予備共析鋼：構造、特性、製造および適用

炭素鋼の広範な使用建設業や業界では一般的です。いわゆるテクニカルアイアンのグループには、完成した製品や構造物の性能向上を決定する多くの利点があります。強度および負荷に対する抵抗の最適特性に加えて、このような合金は柔軟な動的特性も有する。特に、大部分の炭素質混合物を有する予備共析鋼は、その高い延性のために評価される。しかし、これは高強度鉄のこのタイプのすべての利点ではありません。

合金に関する一般的な情報

スチールの特徴は、特別にドープされた不純物および炭素の構造。実際、炭素の含有量は、予備共析合金によって決定される。ここでは、説明されている様々な技術的鉄と共通する古典的共析鋼とレベブー鋼を区別することが重要です。鋼の構造クラスを考慮すると、予備共析合金は共析物を指すが、ドープされたフェライトおよびパーライトを含む。過共析出物との主な違いは、炭素のレベルであり、これは0.8％以下である。この指数を超えると、鋼を高級共析石と呼ぶことができます。いくつかの点で、予備共析石の反対側は過共析鋼であり、パーライトに加えて炭化物の二次不純物も含有する。このように、共析石の一般的な群から予備共析合金を単離することを可能にする2つの主な要因が存在する。第1に、これは炭素の含有量が比較的少なく、第2に、それはフェライトであるという特殊な不純物のセットです。

製造技術

一般的な製造プロセス予備共析鋼は他の合金の製造に類似している。すなわち、同じ技術が使用されるが、他の構成では、特定の構造を得るためには、予備共析鋼に特別な注意を払う必要があります。この目的のために、冷却の背景にオーステナイトの分解を保証する技術が必要である。次に、オーステナイトは、同じフェライトおよびパーライトを含む混合混合物である。加熱および冷却の強度を調整することにより、技術者はこの添加剤の分散を制御することができ、最終的に材料の様々な操作品質の形成に影響を与える。

しかしながら、パーライトは、同じレベルにとどまっています。その後のアニーリングは微細構造の形成を修正することができるが、炭素含有量は0.8％以内である。鉄骨構造の形成過程における義務的段階は正規化である。この手順は、同じオーステナイトの結晶粒を部分的に最適化するために必要です。言い換えれば、フェライトとパーライトの粒子が最適サイズに縮小され、これは鋼の技術的および物理的特性をさらに改善する。これは複雑なプロセスであり、その多くは加熱調節の品質に依存する。温度範囲を超えると、反対の効果、すなわちオーステナイト粒の増加がもたらされる。

鋼のアニーリング

いくつかの方法を使用することが実践されているアニーリング。完全で不完全なアニーリングの技術は根本的に異なります。第1のケースでは、オーステナイトを臨界温度に強く加熱し、その後冷却を正規化する。ここで、オーステナイトは分解する。原則として、鋼の完全なアニーリングは700〜800℃モードで行われます。このレベルでの熱処理は、フェライト元素の腐食過程を活性化するに過ぎない。冷却速度は調整することもできます。たとえば、保守要員がカメラのドアを閉じるか開いて制御することができます。自動モードの等温炉の最新モデルは、指定されたプログラムに従って低速冷却を行うことができます。

不完全なアニーリングに関して、それは製造される800℃を超える温度で加熱するとしかしながら、臨界温度効果の保持時間には重大な制限がある。このため、不完全な焼きなましが起こり、その結果、フェライトは消失しない。その結果、将来の材料の構造における多くの欠点が排除されない。なぜ物理的性質を改善しないのであれば、このような焼なましが必要なのでしょうか？実際、ソフト構造を保つことができるのは不完全な熱処理です。最終的な材料は、炭素鋼のような一般的な適用分野では必要ではないが、容易に機械加工することができる。軟らかいプレ共析合金は、何ら問題なく切断でき、製造工程で製造するのが安価です。

合金の標準化

焼成後、熱処理。正規化と加熱の操作を分離する。いずれの場合も、温度が1000℃を超えることができるワークピース上の熱作用の問題である。しかし、それ自体では、熱処理前に共析鋼の規格化が行われる。この段階で、穏やかな空気中で冷却が始まり、そこでは、微細なオーステナイトが完全に形成されるまでエージングが行われる。すなわち、加熱は、合金を正規化された状態にする前に一種の準備動作である。具体的な構造変化について話すと、フェライトとパーライトのサイズを小さくし、硬度を上げることで表現されることが最も多いです。アニール手順によって達成される同様の特性と比較して、粒子の強度特性が増加する。

正規化後、別の長い暴露で加熱する。その後、ワークピースは冷却され、この工程は様々な方法で実施することができる。最終的なプレ共析鋼は、空気中又は徐冷炉内で得られる。練習が示すように、最も高品質の合金は、標準化の完全な技術を使用して形成されます。

合金の構造に対する温度の影響

形成プロセスにおける温度の干渉鋼の組織は、フェライトセメンタイト塊がオーステナイトに変わる瞬間から始まります。換言すれば、パーライトは機能性混合物の状態に移行し、これは部分的に高強度鋼の形成の基礎となる。熱作用の次の段階で、硬化した鋼は過剰のフェライトを除去する。すでに述べたように、不完全なアニーリングの場合のように、必ずしも完全に除去するとは限りません。しかし、古典的な予備共析合金は依然としてこのオーステナイト成分の除去を示唆している。次の段階では、既存の組成物の最適化が既に最適化された構造を形成することを期待して行われている。すなわち、増加した強度特性の獲得と共に合金粒子が減少する。

