צלחת פלדה

זוהי פלדה שטוחה שיוצקים בפלדה מותכת ונלחצים לאחר הקירור.
הוא שטוח, מלבני וניתן לגלגל ישירות או לחתוך אותו מרצועות פלדה רחבות.
לוח הפלדה מחולק לפי העובי, לוח הפלדה הדק הוא פחות מ-4 מ"מ (הדק ביותר הוא 0.2 מ"מ), לוח הפלדה בעובי הבינוני הוא 4-60 מ"מ, ולוח הפלדה העבה במיוחד הוא 60-115 מ"מ.
יריעות פלדה מחולקות לגלגול חם ולקרר לפי גלגול.
רוחב הצלחת הדקה הוא 500 ~ 1500 מ"מ; רוחב הסדין העבה הוא 600 ~ 3000 מ"מ. יריעות מסווגות לפי סוג פלדה, כולל פלדה רגילה, פלדה איכותית, פלדה מסגסוגת, פלדת קפיצים, נירוסטה, פלדת כלי עבודה, פלדה עמידה בחום, פלדה נושאת, פלדת סיליקון ויריעת ברזל טהורה תעשייתית וכו'; פלטת אמייל, לוחית חסינת כדורים וכדומה. לפי ציפוי פני השטח ישנן יריעות מגולוונות, פח מצופה פח, יריעת עופרת, צלחת פלדה מרוכבת מפלסטיק וכו'.
פלדה מבנית מסגסוגת נמוכה
(ידוע גם בשם פלדת סגסוגת נמוכה רגילה, HSLA)
1. מטרה
משמש בעיקר בייצור גשרים, ספינות, כלי רכב, דוודים, מכלי לחץ גבוה, צינורות נפט וגז, מבני פלדה גדולים וכו'.
2. דרישות ביצועים
(1) חוזק גבוה: בדרך כלל חוזק התפוקה שלו הוא מעל 300MPa.
(2) קשיחות גבוהה: ההתארכות נדרשת להיות 15% עד 20%, וקשיחות ההשפעה בטמפרטורת החדר גדולה מ-600 קילו-ג'יי/מ' עד 800 קילו-ג'יי-מטר. עבור רכיבים מרותכים גדולים נדרשת גם קשיחות שבר גבוהה.
(3) ביצועי ריתוך טובים וביצועי יצירה קרה.
(4) טמפרטורת מעבר קר-שביר נמוכה.
(5) עמידות בפני קורוזיה טובה.
3. מאפייני החומר
(1) פחמן נמוך: בשל הדרישות הגבוהות לקשיחות, יכולת ריתוך ויצירתיות קרה, תכולת הפחמן אינה עולה על 0.20%.
(2) הוסף יסודות סגסוגת מבוססי מנגן.
(3) הוספת יסודות עזר כגון ניוביום, טיטניום או ונדיום: כמות קטנה של ניוביום, טיטניום או ונדיום יוצרת קרבידים עדינים או קרבוניטרידים בפלדה, מה שמועיל להשגת גרגרי פריט עדינים ולשיפור החוזק והקשיחות של הפלדה.
בנוסף, הוספת כמות קטנה של נחושת (≤0.4%) וזרחן (כ-0.1%) יכולה לשפר את עמידות בפני קורוזיה. הוספה של כמות קטנה של יסודות אדמה נדירים יכולה להסרת גופרית ולהסיר גז, לטהר פלדה ולשפר את הקשיחות ואת ביצועי התהליך.
4. נפוץ פלדה מבנית מסגסוגת נמוכה
16Mn הוא הסוג הנפוץ והפרודוקטיבי ביותר של פלדה בעלת חוזק גבוה מסגסוגת נמוכה במדינה שלי. המבנה במצב שימוש הוא פריט-פרלייט עדין, וחוזקו גבוה בכ-20% עד 30% מזה של פלדת מבנה פחמן רגילה Q235, ועמידות הקורוזיה האטמוספרית שלו גבוהה ב-20% עד 38%.
15MnVN היא הפלדה הנפוצה ביותר בפלדות בעלות חוזק בינוני. יש לו חוזק גבוה, קשיחות טובה, ריתוך וקשיחות בטמפרטורה נמוכה, והוא נמצא בשימוש נרחב בייצור מבנים גדולים כגון גשרים, דוודים וספינות.
לאחר שרמת החוזק עולה על 500MPa, מבני הפריט והפרליט מתקשים לעמוד בדרישות, ולכן מפתחת פלדה ביינטית דלת פחמן. תוספת של Cr, Mo, Mn, B ואלמנטים אחרים מועילה להשגת מבנה bainite בתנאי קירור אוויר, כך שהחוזק גבוה יותר, הפלסטיות וביצועי הריתוך טובים יותר, והוא משמש בעיקר בדודי לחץ גבוה , כלי לחץ גבוה וכו'.
