Сталева пластина

Це плоска сталь, яка відливається з розплавленої сталі та пресується після охолодження.
Він плоский, прямокутний і може бути безпосередньо прокатаний або нарізаний із широких сталевих смуг.
Сталева пластина поділяється за товщиною, тонка сталева пластина становить менше 4 мм (найтонша - 0,2 мм), середньої товщини сталевої пластини становить 4-60 мм, а особливо товста сталева пластина - 60-115 мм.
За типом прокату сталеві листи поділяють на гарячекатані та холоднокатані.
Ширина тонкої пластини 500~1500 мм; ширина товстого листа 600~3000 мм. Листи класифікуються за типом сталі, включаючи звичайну сталь, високоякісну сталь, леговану сталь, пружинну сталь, нержавіючу сталь, інструментальну сталь, жароміцну сталь, підшипникову сталь, кремнієву сталь і лист промислового чистого заліза тощо; Емальована пластина, куленепробивна пластина тощо. За поверхневим покриттям розрізняють оцинкований лист, луджений лист, свинцевий лист, пластикову композитну сталеву пластину тощо.
Низьколегована конструкційна сталь
(також відома як звичайна низьколегована сталь, HSLA)
1. Мета
В основному використовується у виробництві мостів, кораблів, транспортних засобів, котлів, посудин високого тиску, нафто- та газопроводів, великих сталевих конструкцій тощо.
2. Вимоги до виконання
(1) Висока міцність: зазвичай межа текучості вище 300 МПа.
(2) Висока в'язкість: відносне подовження має становити від 15% до 20%, а ударна в'язкість при кімнатній температурі перевищує 600 кДж/м до 800 кДж/м. Для великих зварних компонентів також необхідна висока в'язкість до руйнування.
(3) Хороші характеристики зварювання та холодного формування.
(4) Низька температура переходу холоднокрихкого.
(5) Хороша стійкість до корозії.
3. Характеристики інгредієнтів
(1) Низький вміст вуглецю: через високі вимоги до міцності, зварюваності та холодного формування вміст вуглецю не перевищує 0,20%.
(2) Додайте легуючі елементи на основі марганцю.
(3) Додавання допоміжних елементів, таких як ніобій, титан або ванадій: невелика кількість ніобію, титану або ванадію утворює дрібні карбіди або карбонітриди в сталі, що є корисним для отримання дрібних феритових зерен і підвищення міцності та в’язкості сталі.
Крім того, додавання невеликої кількості міді (≤0,4%) і фосфору (приблизно 0,1%) може покращити корозійну стійкість. Додавання невеликої кількості рідкоземельних елементів може десульфурувати та дегазувати, очищати сталь та покращувати міцність та продуктивність процесу.
4. Зазвичай використовується низьколегована конструкційна сталь
16Mn є найпоширенішим і найпродуктивнішим типом низьколегованої високоміцної сталі в моїй країні. Структура в стані використання – це дрібнозернистий ферит-перліт, його міцність приблизно на 20–30 % вища, ніж у звичайної вуглецевої конструкційної сталі Q235, а її стійкість до атмосферної корозії на 20–38 % вища.
Серед сталей середньої міцності найчастіше використовується сталь 15МнВН. Він має високу міцність, гарну в'язкість, зварюваність і в'язкість при низьких температурах і широко використовується у виробництві великих конструкцій, таких як мости, котли та кораблі.
Після того, як рівень міцності перевищує 500 МПа, феритові та перлітні структури важко відповідати вимогам, тому розроблено низьковуглецеву бейнітну сталь. Додавання Cr, Mo, Mn, B та інших елементів є корисним для отримання бейнітної структури в умовах повітряного охолодження, так що міцність є вищою, пластичність і продуктивність зварювання також кращі, і це в основному використовується в котлах високого тиску , посудини високого тиску тощо.
5. Характеристика термічної обробки
Цей тип сталі зазвичай використовується в гарячекатаному та повітряно-охолодженому стані і не потребує спеціальної термічної обробки. Мікроструктура в стані використання, як правило, ферит + сорбіт.
Легована цементована сталь
1. Мета
В основному використовується у виробництві трансмісій в автомобілях і тракторах, розподільних валів, поршневих пальців та інших деталей машин двигунів внутрішнього згоряння. Такі деталі зазнають сильного тертя і зношування під час роботи і при цьому витримують великі знакозмінні навантаження, особливо ударні.
2. Вимоги до виконання
(1) Поверхневий цементований шар має високу твердість, що забезпечує відмінну зносостійкість і стійкість до контактної втоми, а також відповідну пластичність і міцність.
(2) Ядро має високу в'язкість і достатньо високу міцність. При недостатній в'язкості сердечника він легко руйнується під дією ударного навантаження або перевантаження; при недостатній міцності крихкий науглерожений шар легко ламається і відшаровується.
(3) Хороша продуктивність процесу термічної обробки За високої температури цементації (900 ℃ ~ 950 ℃) зерна аустеніту нелегко вирощувати, і вони добре загартовуються.
3. Характеристики інгредієнтів
(1) Низький вміст вуглецю: вміст вуглецю зазвичай становить від 0,10% до 0,25%, так що серцевина деталі має достатню пластичність і міцність.
(2) Додайте легуючі елементи для покращення гарту: часто додають Cr, Ni, Mn, B тощо.
(3) Додайте елементи, які перешкоджають росту зерен аустеніту: головним чином додайте невелику кількість міцних карбідоутворюючих елементів Ti, V, W, Mo тощо для утворення стабільних карбідів сплаву.
4. Марка і сорт сталі
Цементована легована сталь 20Cr з низькою гарту. Цей тип сталі має низьку загартовуваність і низьку міцність серцевини.
