады. Көміртегінің мөлшерін көтерсеңіз, қаттылық пен беріктік артады, бірақ әдетте пішіндеудің оңайлығынан бас тартуға тура келеді. Күрделі легирлеуші қоспа қосылғанда болат әрі қарапайым, әрі арнайы болып табылады. Осы кезде маркалар бір-бірімен ауыстырылмайтын болып көрінеді.
Темірдің беткі қасиеттерін өзгертетін хромның болуы салдарынан, шойындық болат ерекше көрінеді. Оның астындағы металл әлі де темір, бірақ коррозияға төзімділігі настолько өзгеген, что көптеген сатып алушылар оның негізгі металы мүлде басқа екендігін ұғады. Осы жалған түсінікті түзету үшін тоқтап, бір сәт ойлануға құнды. Себебі шойындық болаттың негізі — басқа болат топтары сияқты, дәл сол негізгі металл.
Шойындық болат қандай металдан жасалған?
Егер сіз шойындық болат қандай металдан жасалғанын сұрасаңыз, онда негізгі металл әлі де темір. Шойындық болат — коррозияға төзімділікті жақсартатын, жұқа қорғаныш қабатын түзуге жеткілікті (минимум 10,5%) хромы бар темір негізіндегі қорытпа.
Неге шойындық болат темірден басталады?
Бұл бөлімді көптеген адамдар қате түсінеді. Шойындық болат — болатқа альтернативалық, темірсіз материал емес. Бұл әлі де болат, яғни негізгі металл ретінде темір сақталады. Көміртегі әлі де бақыланатын мөлшерде болады, ал хром қосылады, себебі ол беттің ортаға әсерін өзгертеді.
Осы беткі қасиеті тұрақты болаттың басқа материал сияқты сезілуіне себепші болады. « Outokumpu » түсіндірмесіне сәйкес, тұрақты болаттар коррозияға төзімді, өйткені хром тотығу ортасында жұқа пассивті қабат түзуге көмектеседі. Егер беті жеңіл зақымданса, бұл қабат қайтадан пассивтене алады. Қарапайым тілде айтқанда, хром темір негізіндегі қорытпаның қарапайым көміртекті болатқа қарағанда өзін әлдеқайда жақсы қорғауына көмектеседі. Бірақ бұл тұрақты болатты коррозияға толық төзімді етпейді, тек ережелерді радикалды түрде өзгертеді.
Тұрақты болатта қандай басқа металл бар?
Егер сіз тұрақты болатта қандай басқа металл бар екенін сұрасаңыз, шынайы жауап — бұл маркаға байланысты. Әртүрлі тұрақты болат отрядтары коррозияға төзімділік, пішіндеу қабілеті, дәнекерлену қабілеті, беріктік немесе қаттылық қасиеттерін арттыру үшін құрамды өзгертеді.
- Әрқашан темір негізіндегі: тұрақты болат темірден басталады. Сондықтан егер сіз «тұрақты болат темірден немесе басқа металдан жасалған ба?» деп сұрасаңыз, жауап — темір негізіндегі болат.
- Жиі қосылатын: хром қажетті элемент. Көптеген маркаларда никель де қолданылады. Кейбір маркалар өнімнің сапасын жақсарту үшін молибден, марганец немесе азот қосады.
- Отбасына қарай әртүрлі: ферритті маркалар негізінде темір-хром қорытпалары болып табылады, онда хромның мөлшері шамамен 10,5%–30%, ал көміртегінің мөлшері өте төмен. Аустенитті маркаларда жиі шамамен 16%–26% хром мен никель немесе марганец пен азот болады. Дуплекс маркаларында әдетте 22%–26% хром, 4%–7% никель, молибден және азот қолданылады. Мартенситті маркаларда қатайту үшін шамамен 10,5%–18% хром мен көміртегі қолданылады.
Нақты маркалар бұл ұғымды көрнекі етеді. Xometry компаниясы 304 және 316 маркаларын хром-никельді коррозияға төзімді болат ретінде көрсетеді; сонымен қатар 316 маркасында көптеген орталарда коррозияға төзімділікті арттыру үшін молибден қосылады.