過冷却による等温変態オーステナイトの混合物は異なるモードで実施することができ、温度レベルは技術者によって制御されるパラメータの1つに過ぎない。熱作用、冷却速度などのピーク間隔も異なります。選択された規格モードに応じて、いくつかの技術的および物理的特性を持つ硬化鋼が得られます。この段階では、特定の操作特性を設定することも可能である。鮮明な例は、効率的なさらなる加工を目的として得られた軟質構造の合金である。しかし、多くの場合、製造者は、金属の基本的な技術的および操作的品質に対するエンドユーザの要求および彼の要求に向けて指向している。

鋼の構造

温度700における正規化モード°Cは、フェライトとパーライトのグレインが基本となる構造の形成を引き起こします。ところで、フェライトの代わりに過共析鋼にはセメンタイトがある。室温では、過剰なフェライトの量は通常の状態でも認められるが、この部分は炭素の増加とともに最小限に抑えられる。スチールの構造は炭素含量に依存していることを強調することが重要です。それは実質的に同じ加熱工程における主成分の挙動に影響を及ぼさず、そのほとんどはパーライトに集中している。実際には、パーライト、および炭素含有量のレベルを決定することができます - 原則として、これは些細な量です。

もう一つの構造的なニュアンスは面白いです。事実、パーライトとフェライトの粒子は同じ比重を持っています。これは、全質量の中のこれらの成分のうちの1つの数によって、それが占める総面積が何であるかを知ることができることを意味する。従って、ミクロ切片の表面が研究される。予備共析鋼が加熱されたモードに応じて、オーステナイト粒子の分数パラメータが形成される。しかし、これはほとんど独特の価値観が形成された個々の形式で起こります。異なる指標の限界が標準的なままであることは別の問題です。

プレ共析鋼の性質

この金属は低炭素に属する鉄鋼、その具体的な性能特性は彼から期待することはできません。合金の強度特性が大幅に共析を失うことを言えば十分。これは、単に構造の違いによるものです。過剰な鉄を含むdoevtektoidnyhグレード鋼は、構造セットにセメントを持つ強度アナログで劣っているという事実。部分的にこのような理由のために、建設部門のための技術は、フェライトの変位に最高焼成操作を実装されたの生産に合金を使用することをお勧めします。

我々が肯定的な例外的なこの材料の特性は、可塑性、破壊の自然な生物学的プロセスへの耐性などからなる。これに伴って、予備共析鋼の硬化は、金属および多くの追加の性質を加えることができる。例えば、熱安定性が高く、腐食プロセスの素因がなく、従来の低炭素合金に特有の様々な保護特性がある。

アプリケーション

ある程度の強度低下にもかかわらず特性は、フェライト鋼のクラスに対する金属のメンバーシップのために、この材料は異なる領域に分布している。例えば、工学産業では、共析鋼からなる部品が使用される。もう一つは、合金の高グレードが使用されていることです。その製造には、焙焼と標準化の高度な技術が使用されました。また、フェライトの含有量を低減した予備共析鋼の組織は、建築構造物の製造に金属を使用することを可能にする。さらに、このタイプの鋼のいくつかのブランドの手頃な価格は、大幅な節約を期待することができます。時には、建築材料およびスチールモジュールの製造において、強度を上げる必要はないが、耐久性および弾力性を必要とする。そのような場合には、予備共析合金の使用を正当化する。

生産

製造、準備、リリース多くの企業がロシアの予備共析金属に従事しています。例えば、Ural非鉄金属プラント（UZTSM）は、このタイプのいくつかのタイプの鋼を生産し、消費者に異なる技術的および物理的特性のセットを提供する。ウラル鋼工場は、高品質の合金成分を含むフェライト鋼を生産しています。加えて、高温、高クロムおよびステンレス金属を含む合金の特殊な改質がこの範囲で利用可能である。

最大の生産者の中には、エンタープライズ "Metalloinvest"この会社の能力は、建設に使用するために設計された、事前共析構造を有する構造用鋼を製造する。現時点では、同社の製鉄工場は、フェライト合金の強度指標の弱点を改善することを可能にする新しい基準に従って動作します。特に、同社の技術者は、材料の靭性と疲労抵抗を最適化するために、電圧強度係数を増加させることに取り組んでいます。これにより、ほぼ汎用の合金を提供することができます。

結論

技術的にも運用的にもいくつかあります工業用金属および建築用金属の特性は、基本的であり、定期的に改善されると考えられている。しかし、構造と技術プロセスが複雑になるにつれて、要素ベースに新しい要件が生じます。この点で、共析鋼が明確に現れ、異なる性能品質が集中している。この金属の使用は、いくつかの超高屈折率を有する部品が必要な場合ではなく、異なる特性の特別な非典型的なセットが必要とされる状況において正当化される。この場合、金属は、最適な耐衝撃性を有する柔軟性と可塑性との組み合わせの例と、ほとんどの炭素合金に特徴的な基本的な保護特性を示す。