5. מאפייני טיפול בחום
סוג זה של פלדה משמש בדרך כלל במצב של גלגול חם ומקורר אוויר ואינו דורש טיפול חום מיוחד. המיקרו-מבנה במצב שימוש הוא בדרך כלל פריט + סורביט.
סגסוגת פלדה קרבורית
1. מטרה
הוא משמש בעיקר בייצור גלגלי שיניים במכוניות ובטרקטורים, גלי זיזים, פיני בוכנה וחלקי מכונות אחרים במנועי בעירה פנימית. חלקים כאלה סובלים מחיכוך ובלאי חזק במהלך העבודה, ובמקביל נושאים עומסים מתחלפים גדולים, בעיקר עומסי פגיעה.
2. דרישות ביצועים
(1) לשכבה הקרבורית של פני השטח יש קשיות גבוהה כדי להבטיח עמידות בפני שחיקה מעולה ועמידות בפני עייפות מגע, כמו גם פלסטיות וקשיחות מתאימות.
(2) הליבה היא בעלת קשיחות גבוהה וחוזק גבוה מספיק. כאשר הקשיחות של הליבה אינה מספקת, קל להישבר תחת פעולה של עומס השפעה או עומס יתר; כאשר החוזק אינו מספיק, השכבה הקרבורית השבירה נשברת בקלות ומתקלפת.
(3) ביצועים טובים של תהליך טיפול בחום תחת טמפרטורת הקרבור הגבוהה (900 ℃ ~ 950 ℃), גרגרי האוסטניט אינם קלים לגידול ובעלי יכולת התקשות טובה.
3. מאפייני החומר
(1) פחמן נמוך: תכולת הפחמן היא בדרך כלל 0.10% עד 0.25%, כך שלליבת החלק יש מספיק פלסטיות וקשיחות.
(2) הוסף אלמנטים סגסוגים לשיפור יכולת ההתקשות: לעתים קרובות מוסיפים Cr, Ni, Mn, B וכו'.
(3) הוסף אלמנטים המעכבים את הצמיחה של גרגירי אוסטניט: הוסף בעיקר כמות קטנה של אלמנטים יוצרי קרביד חזקים Ti, V, W, Mo וכו' ליצירת קרבידים מסגסוגת יציבים.
4. פלדה כיתה וכיתה
פלדה קרבורית מסגסוגת 20Cr עם קשיחות נמוכה. לסוג זה של פלדה יכולת התקשות נמוכה וחוזק הליבה נמוך.
פלדה קרבורית מסגסוגת 20CrMnTi עם קשיחות בינונית. פלדה מסוג זה היא בעלת יכולת התקשות גבוהה, רגישות נמוכה להתחממות יתר, שכבת מעבר מקרבת אחידה יחסית ותכונות מכניות וטכנולוגיות טובות.
18Cr2Ni4WA ו-20Cr2Ni4A פלדה קרבורית מסגסוגת בעלת קשיחות גבוהה. פלדה מסוג זה מכילה יותר אלמנטים כמו Cr ו-Ni, בעלת יכולת התקשות גבוהה, בעלת קשיחות טובה וקשיחות פגיעה בטמפרטורה נמוכה.
5. טיפול בחום ותכונות מיקרו
תהליך הטיפול בחום של פלדה קרבורית מסגסוגת הוא בדרך כלל כיבוי ישיר לאחר הקרבור, ולאחר מכן חיסום בטמפרטורה נמוכה. לאחר טיפול בחום, המבנה של השכבה הקורבורית על פני השטח הוא סגסוגת צמנטיט + מרטנזיט מחוסמ + כמות קטנה של אוסטניט שמור, והקשיות היא 60HRC ~ 62HRC. מבנה הליבה קשור להתקשות הפלדה ולגודל החתך של החלקים. כאשר הוא מתקשה במלואו, זהו מרטנזיט בעל מזגן דל פחמן עם קשיות של 40HRC עד 48HRC; ברוב המקרים, זה טרוסטיט, מרטנזיט מחוסמ וכמות קטנה של ברזל. גוף האלמנט, הקשיות היא 25HRC ~ 40HRC. הקשיחות של הלב בדרך כלל גבוהה מ-700KJ/m2.
סגסוגת פלדה מרווה ומחוסמת
1. מטרה
פלדה מרווה ומחוסמת מסגסוגת נמצאת בשימוש נרחב בייצור חלקים חשובים שונים במכוניות, טרקטורים, כלי מכונות ומכונות אחרות, כגון גלגלי שיניים, פירים, מוטות חיבור, ברגים וכו'.
2. דרישות ביצועים
רוב החלקים המרוווים והחוסמים נושאים מגוון עומסי עבודה, מצב הלחץ מורכב יחסית ונדרשים תכונות מכניות מקיפות גבוהות, כלומר חוזק גבוה וגמישות וקשיחות טובה. פלדה מרווה ומחוסמת מסגסוגת דורשת גם התקשות טובה. עם זאת, תנאי הלחץ של חלקים שונים שונים, והדרישות להתקשות שונות.