Сондықтан қысқа жауап әлі де қарапайым: шойын — бұл әлі де темір негізінде жасалған, ал хром — оны «тот баспайтын» ететін қосылатын элемент. Содан кейін никель, молибден, марганец және азот әрбір марканы өз бағытына итермелейді. Осы қосылған элементтер — бұл тұрақты темірдің нағыз сипаты бастап шығатын жер.
Стальда қандай қорытпалық элементтер кездеседі?
Темір әлі де негізгі жұмысты атқарады, бірақ кішігірім қосылымдар — бір стальдың оңай дәнекерленуін, екіншісінің таза токарлауын, үшіншісінің коррозиялық ортада төзімділігін түсіндіреді. Егер сіз «стальға қандай элементтер қосылады және неге?» деген сұрақ қойсаңыз, қысқа жауап қарапайым: кейбір элементтер темір матрицасын нығайтады, кейбірлері коррозияға немесе жылуға төзімділікті жақсартады, кейбірлері өңдеу процесін жеңілдетеді, ал кейбірлері — бұл өндіріс орындары қатаң бақылауға алып отыратын қалдықтар.
Марганецтен ванадийге дейін түсінікті қазақша тілде
Стальда жиі кездесетін қоспалық элементтердің ішінде марганец, кремний, хром, никель, молибден және ванадий қайтадан қайтадан кездеседі. Олардың кең таратылған әсерлері мен фосфор мен күкірттен туындайтын компромисстік әсерлері Diehl Steel компаниясының құжаттарында жақсы түсіндірілген. Metal Zenith .
| Құрылғы | Символ | Әдетте мақсатты немесе қалдық ретінде | Сталь ішіндегі кең таратылған әсер |
|---|---|---|---|
| Карбон | Ц | Мақсатты | Беріктікті, қаттылықты және тозуға төзімділікті арттырады, бірақ әдетте пластикалықты, соққыға төзімділікті және өңделуге қабілеттілікті төмендетеді. |
| Манган | Mn | Әдетте мақсатты | Деоксидатор ретінде әрекет етеді және күкіртпен әрекеттеседі. Беріктікті, қаттылықты, қаттылану қабілетін, тозуға төзімділікті арттырады және штамптауға қабілеттілікті жақсартады. |
| Силікон | Si | Әдетте мақсатты | Негізінен деоксидатор және дегазатор ретінде қолданылады. Беріктікті және қаттылықты арттыруы мүмкін. |
| Хром | .cr | Әдетте мақсатты | Қаттылықты, қаттылану қабілетін, тозуға төзімділікті, соққыға төзімділікті, коррозияға төзімділікті және жоғары температурада тот басудан қорғануды жақсартады. |
| Никель | Ni | Әдетте мақсатты | Пластикалықты және соққыға төзімділікті көп төмендетпей-ақ беріктікті және қаттылықты арттырады. Сондай-ақ, ол сәйкес «шымыр» болат маркаларында коррозияға төзімділікті қолдайды. |
| Молибден | Mo | Әдетте мақсатты | Күштілікті, қаттылықты, қаттыланғыштықты және беріктікті арттырады. Сонымен қатар жоғары температурадағы беріктікті, ползучестьке (көтерілуге) төзімділікті, өңделгіштікті және коррозияға төзімділікті де жақсартады. |
| Ванадий | V | Әдетте мақсатты | Күштілікті, қаттылықты, тозуға төзімділікті және соққыға төзімділікті көтереді. Сонымен қатар дән өсуін бақылауға көмектеседі. |
| Фосфор | P | Әдетте қалдық ретінде болады | Күштілікті, қаттылықты және өңделгіштікті арттыруы мүмкін, бірақ сонымен қатар салқындауға қаттылықты (әсіресе салқындау кезіндегі қаттылықты) да арттырады. |
| Сұлфур | S | Әдетте қалдық ретінде болады, кейде мақсатты түрде қосылады. | Жиі оның дәнекерленгіштікке, эластиктілікке және соққыға төзімділікке зиянынан қолданысқа алынады. Еркін кесуші болаттарда өңделгіштікті жақсарту үшін қолданылуы мүмкін. |
Осы кесте сондай-ақ кең тараған сұраққа тікелей жауап береді: хром, никель және молибден болатта не істейді? Қарапайым ағылшын тілінде айтсақ, хром коррозияға төзімділікті және қаттылықты жақсартады, никель беріктікті арттырады, бірақ беріктіктің көп бөлігін жоғалтпайды, ал молибден қаттыланғыштықты, беріктікті және жоғары температурадағы қасиеттерді қолдайды.
