دانش فولاد

I. خواص مکانیکی فولاد

1. نقطه تسلیم (σ S)
هنگامی که فولاد یا نمونه کشیده می شود، زمانی که تنش از حد الاستیک فراتر می رود، حتی اگر تنش دیگر افزایش نیابد، فولاد یا نمونه به تغییر شکل پلاستیک آشکار ادامه می دهد. این پدیده تسلیم نامیده می شود و حداقل مقدار تنش در هنگام وقوع تسلیم نقطه 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 مشخص نیست و اندازه گیری آنها دشوار است. بنابراین، برای اندازه‌گیری ویژگی‌های تسلیم مواد، تصریح می‌شود که تنش ایجاد تغییر شکل پلاستیک باقیمانده دائمی برابر با مقدار معینی (به طور کلی 0.2 درصد طول اولیه) است که به آن مقاومت 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 نیز استحکام فشاری، مقاومت خمشی و غیره است. Pb را به عنوان حداکثر نیروی کششی قبل از جدا شدن ماده و Fo را به عنوان سطح مقطع نمونه، سپس مقاومت کششی σ B=Pb/ را تنظیم کنید. 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 عمومی 0.6-0.65 و 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 سخت به سطح آن است. یکی از شاخص های مهم عملکرد 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 معین (قطر عموماً 10 میلی متر است) با بار معینی (معمولاً 3000 کیلوگرم) برای مدت زمانی 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 نمی تواند به جای تست سختی برینل استفاده شود. 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 فشار داده می شود و سختی ماده با عمق آن تعیین می شود. تورفتگی سه مقیاس مختلف برای نشان دادن سختی مواد آزمایش شده وجود دارد:
HRA: سختی با بار 60 کیلوگرم و فشار مخروط الماس برای مواد بسیار سخت مانند کاربیدهای سیمانی به دست می آید.
HRB: سختی که از سخت شدن یک توپ فولادی با بار 100 کیلوگرم و قطر 1.58 میلی متر بدست می آید. برای مواد با سختی کمتر (به عنوان مثال 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)
سطح مواد توسط پرس مخروطی مربع الماس با بار کمتر از 120 کیلوگرم و زاویه بالایی 136 درجه فشرده می شود. 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
به آلیاژ آهن و آهن اشاره دارد. مانند فولاد، چدن، فروآلیاژ، چدن و ​​غیره. فولاد و چدن آلیاژی بر پایه آهن هستند و عمدتاً با کربن اضافه می شوند. آنها در مجموع آلیاژهای FERROCARBON نامیده می شوند.
آهن خام محصولی است که 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 است که از آهن و عناصری مانند سیلیسیم، منگنز، کروم و تیتانیوم تشکیل شده است. فروآلیاژ یکی از مواد اولیه فولادسازی است و به عنوان اکسید زدا و افزودنی عناصر آلیاژی در فولادسازی استفاده می شود.
آلیاژ آهن کربن با محتوای کربن کمتر از 2.11 درصد فولاد نامیده می شود. فولاد با قرار دادن آهن خام برای فولادسازی در کوره فولادسازی و ذوب آن طبق فرآیند خاصی 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 فولادهای مختلف 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, قطعات ریخته گری.
2. فلزات غیر آهنی
همچنین به عنوان فلزات غیر آهنی شناخته می شود، به فلزات و آلیاژهایی غیر از فلزات آهنی مانند مس، قلع، سرب، روی، آلومینیوم و برنج، برنز، آلیاژ آلومینیوم و آلیاژهای بلبرینگ اشاره دارد. به عنوان مثال، تراش CNC می تواند مواد مختلفی را پردازش کند. از جمله صفحات فولاد ضد زنگ 316 و 304، فولاد کربن، فولاد کربن، آلیاژ آلومینیوم، مواد آلیاژ روی، آلیاژ آلومینیوم، مس، آهن، پلاستیک، صفحات اکریلیک، POM، UHWM و سایر مواد خام، و می تواند بهقطعات تراشکاری CNCوقطعات فرز CNCو همچنین برخی از قطعات پیچیده با ساختار مربع و استوانه. 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. به این فلزات غیر آهنی، فلزات صنعتی می گویند. علاوه بر این، فلزات گرانبهایی مانند پلاتین، طلا، نقره و فلزات کمیاب از جمله اورانیوم رادیواکتیو و رادیوم وجود دارد.

III. طبقه بندی فولاد

علاوه بر آهن و کربن، عناصر اصلی فولاد شامل سیلیکون، منگنز، گوگرد 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، آمونیومی 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 فنری
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 دمیده 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) عناصر شیمیایی در اعداد فولادی با نمادهای شیمیایی بین المللی، مانند Si، منگنز، کروم، و غیره نشان داده می شوند. 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) محتوای عناصر شیمیایی اصلی (%) در فولاد با اعداد عربی بیان می شود.
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 با حرف انتخاب شده یک محصول دیگر، می توان از حرف دوم یا سوم استفاده کرد یا می توان الفبای اول دو کاراکتر چینی را همزمان انتخاب کرد.
در مواردی که در حال حاضر هیچ حروف چینی یا الفبای چینی موجود نیست، نمادها باید حروف انگلیسی باشند.