Koje vrste čelika postoje i kako ga obraditi

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Bez otkrića čelika, njegovih svojstava i metoda obrade, moderna civilizacija ne bi postojala. Od davnina su poznate neke vrste čelika koje su se koristile za proizvodnju oružja i alata. S razvojem metalurgije i tehnologije obrade metala, ovaj materijal se počeo koristiti u gotovo svim područjima ljudske djelatnosti.

Klasifikacija prema kemijskom sastavu

Legura željeza s ugljikom, u kojem sadržaj potonjeg ne prelazi 2%, naziva se čelik. Njegove glavne vrste klasificiraju se prvenstveno prema razini sadržaja ugljika:

• niski ugljik;
• srednji ugljik;
• visoki ugljik.

Prvi oblik imenovane komponente ne sadrži više od 0,25%. U srednje ugljičnim čelicima, njegov sadržaj je u rasponu od 0,25-0,6%, a visokougljični čelici se razlikuju po koncentraciji iznad 0,6%.

Legiranje čelika

Izvorne sirovine za proizvodnju čelika već sadrže neke nečistoće. Većina njih je štetna, ali ima i onih kojipoboljšati svojstva konačnog proizvoda. S vremenom je utvrđeno da neki aditivi značajno mijenjaju osnovna fizikalna i kemijska svojstva opisane legure. Dakle, otkriven je proces legiranja. I danas su vrste i svojstva čelika s legiranjem prioritet u istraživanju metalurških laboratorija i instituta.

Prema koncentraciji korisnih nečistoća ovi čelici se dijele u tri skupine:

• niskolegirani (nečistoće do 2,5%);
• srednje legirani (legirni elementi od 2,5 do 10%);
• visoko legirana (više od 10% legure).

Razvrstavanje prema namjeni

Ovisno o načinu proizvodnje, kemijskom sastavu i količini legirajućih elemenata razlikuju se sljedeće vrste čelika:

• strukturno;
• instrumental;
• s posebnim fizičkim svojstvima;
• s posebnim kemijskim kvalitetama.

Konstrukcijski tip je najmasivniji, takve se legure koriste u proizvodnji većine inženjerskih proizvoda i u građevinarstvu.

Alati su s visokim udjelom ugljika, visoke tvrdoće, ali i lomljivi. Koriste se u proizvodnji raznih instrumenata - od kirurških do metalorezačkih. Otuda i naziv ove vrste čelika.

Za posebne slučajeve u proizvodnji potrebne su legure zadanih fizičkih karakteristika:nizak koeficijent linearne ekspanzije, visoka sposobnost magnetiziranja itd. Ove vrste čelika pripadaju klasi s posebnim fizičkim svojstvima.

Legura s određenim kemijskim svojstvima posljednja su vrsta na našem popisu. Neki od njih su otporni na koroziju, drugi su otporni na toplinu, a postoje i materijali s povećanom kemijskom otpornošću.

Klasifikacija prema razini štetnih nečistoća

Najčešće nečistoće koje degradiraju svojstva čelika su sumpor i fosfor. U legurama obične kvalitete dopušten je sadržaj sumpora do 0,06% i fosfora do 0,07%. Čelici koji pripadaju skupini visoke kvalitete ne sadrže više od 0,035% svakog od štetnih elemenata, a visokokvalitetni čelici - ne više od 0,025%. U posebno visokokvalitetnim čelicima razina nečistoća sumpora nije veća od 0,015%, a sadržaj fosfora je dopušten do 0,025%.

Metode obrade čelika

Prema stupnju zagrijavanja obrada je topla i hladna. U prvom slučaju, legura se zagrijava do stupnja formiranja austenita, ali ispod točke taljenja. Čelik postaje mekan i može se preoblikovati. Hladna obrada čelika provodi se u normalnim uvjetima.

Prema vrsti udarca dijele se dvije glavne vrste obrade: pritisak i rezanje. Prva vrsta uključuje kovanje, valjanje, izvlačenje, štancanje i prešanje.

Druga vrsta obrade uključuje sljedeće radove: tokarenje, bušenje, glodanje. Ali postoji i hladnoćaštancanje, kao i hladno kovanje, koje je dobilo zasebno ime - "otvrdnjavanje".

Najnovija dostignuća u hladnoj obradi čelika temeljena na teoriji fluidnosti metala omogućuju vam da značajno promijenite oblik i veličinu originalnog obratka bez zagrijavanja i uz pomoć volumetrijskog pritiska. Čelik se opterećuje dok ne dosegne stanje popuštanja i "zgodan" je za strojnu obradu. Ova metoda je relevantna za neke legure koje mijenjaju svoje fizičke, kemijske ili čvrstoće kada se zagrijavaju.