Мұнда бір ескерту маңызды. Фосфор мен күкірт жиі қалдықтар ретінде бақыланатын элементтер болып табылады, ал хром, никель, молибден және ванадий көптеген маркаларда мақсатты қосылатын элементтер болып табылады. Қиындық осы белгілердің тек оқулықтарда ғана емес, сонымен қатар марка парақтарында, балқыту талдауының есептерінде және металлургиялық зауыттың сертификаттарында да кездесуінде. Бұл жағдайда материалды кесуге, дәнекерлеуге, пішімдеуге немесе сатып алуға дейін оның химиялық құрамын дұрыс оқу қажет.
Материалдың сертификатынан болат құрамын қалай оқу керек
Болаттың химиялық құрамы сізге ұсыныс, металлургиялық зауыттың сертификаты немесе түсетін бақылау актісі түрінде берілген кезде абстракттылықтан шығады. Осы кезде істің мәні болаттың темір негізінде екендігін білу емес, сіздің алдыңызда тұрған партияның келешектегі жұмысқа сәйкес көміртегі деңгейі мен қоспалы элементтерінің дұрыс болуын тексеру болып табылады.
Маркалар, балқыту талдауы және МТС-тің негізгі принциптері
Дәреже атаулары — бұл бірінші белгі, бірақ олардың барлығы химиялық құрамды бірдей түсіндірмейді. Econsteel компаниясының айтуынша, ASTM дәрежелері жиі стандартты көрсетеді, ал AISI және SAE төрттаңбалы дәрежелері құрамға тікелей қатыстырақ болуы мүмкін. Мысалы, SAE 1020 — бұл шамамен 0,20% көміртегісі бар қарапайым көміртекті болатты көрсетеді. Сондықтан, егер сіз болат дәрежесіндегі легирлеуші элементтерді қалай анықтауға болатынын білгіңіз келсе, дәреже белгілеуінен бастап, одан кейін сертификаттағы нақты химиялық құрамды растаңыз.
Егер сіз болат өндірісінің сертификатындағы жылулық талдау деген не екенін сұраған болсаңыз, жылулық талдау бұл балқытылған болаттан алынатын химиялық сынақ және ол белгілі бір жылу немесе партияға байланыстырылады. Материал сертификатын, жиі МТС (материалдық сертификат) деп атайды, осы ізденісті материал дәрежесі, өнім формасы, жылу нөмірі, химиялық құрам, механикалық қасиеттер, жылумен өңдеу, өндіріс маршруты, қолданылатын стандарттар және сертификаттау немесе қолтаңба сияқты өрістер арқылы сақтайды. Дәлірек тексеру үшін жиі EN 10204 Тип 3.1 және 3.2 сертификаттары көрсетіледі.
Қарапайым тексеру тіркесі
- Алдымен сынып белгілеуін оқыңыз. Ол негізінен химиялық құрамды, қасиеттерді немесе екеуін бірдей көрсететінін анықтаңыз.
- Жылу нөмірін немесе партия нөмірін табыңыз. Оны материалға түсірілген белгімен сәйкестендіріңіз, сонда құжаттар мен болат бірдей балқытуға қайтарылатындай болады.
- Химиялық құрам бөлімін ашыңыз. Темір негізіндегі сыныпты растаңыз, одан кейін көміртегі мен Mn, Cr, Ni немесе Mo сияқты негізгі элементтерді талап етілетін стандартқа сәйкес тексеріңіз.
- Келесі қадам — механикалық қасиеттер мен жылумен өңдеуді қарастыру. Химиялық құрам ғана болаттың талап етілетіндей түрленуін, дәнекерленуін немесе коррозияға төзімділігін қамтамасыз етпейді.
- Қажет болған жағдайда өнімдік талдау қолданыңыз. Lfinsteel бұл сынақ өңдеуден кейінгі соңғы құрамды растау үшін дайын өнімнен алынатынын түсіндіреді.