3. מאפייני החומר
(1) פחמן בינוני: תכולת הפחמן היא בדרך כלל בין 0.25% ל-0.50%, עם 0.4% ברובם;
(2) הוספת יסודות Cr, Mn, Ni, Si וכו' לשיפור יכולת ההתקשות: בנוסף לשיפור ההתקשות, אלמנטים מסגסוגת אלו יכולים גם ליצור סגסוגת פריט ולשפר את חוזק הפלדה. לדוגמה, הביצועים של פלדת 40Cr לאחר טיפול הרוויה וטמפרור גבוהים בהרבה מאלו של פלדה 45;
(3) הוסף אלמנטים כדי למנוע את הסוג השני של שבירות מזג: פלדה מרווה ומחוסמת מסגסוגת המכילה Ni, Cr ו-Mn, אשר נוטה לסוג השני של שבירות מזג במהלך חיסום בטמפרטורה גבוהה וקירור איטי. הוספת Mo ו-W לפלדה יכולה למנוע את הסוג השני של שבירות מזג, ותכולתה המתאימה היא בערך 0.15%-0.30% Mo או 0.8%-1.2% W.
השוואה בין המאפיינים של פלדת 45 ופלדת 40Cr לאחר מרווה וטמפרור
דרגת פלדה ומצב טיפול בחום גודל חתך/ מ"מ sb/ MPa ss/MPa d5/% y/% ak/kJ/m2
45 פלדה 850 ℃ מרווה מים, 550 ℃ מזג f50 700 500 15 45 700
40Cr פלדה 850℃ מרווה שמן, 570℃ מזג f50 (ליבה) 850 670 16 58 1000
4. פלדה כיתה וכיתה
(1) 40Cr פלדה מרווה ומחוסמת עם קשיות נמוכה: הקוטר הקריטי של מרווה שמן של סוג זה של פלדה הוא 30 מ"מ עד 40 מ"מ, המשמש לייצור חלקים חשובים בגודל כללי.
(2) 35CrMo מתקשה בינונית סגסוגת מרוווה ומחוסמת: הקוטר הקריטי של כיבוי שמן של סוג זה של פלדה הוא 40 מ"מ עד 60 מ"מ. תוספת של מוליבדן יכולה לא רק לשפר את ההתקשות, אלא גם למנוע את הסוג השני של שבירות מזג.
(3) 40CrNiMo מתקשה גבוהה מסגסוגת מרוווה מחוסמת: הקוטר הקריטי של כיבוי שמן של סוג זה של פלדה הוא 60 מ"מ-100 מ"מ, רובם הם פלדת כרום ניקל. הוספת מוליבדן מתאים לפלדת כרום-ניקל לא רק בעלת יכולת התקשות טובה, אלא גם מבטלת את הסוג השני של שבירות מזג.
5. טיפול בחום ותכונות מיקרו
טיפול החום הסופי של פלדה מרווה ומחוסמת מסגסוגת הוא הרווה וחיסום בטמפרטורה גבוהה (המרווה וחיסום). פלדה מרווה ומחוסמת מסגסוגת היא בעלת יכולת התקשות גבוהה, ובדרך כלל משתמשים בשמן. כאשר יכולת ההתקשות גדולה במיוחד, ניתן אפילו לקרר אותו באוויר, מה שיכול להפחית את פגמי הטיפול בחום.
המאפיינים הסופיים של פלדה מרווה מסגסוגת וחסמת תלויים בטמפרטורת החיסום. בדרך כלל, נעשה שימוש בטמפרטורה של 500℃-650℃. על ידי בחירת טמפרטורת הטמפרור ניתן לקבל את התכונות הנדרשות. על מנת למנוע את הסוג השני של שבירות מזג, קירור מהיר (קירור מים או קירור שמן) לאחר הטמפרור מועיל לשיפור הקשיחות.
מבנה המיקרו של פלדה מרווה ומחוסמת מסגסוגת לאחר טיפול חום קונבנציונלי הוא סורביט מחוסמ. עבור חלקים הדורשים משטחים עמידים בפני שחיקה (כגון גלגלי שיניים וצירים), מבוצעות כיבוי משטחי חימום אינדוקציה וטימפינג בטמפרטורה נמוכה, ומבנה פני השטח הוא מרטנזיט מחוסמ. קשיות פני השטח יכולה להגיע ל-55HRC ~ 58HRC.
חוזק התפוקה של פלדה מרווה ומחוסמת מסגסוגת לאחר הרוויה וטמפרטור הוא כ-800MPa, וקשיחות ההשפעה היא 800kJ/m2, וקשיות הליבה יכולה להגיע ל-22HRC~25HRC. אם גודל החתך גדול ואינו מוקשה, הביצועים מופחתים באופן משמעותי.