دانش فولاد

I. خواص مکانیکی فولاد

1. نقطه تسلیم (σ S)
هنگامی که فولاد یا نمونه کشیده می شود، تنش از حد الاستیک فراتر می رود و حتی اگر فشار دیگر افزایش نیابد، فولاد یا نمونه به تغییر شکل پلاستیک آشکار ادامه می دهد. این پدیده تسلیم نامیده می شود و نقطه تسلیم حداقل مقدار تنش در هنگام وقوع تسلیم است. اگر Ps نیروی خارجی در نقطه تسلیم s و Fo سطح مقطع نمونه باشد، آنگاه نقطه تسلیم σ S = Ps/Fo (MPa) است.

2. قدرت تسلیم (σ 0.2)
نقطه تسلیم برخی از مواد فلزی چندان واضح نیست و اندازه گیری آنها آسان نیست. بنابراین، برای اندازه‌گیری ویژگی‌های تسلیم مواد، تصریح می‌شود که تغییر شکل پلاستیک باقیمانده دائمی تولیدکننده تنش برابر با یک مقدار خاص (معمولاً 2/0 درصد طول اولیه) است که به آن استحکام تسلیم شرطی یا مقاومت تسلیم می‌گویند. σ 0.2.
3. استحکام کششی (σ B)
حداکثر تنشی که یک ماده در طول کشش از ابتدا تا زمان شکستن به دست می آورد. نشان دهنده استحکام فولاد در برابر شکستگی است. مربوط به استحکام کششی استحکام فشاری، مقاومت خمشی و غیره است. سرب را به عنوان حداکثر نیروی کششی قبل از جدا شدن ماده و Fo را به عنوان سطح مقطع نمونه تنظیم کنید، سپس مقاومت کششی σ B= Pb/Fo ( MPa).
4. ازدیاد طول (δ S)
درصد کشیدگی پلاستیک یک ماده پس از شکستن به طول نمونه اولیه را ازدیاد طول یا ازدیاد طول می گویند.
5. نسبت تسلیم به قدرت (σ S/σ B)
نسبت نقطه تسلیم (مقاومت تسلیم) فولاد به استحکام کششی را نسبت استحکام تسلیم می گویند. هر چه نسبت تسلیم به مقاومت بیشتر باشد، قابلیت اطمینان قطعات سازه بالاتر است. نسبت تسلیم به استحکام فولاد کربنی 0.6-0.65، فولاد ساختاری کم آلیاژ 0.65-0.75 و فولاد ساختاری آلیاژی 0.84-0.86 است.
6. سختی
سختی نشان دهنده مقاومت ماده در برابر فشار دادن اجسام پیچیده به سطح آن است. این یکی از شاخص های عملکرد حیاتی مواد فلزی است. هرچه سختی عمومی بالاتر باشد، مقاومت در برابر سایش بهتر است. معمولاً از شاخص های سختی استفاده می شود سختی برینل، سختی راکول و سختی ویکرز.
1) سختی برینل (HB)
گلوله های فولادی سخت شده با اندازه خاص معمولاً 10 میلی متر) با یک بار خاص (معمولاً 3000 کیلوگرم) برای مدتی روی سطح ماده فشرده می شوند. پس از تخلیه، نسبت بار به ناحیه فرورفتگی را سختی برینل (HB) می گویند.
2) سختی راکول (HR)
هنگامی که HB> 450 یا نمونه خیلی کوچک است، اندازه گیری سختی راکول به جای آزمون سختی برینل قابل استفاده نیست. مخروط الماسی با زاویه بالای 120 درجه یا یک توپ فولادی به قطر 1.59 و 3.18 میلی متر است که تحت بارهای خاصی به سطح ماده فشرده می شود و عمق فرورفتگی سختی ماده را تعیین می کند. سه مقیاس مختلف برای نشان دادن سختی مواد آزمایش شده وجود دارد:
HRA: سختی به دست آمده با بار 60 کیلوگرمی و مخروط الماس در مواد سخت مانند کاربیدهای سیمانی.
HRB: سختی که از سخت شدن یک توپ فولادی با بار 100 کیلوگرم و قطر 1.58 میلی متر بدست می آید. برای موادی با سختی کمتر (مانند فولاد آنیل شده، چدن و ​​غیره) استفاده می شود.
HRC: سختی با استفاده از بار 150 کیلوگرمی و پرس مخروطی الماس برای مواد با سختی بالا، مانند فولاد سخت شده، به دست می آید.
3) سختی ویکرز (HV)
پرس مخروطی مربع الماس با بار کمتر از 120 کیلوگرم و زاویه بالایی 136 درجه، سطح مواد را فشار می دهد. مقدار سختی ویکرز (HV) با تقسیم مساحت سطح فرورفتگی مواد بر مقدار بار تعریف می شود.