Бұл материалдың сертификатынан болат құрамын қалай оқу керектігіне деген тәжірибелік жауап. Осы элемент белгілері шынымен цехтағы әрекеттерді алдын ала болжайды. Олар рулон қандай жағдайда таза штампталатынын, иілген бөлшек қандай жағдайда тұрақты түрде дәнекерленетінін және жасалған бөлшек өндіріс жылдам қозғала бастаған кезде қандай жағдайда төзімді болатынын көрсетеді.
Болат құрамының автомобильдік штамптау бөлшектеріне әсері
Автомобильдік штамптау жұмыстарында болаттың химиялық құрамы тез арада өндірістік мәселе болып табылады. Темір әлі де негізгі металл болып табылады, бірақ көміртегі мен басқа легирлеуші элементтердің шағын өзгерістері парақтың қалай пішінделетінін, оның қаншалықты оңай дәнекерленетінін және жасалған бөлшектің қаншалықты тұрақты болатынын анықтайды. Шеберхана ескертеді, что тұрақты болатта шамамен 0,04% көміртегі және 0,25% марганец бар, ал темірдің үлесі әлі де шамамен 99,5%. Сол дерек көзі түсіндіреді, что легирлеуші элементтердің көбеюі әдетте беріктікті арттырады, пішінделгіштікті төмендетеді және дәнекерлеуге қиындықтар туғызады. Бұл болат құрамының автомобильдік штамптау бөлшектеріне әсер етуінің тәжірибелік негізі.
Басып шығарылатын автомобиль бөлшектері үшін болатты таңдау
Цехтағы шешімдер әдетте болат отрядынан басталады. Aranda Tooling металды басып шығару үшін көпшілікке белгілі опциялар ретінде көміртегі болатын, қоспалы болат және коррозияға төзімді болатты атап өтеді. Төмен көміртегі болат өңдеуге оңай болса, орташа және жоғары көміртегі дәрежелері көміртегі мөлшері артқан сайын тұрақтылыққа ие болады. Тереңірек пішімдеу үшін The Fabricator өте пішімделетін, қосымша терең созылуға арналған ультратөмен көміртегі интерстициалдық емес болаттарды көрсетеді. Коррозияға төзімділік маңызды болған жағдайда коррозияға төзімді болат тиімдірек болуы мүмкін, бірақ аустенитті коррозияға төзімді болат тез қатаяды, сондықтан пішімдеу әдісі дәрежеге сәйкес келуі керек.
Бөлшекке материалды іске асыру үшін сатып алушының тексеру тізімі
- Материалды таңдау: Дәрежені бөлшектің пішімдеу тереңдігіне, коррозияға ұшырауына және қосылу жоспарына сәйкестендіріңіз. Сызбада ұқсас көрінетін болат престе өте әртүрлі тәсілмен әрекет етуі мүмкін.
- Прототипті тексеру: Жобалауға дейін прототиптік бөлшектерді сынаңыз және таңдалған химиялық құрамның нақты қалыптау құралдарында пішімдеу, өлшемдік және дәнекерлеу талаптарын қанағаттандыра алатынын растаңыз.
- Процесс қабілеттілігі: Таңдалған материалды бөлшектің қажетті жұмыс істеу сапасын өзгертпей, тәжірибелік үлгіден тұрақты өндіріске көшіруге қатысты тұтынушыдан сұраңыз.
- Сапа құжаттамасы: Жеткізілген бөлшектерді көрсетілген болат маркасы мен өндіріс партиясына қайтарып қою мүмкіндігін қамтамасыз ететін ізделетін материалдық жазбаларды талап етіңіз.
Осы бақылау тізімі сыртқы өндірістік серіктесті көрсеткен кезде, Shaoyi ол өте маңызды ресурс болып табылады. Әлем бойынша 30-дан астам автокөлік брендінің сеніміне ие болған Shaoyi компаниясы кез келген өндіріс көлемі үшін дәлме-дәл инженерлік шешімдермен жасалған автокөліктерге арналған штамптау бөлшектерін ұсынады. Олардың IATF 16949 халықаралық стандартына сәйкес сертификатталған өндіріс процесі басқару рычагтары мен рамалар сияқты компоненттер үшін тәжірибелік үлгілерді жедел дайындаудан автоматтандырылған массалық өндіріске дейінгі барлық кезеңдерді қамтиды. Бұл қолдау қағазда таңдалған болаттың өндіріс сызығында қайталанатын штампталған бөлшектерге айналуы кезінде ерекше маңызға ие.