20CrMnTi цементована легована сталь із середньою прогартованістю. Цей вид сталі має високу загартовуваність, низьку чутливість до перегріву, відносно рівномірний перехідний шар цементації, добрі механічні та технологічні властивості.
Цементована легована сталь 18Cr2Ni4WA та 20Cr2Ni4A з високою гартуваністю. Цей тип сталі містить більше елементів, таких як Cr і Ni, має високу загартовуваність, хорошу в'язкість і ударну в'язкість при низьких температурах.
5. Термічна обробка та властивості мікроструктури
Процес термічної обробки легованої цементованої сталі, як правило, є прямим гартуванням після науглерожування, а потім відпуском при низькій температурі. Після термічної обробки структура поверхневого навуглецьованого шару являє собою сплав цементит + загартований мартенсит + невелика кількість залишкового аустеніту, а твердість становить 60HRC ~ 62HRC. Структура серцевини пов’язана з прогартуваністю сталі та розміром поперечного перерізу деталей. Після повного загартування це низьковуглецевий загартований мартенсит із твердістю від 40HRC до 48HRC; в більшості випадків це троостит, відпущений мартенсит і невелика кількість заліза. Корпус елемента, твердість 25HRC ~ 40HRC. Жорсткість серця зазвичай перевищує 700 кДж/м2.
Легована загартована та відпущена сталь
1. Мета
Загартована та відпущена легована сталь широко використовується у виробництві різних важливих деталей автомобілів, тракторів, верстатів та інших машин, таких як шестерні, вали, шатуни, болти тощо.
2. Вимоги до виконання
Більшість загартованих і відпущених деталей несуть різноманітні робочі навантаження, ситуація напруги відносно складна, і необхідні високі комплексні механічні властивості, тобто висока міцність і хороша пластичність і в'язкість. Легована загартована і відпущена сталь також вимагає хорошої загартування. Однак умови напруги різних деталей різні, і вимоги до прогартовуваності різні.
3. Характеристики інгредієнтів
(1) Середній вміст вуглецю: вміст вуглецю зазвичай становить від 0,25% до 0,50%, здебільшого 0,4%;
(2) Додавання елементів Cr, Mn, Ni, Si тощо для покращення загартуваності: окрім покращення загартуваності, ці елементи сплаву також можуть утворювати феритовий сплав і покращувати міцність сталі. Наприклад, продуктивність сталі 40Cr після загартування та обробки набагато вища, ніж у сталі 45;
(3) Додайте елементи, щоб запобігти другому типу відпускної крихкості: легована загартована та відпущена сталь, що містить Ni, Cr і Mn, яка схильна до другого типу відпускної крихкості під час високотемпературного відпустки та повільного охолодження. Додавання Mo і W до сталі може запобігти другому типу крихкості відпуску, і його відповідний вміст становить приблизно 0,15%-0,30% Mo або 0,8%-1,2% W.
Порівняння властивостей сталі 45 і 40Cr після загартування і відпустки
Марка сталі та стан термічної обробки Розмір перетину/ мм sb/ МПа ss/МПа d5/ % y/% ak/кДж/м2
45 сталь 850 ℃ загартування водою, 550 ℃ відпустка f50 700 500 15 45 700
Сталь 40Cr 850 ℃ загартування в маслі, 570 ℃ відпуск f50 (сердечник) 850 670 16 58 1000
4. Марка і сорт сталі
(1) Загартована та відпущена сталь 40Cr із низькою загартованістю: критичний діаметр загартування в маслі цього типу сталі становить від 30 до 40 мм, який використовується для виготовлення важливих деталей загального розміру.
(2) 35CrMo загартована та відпущена сталь зі сплавом із середньою загартованістю: критичний діаметр загартування в маслі цього типу сталі становить від 40 до 60 мм. Додавання молібдену може не тільки поліпшити прогартовуваність, але й запобігти другому типу відпускної крихкості.
(3) 40CrNiMo загартована та відпущена сталь з високою загартованістю: критичний діаметр загартування в маслі цього типу сталі становить 60-100 мм, більшість з яких є хромонікелевою сталлю. Додавання відповідного молібдену до хромонікелевої сталі не тільки забезпечує гарну загартовуваність, але й усуває другий тип відпускної крихкості.
5. Термічна обробка та властивості мікроструктури
Остаточна термічна обробка легованої загартованої і відпущеної сталі - це загартування і високотемпературний відпуск (загартування і відпуск). Загартована та відпущена легована сталь має високу загартовуваність, і зазвичай використовується масло. Коли прогартовуваність є особливо високою, його можна навіть охолоджувати повітрям, що може зменшити дефекти термічної обробки.
Кінцеві властивості легованої загартованої і відпущеної сталі залежать від температури відпуску. Як правило, використовується загартування при 500 ℃-650 ℃. Вибираючи температуру відпуску, можна отримати необхідні властивості. Щоб запобігти другому типу крихкості відпуску, швидке охолодження (охолодження водою або охолодженням маслом) після відпустки є корисним для підвищення міцності.
Мікроструктура легованої загартованої та відпущеної сталі після звичайної термічної обробки є відпущеним сорбітом. Для деталей, для яких потрібна зносостійка поверхня (наприклад, зубчасті колеса і шпинделі), проводять загартування поверхні індукційним нагріванням і низькотемпературний відпуск, а структуру поверхні - відпущений мартенсит. Твердість поверхні може досягати 55HRC ~ 58HRC.
Межа текучості легованої загартованої та відпущеної сталі після загартування та відпустки становить близько 800 МПа, а ударна в’язкість становить 800 кДж/м2, а твердість серцевини може досягати 22HRC~25HRC. Якщо розмір поперечного перерізу великий і не загартований, продуктивність значно знижується.