II. فلزات سیاه و فلزات غیر آهنی

1. فلزات آهنی
از آلیاژ آهن و آهن غیر آهنی است. مانند فولاد، چدن، فروآلیاژ، چدن و ​​غیره. فولاد و چدن آلیاژهایی بر پایه آهن هستند و عمدتاً با کربن اضافه می شوند. آنها در مجموع آلیاژهای FERROCARBON نامیده می شوند.
آهن خام از ذوب سنگ آهن در کوره بلند ساخته می شود و عمدتاً برای فولادسازی و ریخته گری استفاده می شود.
چدن خام در یک کوره ذوب آهن ذوب می شود تا چدن (آهن مایع با محتوای کربن بیشتر از 2.11٪) بدست آید. ریخته گری چدن مایع به چدن که به آن چدن می گویند.
فروآلیاژ آلیاژی از آهن و عناصری مانند سیلیسیم، منگنز، کروم و تیتانیوم است. فروآلیاژ یکی از مواد اولیه مورد استفاده در فولادسازی است و به عنوان اکسید زدا و افزودنی برای عناصر آلیاژی استفاده می شود.
فولاد را آلیاژ آهن-کربن با محتوای کربن کمتر از 2.11% می نامند. فولاد از قرار دادن آهن خام برای فولادسازی در کوره فولادسازی و ذوب آن طبق یک فرآیند خاص به دست می آید. محصولات فولادی شامل شمش، بیلت ریخته گری پیوسته و ریخته گری مستقیم انواع ریخته گری فولاد می باشد. به طور کلی، فولاد به فولادی اطلاق می شود که به چند ورق فولادی نورد شده است. مورد استفاده برای ساخت قطعات مکانیکی فورج گرم و پرس گرم، فولاد آهنگری سرد و سرد، قطعات مکانیکی تولید لوله فولادی بدون درز،قطعات ماشینکاری CNC، وقطعات ریخته گری.

2. فلزات غیر آهنی
همچنین به عنوان غیر آهنی غیر آهنی به فلزات و فلزات آهنی غیر آهنی، مانند مس، قلع، سرب، روی، آلومینیوم و برنج، برنز، آلیاژ آلومینیوم و آلیاژهای بلبرینگ نیز شناخته می شود. به عنوان مثال، یک ماشین تراش CNC می تواند مواد مختلفی را پردازش کند، از جمله صفحات فولادی 316 و 304، فولاد کربنی، فولاد کربنی، آلیاژ آلومینیوم، مواد آلیاژ روی، آلیاژ آلومینیوم، مس، آهن، پلاستیک، صفحات اکریلیک، POM، UHWM و غیره. مواد خام می توان آن را پردازش کردقطعات تراشکاری CNC, قطعات فرزو قطعات پیچیده با ساختارهای مربعی و استوانه ای. علاوه بر این، کروم، نیکل، منگنز، مولیبدن، کبالت، وانادیم، تنگستن و تیتانیوم نیز در صنعت استفاده می شود. این فلزات عمدتاً به عنوان افزودنی های آلیاژی برای بهبود خواص فلزات استفاده می شوند که در آن از تنگستن، تیتانیوم، مولیبدن و سایر کاربیدهای سیمانی برای تولید ابزارهای برش استفاده می شود. این فلزات غیر آهنی به عنوان غیرآهنی صنعتی شناخته می شوند. علاوه بر این، فلزات گرانبهایی مانند پلاتین، طلا، نقره و فلزات کمیاب از جمله اورانیوم و رادیوم رادیواکتیو وجود دارد.

 