Болат қандай металдан жасалады? Жиі қойылатын сұрақтар
1. Болаттың негізгі құрамын қандай металл құрайды?
Темір болаттағы негізгі металл. Көміртегі — темірді болатқа айналдыратын негізгі қосылатын элемент, ал басқа қоспалар әртүрлі маркалардың қасиеттерін өзгерту үшін қосылуы мүмкін. Сондықтан болатты ең дұрысы — оны таза бір металл емес, темір негізіндегі қорытпа ретінде түсіну. Төмен көміртекті болат, қорытпалы болат, коррозияға төзімді болат және құралдық болат арасында химиялық құрам өзгерсе де, негізгі металл өзгеріссіз қалады.
2. Коррозияға төзімді болат темірден немесе басқа металдан жасалған ба?
Коррозияға төзімді болат әлі де негізінен темірден жасалады. Оның айырмашылығы — бетінің коррозияға төзімділігін арттыру үшін қорытпаға хром қосылуында. Көптеген коррозияға төзімді болат маркаларында формалану қабілетін, беріктігін немесе коррозияға төзімділігін дәл реттеу үшін никель, молибден, марганец немесе азот та қосылады. Сондықтан коррозияға төзімді болат — темірсіз ауыстырғыш емес. Бұл — сол темір негізінде құрылған, бірақ арнайы құрамы бар болат тобы.
3. Цинктелген болат коррозияға төзімді болатпен бірдей ме?
Жоқ. Гальванизацияланған болат пен шымыр болат қарапайым көміртекті болатқа қарағанда әлдеқайда жақсы тозуға төзімді, бірақ олар бұны әртүрлі жолдармен істейді. Гальванизацияланған болат — сыртында цинк қабаты бар стандартты болат. Шымыр болатта болат құрамына хром қосылуы арқасында өзінің құрылысы өзгереді. Қарапайым тілде айтсақ, гальванизацияланған болат беткі қорғануға сүйенеді, ал шымыр болаттың коррозияға төзімділігі оның бетінің астындағы болат құрамының химиялық қасиеттеріне негізделген.
4. Болатқа қандай элементтер жиі қосылады және олар не істейді?
Жиі қолданылатын болат қоспаларына марганец, кремний, хром, никель, молибден және ванадий кіреді. Марганец пен кремний жиі өңдеу мен беріктікті қолдайды. Хром қаттылық пен коррозияға төзімділікті жақсартуға көмектеседі. Никель беріктік пен тоқтамдылықты арттырады. Молибден қатайғыштықты және қиын жағдайлардағы жұмыс істеу сапасын қолдайды. Ванадий беріктік пен дән өлшемін реттеу үшін қолданылады. Көміртек жалпы алғанда ең маңызды қоспа болып табылады, себебі көміртектің тіпті аз өзгерістері қаттылыққа, пішімделуге және дәнекерленуге қатты әсер етеді.
5. Сатып алушылар болат құрамын штамптау немесе өңдеуден бұрын қалай тексереді?
Бағалау белгісінен бастаңыз, содан кейін оны дәлелдеме парағында көрсетілген жылу нөмірі мен химиялық құрамымен салыстырыңыз. Сіздің жұмысыңыз үшін ең маңызды элементтерді тексеріңіз: мысалы, пішімдеуге ыңғайлылық үшін көміртегі, коррозияға төзімділік үшін хром немесе беріктік үшін марганец. Көрінісін ғана бағалау жеткіліксіз. Автомобильдік штамптау бағдарламалары үшін өндірістік бақылауға ізделінетін материалдық жазбаларды байланыстыра алатын тәжірибелі тұтынушымен жұмыс істеу де пайдалы. Мысалы, Shaoyi компаниясы IATF 16949 сапа жүйесінің шеңберінде прототиптың қаралуынан бастап көлемді өндіріске дейінгі барлық кезеңдерді қолдауға қабілетті.