З численного розмаїття сталей кожен вид відрізняється певними характеристиками, які можуть бути позитивними і негативними. Щоб елемент служив тривалий час, вибирають матеріал з необхідним хімічним складом і структурою, отриманий в результаті термічної обробки.
Сталь 95 × 18
При виробництві металевих деталей, елементів і зброї встановлюються вимоги по пластичності, міцності і в'язкості. Спочатку вибирають хімічний склад матеріалу, потім за допомогою теплової обробки йому надають необхідні якості і якості.
Характеристики сталь 95 × 18 має високовостребованние, її використовують для виробництва міцних і твердих деталей, наприклад, втулок, осьових конструкцій, підшипників, з металу цієї марки виходять якісні ножі, для яких 95 × 18 є оптимальним варіантом. Цей хімічний склад відкрив свої ефективні властивості недавно, але завдяки високим показникам, завоював популярність середовищі сталеварів і виробників збройових предметів.
Матеріал досить примхливий роботі, при невеликому відхиленні від рекомендованої технології трапляється несвоєчасне відпустку або перевитрата. Займатися випуском предметів з цієї сталі дозволяють собі досвідчені підприємства, що напрацювали необхідний досвід в подібній справі.
Хімічний склад
Ефективність показників готового матеріалу для виробництва твердих деталей залежить від присутності хімічних елементів в складі:
- магній і кремній - не більш 0, 8%;
- сірка і фосфор - не більш 0, 027-0, 32%;
- нікель і марганець - не більш 0, 6%;
- титан - не більш 0, 2%;
- хром в межах 16, 5-19%.
Велика кількість хрому надає матеріалу антикорозійні властивості, не дозволяє розвиватися на поверхні виробів шару іржі. Метал, отриманий без порушення технології, при куванні позбавляє заготовку від дрібних тріщин, в його порах знижується концентрація водню і кисню. Процес кування ущільнює структуру, в кристалічній решітці залишається мало порожніх порожнин, при цьому пластичність підвищується, але залишається незмінною міцність.
Основні показники металу і його властивості
Матеріал відноситься до класу сталей, добре чинять опір корозії, тому служить для виготовлення міцних елементів конструкцій, до яких в процесі експлуатації пред'являються особливі вимоги в частині зносостійкості, роботи в агресивному середовищі, при високих температурах. Промисловість поставляє на ринок сортовий прокат в формі каліброваного, фасонного або шліфованого прутка, смуги, серебрянки, кованих заготовок і поковки.
механічні характеристики
Неправильна гарт і невчасно виконаний відпустку призводять до появи негативних характеристик. 95 × 18 сталь відносять до мартенситному класу, вона зміцнюється в процесі загартування, після відпалу виходить ледебуритного структура з невеликим надлишком карбідів, що розрізняються морфологічно:
- форма первинних карбідів витягнута вздовж напрямку кування або прокатки, вони з'являються після рідкої фази;
- по краях і в самому тілі початкових аустенічних зерен при охолодженні виділяються вторинні дрібні карбіди.
З підвищенням температури при загартуванню число залишкового аустеніту досягає максимального значення, твердість набирає екстремальні характеристики, показники яких коливаються в діапазоні 57-58 HR Такі значення в стали виходять при загартуванню в 1050˚С, для порівняння, твердість 26 HR виходить при температурі 1250˚С .
Механічні показники:
сталь 95 × 18 має питому вагу 7, 75 т на кубометр;- в МПа твердість матеріалу коливається в межах 230-245;
- показник щільності - 7, 75 × 10 3 кг / м3;
- теплопровідність металу - 24, 3 Вт;
- питома теплоємність стали при 20˚С - 0, 483 × 10 3 Дж;
- параметр питомої електроопору становить 0, 68 × 10 6 Ом. м.
Основні параметри обробки
Робота з металом вимагає застосування правильних технологічних прийомів для створення матеріалу відповідно до прийнятих ГОСТами на території Росії. Для виготовлення сортовий або прокатної сталі використовують метод прокату або перекувати вихідної заготовки при високих температурних показниках з подальшим поступовим охолодженням. Деформація відбувається в інтервалі 1125-900˚С, після цього слід повільне охолодження або збереження температури 750˚С з подальшим охолодженням.
Для процесу загартування потрібно масло з температурою від 1000 до 1050˚С. Відпустка роблять при 200-310˚С, якщо збільшити показники до 490-500˚С, то стійкість до корозії різко йде на спад в результаті збільшення кількості карбідів. Якщо після гарту з температурою до 350˚С в воду для охолодження додати поварену сіль у вигляді 3% розчину, то матеріал отримає задовільні антикорозійні якості.
Для відпалу встановлюють граничну температуру в межах 880-910˚С. Якщо обробляється профіль з поперечним перерізом до 700 мм, то застосовують технологію перекристалізації з подальшим відпуском. Температура при обробці холодом становить 70-85˚С, ковку роблять при 1195˚С спочатку, поступово доводячи температуру до 845˚С, потім витримують при 750˚С, охолоджують.
особливості матеріалу
Незважаючи на те що легування металу відбувається в найбільш економічному для виробництва режимі, сталь 95 × 18 в деяких випадках не рекомендується використовувати для виготовлення конструкційних деталей і елементів через деяких особливостей:
- збільшена здатність утворювати зерна при нагріванні;
- отримані великі зерна через відсутність поліморфних процесів при технологічній обробці не вдається усунути термічним впливом;
- стійкість до холоду зварних з'єднань з цього металу і самої стали обмежена порогом -40˚С;
- низьке формоутворення в процесі пластичної холодної деформації, це досягається за рахунок малого числа задіяних площин ковзання в структурній решітці.