III. طبقه بندی فولاد

علاوه بر آهن و کربن، عناصر اصلی فولاد شامل سیلیکون، منگنز، گوگرد، r و فسفر است.
روش های طبقه بندی مختلفی برای فولاد وجود دارد که عمده ترین آنها به شرح زیر است:
1. طبقه بندی بر اساس کیفیت
(1) فولاد معمولی (P <0.045٪، S <0.050٪)
(2) فولاد با کیفیت بالا (P, S <0.035٪)
(3) فولاد با کیفیت بالا (P <0.035٪، S <0.030٪)
2. طبقه بندی بر اساس ترکیب شیمیایی
(1) فولاد کربنی: الف. فولاد کم کربن (C <0.25٪)؛ ب. فولاد کربن متوسط ​​(C <0.25-0.60%). ج. فولاد پر کربن (C <0.60%).
(2) فولاد آلیاژی: الف. فولاد کم آلیاژ (محتوای کل عناصر آلیاژی < 5٪)؛ ب. فولاد آلیاژی متوسط ​​(محتوای کل عناصر آلیاژی > 5-10%). ج. فولاد با آلیاژ بالا (محتوای کل عناصر آلیاژی > 10%).
3. طبقه بندی با روش شکل دهی
(1) فولاد آهنگری؛ (2) فولاد ریخته گری؛ (3) فولاد نورد گرم؛ (4) فولاد سرد کشیده شده.
4. طبقه بندی توسط سازمان متالوگرافی
(1) حالت آنیل شده: الف. فولاد Hypoeutectoid (فریت + پرلیت)؛ ب. فولاد یوتکتیک (پرلیت); ج. فولاد هایپریوتکتوئید (پرلیت + سمنتیت). د- فولاد لدبوریت (پرلیت + سمنتیت).
(2) حالت عادی: A. فولاد پرلیت; ب. فولاد بینیتی; C. فولاد مارتنزیتی; د. فولاد آستنیتی.
(3) بدون انتقال فاز یا انتقال فاز جزئی
5. طبقه بندی بر اساس استفاده
(1) فولاد ساختمانی و مهندسی: الف. فولاد ساختاری کربن معمولی؛ ب. فولاد ساختاری کم آلیاژ. ج. فولاد تقویت شده.
(2) فولاد سازه:
الف. فولاد ماشین آلات: (الف) فولاد ساختاری سکوریت شده. (ب) فولادهای ساختاری سخت شونده سطحی، از جمله فولادهای کربن دار، آمونیه و سخت شونده سطحی. (ج) فولاد سازه ای آسان برش. (د) فولاد شکل دهی پلاستیک سرد، از جمله فولاد مهر زنی سرد و فولاد سرد.
ب. فولاد فنر
ج. فولاد بلبرینگ
(3) فولاد ابزار: الف. فولاد ابزار کربن؛ ب. فولاد ابزار آلیاژی. ج. فولاد ابزار با سرعت بالا.
(4) فولاد عملکرد ویژه: الف. فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر اسید؛ ب. فولاد مقاوم در برابر حرارت: از جمله فولاد ضد اکسیداسیون، فولاد مقاوم در برابر حرارت و فولاد شیر. ج. فولاد آلیاژی الکتروترمال؛ D. فولاد مقاوم در برابر سایش. E. فولاد با دمای پایین. و. فولاد برق.
(5) فولاد حرفه ای - مانند فولاد پل، فولاد کشتی، فولاد دیگ بخار، فولاد مخازن تحت فشار، فولاد ماشین آلات کشاورزی و غیره.
6. طبقه بندی جامع
(1) فولاد معمولی
الف. فولاد ساختاری کربنی: (الف) Q195; (ب) Q215 (A, B); (ج) Q235 (A, B, C); (د) Q255 (A, B); (ه) Q275.
ب- فولاد ساختاری کم آلیاژ
ج- فولاد سازه ای عمومی برای اهداف خاص
(2) فولاد با کیفیت بالا (از جمله فولاد با کیفیت بالا)
A. فولاد ساختاری: (الف) فولاد ساختاری کربنی با کیفیت بالا. (ب) فولاد ساختاری آلیاژی؛ ج) فولاد فنر؛ (د) فولاد آسان برش. ه) فولاد بلبرینگ. (و) فولاد سازه ای با کیفیت بالا برای اهداف خاص.
ب. فولاد ابزار: (الف) فولاد ابزار کربن. (ب) فولاد ابزار آلیاژی؛ ج) فولاد ابزار با سرعت بالا.
ج. فولاد عملکرد ویژه: (الف) فولاد ضد زنگ و مقاوم در برابر اسید. (ب) فولاد مقاوم در برابر حرارت؛ ج) فولاد آلیاژی حرارتی الکتریکی؛ (د) فولاد برق. (ه) فولاد مقاوم در برابر سایش با منگنز بالا.
7. طبقه بندی با روش ذوب
(1) با توجه به نوع کوره
الف. فولاد مبدل: (الف) فولاد مبدل اسید. (ب) فولاد مبدل قلیایی. یا (الف) فولاد مبدل دمنده پایین، (ب) فولاد مبدل دمیده جانبی، (ج) فولاد مبدل دمنده بالا.
ب) فولاد کوره الکتریکی: (الف) فولاد کوره قوس الکتریکی. (ب) فولاد کوره الکتروسرلاگ. (ج) فولاد کوره القایی؛ (د) فولاد کوره مصرفی خلاء. (ه) فولاد کوره پرتو الکترونی.
(2) با توجه به درجه اکسید زدایی و سیستم ریختن
الف. فولاد جوشان; ب. فولاد نیمه آرام; ج. فولاد کشته شده; د. فولاد کشته ویژه.

 

IV. مروری بر روش نمایش شماره فولادی در چین

نام تجاری محصول به طور کلی با ترکیب الفبای چینی، نماد عنصر شیمیایی و عدد عربی نشان داده می شود. یعنی:
(1) نمادهای شیمیایی بین المللی، مانند Si، منگنز، کروم، و غیره، عناصر شیمیایی اعداد فولادی را نشان می دهند. عناصر خاکی کمیاب مخلوط با RE (یا Xt) نشان داده می شوند.
(2) نام محصول، استفاده، روش های ذوب و ریختن و غیره، به طور کلی با اختصارات آوایی چینی بیان می شود.
(3) اعداد عربی محتوای عناصر شیمیایی پیشرو (%) را در فولاد بیان می کنند.
هنگام استفاده از الفبای چینی برای نشان دادن نام محصول، استفاده، ویژگی ها و روش فرآیند، حرف اول معمولا از الفبای چینی برای نشان دادن نام محصول انتخاب می شود. هنگام تکرار حرف انتخابی یک محصول دیگر، می توان از حرف دوم یا سوم استفاده کرد یا می توان الفبای اول دو کاراکتر چینی را به طور همزمان انتخاب کرد.
در جایی که در حال حاضر هیچ حروف چینی یا الفبای موجود نیست، نمادها باید حروف انگلیسی باشند.