Поліпшення властивостей матеріалу
Для підвищення стійкості і антикорозійні зварних швів, зниження здатності до зернообразованію в решітці вводять до складу карбидообразующие елементи. Додаткове зниження зернистості відбувається при включенні в сплав мікродоз поверхнево-активних компонентів, найефективнішим з яких є церій. Таке легування рідкоземельними елементами виявляється корисним тільки при ретельно дозованому введенні і з дотриманням технології.
На зниження хладоемкості сталей впливають такі домішки:
- азот і вуглець - при сумарній кількості в складі цих домішок ≤ 0, 01% значно зростає міцність і працездатність зварних швів їх феритних сталей з високим вмістом хрому;
- кисень, фосфор, в деякій мірі сірка, кремній і марганець також знижують хладоемкость матеріалу.
Якщо говорити про вимогу чистоти феритних хромистих сплавів, то дотримання такого показника якості веде до підвищення точності при технологічних процесах і виплавці. Антикорозійна стійкість проти руйнування межкристаллических з'єднань досягається при вмісті азоту і вуглецю в сумарному співвідношенні 0, 01-0, 015%. Якщо цей нормований показник перевищується, то додатково використовують стабілізатори у вигляді добавок ніобію і титану.
Підвищена крихкість феритних сталей виникає через порушення температурної технології обробки, іноді при інтервалі 540-860˚С виділяється їх твердого розчину середня фаза і з'являється «475˚С крихкість». Такі види підвищеної ламкості матеріалу є оборотними і прибираються при правильному термічному впливі.
Для підвищення поверхневих якостей важливо зв'язування силікатних включень з продуктами розкислення, для цього використовують метод легування кремнієм. Спосіб не дає можливості з'являтися точковим корозій на поверхні за рахунок дії кремнію у вигляді пасивної плівки.
Механічні навантаження для металу вибирають строго за призначенням, так як підвищена крихкість провокує руйнування кромки і поява кривизни леза при неправильному використанні предметів. Незважаючи на антикорозійні якості металу, тривале перебування лез в умовах насиченого розчину солі веде до порушення поверхневої цілісності і погано позначається на експлуатаційних якостях вироби. У більшості випадків характеристики 95 × 18 використовуються для виготовлення деталей, які при монтажі не піддаються зварюванні.
Загальна підрозділ сталей
Всі вироблені метали ділять на вуглецеві і леговані групи.
вуглецеві
Проводять, з'єднавши в процесі вуглець з залізом, при цьому вміст вуглецю обмежена до 2%, він стає головним компонентом, крім вводять фосфор, кремній, сірку, магній. Вуглецева сталь має кілька недоліків:
при підвищенні міцності зменшується пластичність металу;- при використанні виробів в теплих середовищ (200 ˚) втрачається міцність, твердість, знижуються ріжучі якості ножів;
- матеріал відрізняється низьким опором корозії, агресивного зовнішнього середовища, атмосферного впливу;
- при нагріванні значно розширюється в розмірах;
- через невисокі показники міцності вуглецевих металів збільшується товщина конструктивних елементів, дорожчає виріб, виникають складності проектування.
леговані
Ці метали крім звичайних домішок легується в процесі виробництва хімічними елементами для підвищення експлуатаційних характеристик. У процесі плавки до складу вводять нікель, хром, ванадій, вольфрам, молібден, марганець, кремній. Леговані стали ділять на групи:
- низьколеговані склади - не більш 2, 5% добавок і домішок;
- середньолеговані метали - домішки в діапазоні показників 2, 5-10%;
- високолеговані стали містять добавок понад 10% від маси.
У порівнянні з вуглецевими металами леговані стали мають велику кількість позитивних властивостей:
- збільшена тривалість експлуатації виробів;
- економія металу;
- підвищення продуктивності;
- зниження складнощів при проектуванні.
Використання легованої групи металів має вирішальне значення в прогресивної техніки, так як вони відрізняються високим показником жорсткості в поєднанні з міцністю в статичному стані. Ці показники варіюються в процесі виробництва за рахунок зміни вмісту вуглецю в процентному відношенні і умови термічної обробки. Залежно від вмісту вуглецю розрізняють такі види металів:
- низьковуглецеві - менше 0, 31%;
- середньовуглецеві - вуглець міститься 0, 31-0, 75%;
- до складу високовуглецевих сталей входить більше 0, 75% вуглецю.
Процес виробництва
Стали виплавляють з чавуну або готових чавунних заготовок, виробів і матеріалів, що містять залізо, використовують металевий лом і відходи. Для початку шлакообразования вводять шпат, вапно, використовують раскислители, наприклад, феромарганець, алюміній, додають легуючі компоненти.
Киснево-конвекторний спосіб передбачає початкове видалення з чавуну домішок і вуглецю за допомогою продування киснем і проводиться в перевертати печах округлої грушоподібної форми. Цей спосіб ділять на бесемерівський і томасовський.
Бесемерівський спосіб застосовується для плавки вихідний матеріал, що містить високий відсоток кремнію, який в процесі продування значно піднімає температуру сплаву (до 1500˚С). Паралельно йде окислення заліза і вигоряння вуглецевих домішок. Оксид заліза переходить в сталь, так як добре розчиняється в складі чавуну.
Томасівський метод використовують для чавуну з великою кількістю фтору в складі. Для футерування печі застосовують оксиди магнію і кальцію, що веде до підвищеного вмісту оксидів в шлакообразующих речовинах. У процесі згоряння виходить фосфатний ангідрит, що реагує з надлишком кальцію і переходить в шлак. Тепло утворюється при згорянні фосфору.
Сталь 95 × 18 відмінно підходить для виготовлення ножів різного виду, ріжучих елементів агрегатів, верстатів. Її характеристики дозволяють застосовувати вироби тривалий час без порушення спочатку заданих якостей.