Kako razlikovati kvalitetni ugljični čelik od običnog ugljičnog čelika?

Sadržaj ugljika: odlučujući faktor kvalitete ugljikovog čelika

U slučaju da se primjenjuje metoda iz točke (a) ovog članka, za sve proizvode koji se upotrebljavaju u proizvodnji goriva, primjenjuje se metoda iz točke (a) ovog članka.

Točan mjerenje ugljika je ono što čini kvalitetni ugljikovni čelik izvanrednim. Laboratoriji se još uvijek oslanjaju na analizu sagorevanja kao njihov ići na metodu ovih dana. Ovaj proces u osnovi spali uzorak materijala i mjeri koliko CO2 izlazi, pružajući precizne odčitavanja do oko plus ili minus pola desetine posto sadržaja ugljika. Međutim, kad je vrijeme važno, mnogi se okreću optičkoj emisijskoj spektrometriji, koja se obično naziva OES. Ova tehnika zaps metalnim površinama s električnim iskre i čita svjetlosne obrasce emitirane da izračuna razinu ugljika u nešto manje od minute ravno. Oba pristupa hvataju one sitne nečistoće koje mogu uništiti čelične svojstva. Većina tvornica je prihvatila OES za svakodnevne provjere kvalitete jer je tako brz. Ozbiljni proizvođači dvostruko provjeravaju sve prema ASTM E1019 standardima, osiguravajući da njihov čelik ispunjava sve zahtjeve za važne poslove poput izgradnje mostova ili proizvodnje rezervoara pod pritiskom gdje neuspjeh nije opcija.

U slučaju da se primjenjuje primjena ovog članka, primjenjuje se sljedeći postupak:

Ako laboratorijska oprema nije dostupna, ispitivanje iskre pruža brz način procjene sadržaja ugljika. Što se događa? -Ne znam. Tehnici uzimaju uzorke čelika i trljaju ih o otpušnuću kolo, a zatim promatraju kakve iskre izlaze. Čelični materijal s nižim udjelom ugljika ispod 0,30 posto stvara duge, ravne iskre. S druge strane, kada imamo posla s većim sadržajem ugljika od oko 0,60 posto, vidimo te debele skupine iskre koje se rasprostrukuju posvuda. Vješti stručnjaci koji su to učinili mnogo puta mogu uskladiti ove uzorke iskre s onim što vide pod mikroskopom gledajući stvari poput jednakih struktura zrna. To pomaže u otkrivanju problema u kojima materijali mogu biti neravnomjerni ili imaju grube, nagibane zrna koje čine metal slabijim. Imajte na umu da ova metoda nije točna znanost sa plusom ili minusom tačnosti od oko 0,10 posto, ali još uvijek omogućuje radnicima sortiranje različitih materijala na licu mjesta prije nego što netko mora napraviti skuplje testove koji uništavaju uzorke.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Čvrstoća, fleksibilnost i čvrstoća u zajedničkim razredima ugljika (0,050,60%)

Količina ugljika u čeliku utječe na njegovu čvrstoću, fleksibilnost i čvrstoću. Čelici s manje od 0,25% ugljika su prilično fleksibilni (mogu se isteći preko 25%) i dobro otporni na udare, iako ne zadržavaju toliko snage prije lomljenja (obično između 280 i 550 MPa). Kada dođemo do čelika s oko 0,30 do 0,60% ugljika, nešto zanimljivo se događa. Čelični vlakni postaju jači zbog načina na koji se atomi ugljika uklapaju u strukturu metala, što povećava snagu od 500 do 700 MPa. Ali ima i zamka - ovi čelikovi više nisu fleksibilni. Što to znači u praksi? Niskougljenični čelik će se prilično savijati prije nego što se slomi, što ih čini dobrim za stvari poput panela karoserije automobila. S druge strane, srednji i visokokarboni čelik imaju tendenciju da se naglo puknu kada se teško udare, zbog čega su za određene primjene potrebni posebni tretman. Zanimljivo je da čelik postiže najbolju ravnotežu snage i fleksibilnosti negdje između 0,15% i 0,30% sadržaja ugljika. Nakon te točke, male čestice karbida počinju se formirati po cijelom metalu, što zapravo olakšava rascjepe da se prošire kada se dogodi oštećenje.

Granice zavarivosti: Zašto visokokvalitetni ugljični čelik ostaje ≤ 0,25% C za pouzdanu proizvodnju

Kvalitet zavarivanja ovisi u velikoj mjeri o sadržaju ugljika, zbog čega većina industrijskih standarda ograničava strukturno zavarivanje na oko 0,25% ugljika ili niže. Kada čelik pređe ovu granicu, problemi se pojavljuju u područjima pogođenim toplinom gdje se martensit formira, što čini pukotine tri puta vjerojatnije tijekom procesa proizvodnje. Čelični materijal s većim udjelom ugljika, recimo iznad 0,60%, treba posebno rukovanje prije i nakon zavarivanja kako bi se kontrolirali vrhovi tvrdoće koji mogu doseći 500 HV ili više. Ovi dodatni tretmani svakako povećavaju zaradu, obično povećavajući troškove između 40 i 60 posto za projekte. Zato inženjeri koji rade na stvarima poput tlaknih posuda ili izgradnje mostova navode certificirane niskougljične čelikove u rasponu od 0,15 do 0,22%. Ti materijali proizvode bolje zavarivanja, a pritom zadržavaju netaknuću čvrstoću, a svojstva vještanja ostaju znatno iznad 400 MPa čak i nakon spajanja.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Kada je riječ o kvaliteti ugljikovog čelika, certificirana mehanička svojstva pružaju konkretne dokaze koji razlikuju vrhunske legure od nižih. Standardi ispitivanja koje su postavile organizacije poput ASTM International-a temelje se na tri glavna čimbenika: koliko sile materijal može izdržati prije lomljenja (tjeskobnost pri vučenju), kada počinje trajno deformirati (tjeskobnost pri izdržavanju) i koliko se pod pritiskom izdržava (izdu Ovi brojevi su stvarno važni u praksi. Primjerice, strukturni čelik treba najmanje 36 ksi (oko 250 MPa) snage u skladu s ASTM A36 specifikacijama kako bi se nosio s svim pokretnim dijelovima u zgradama i mostovima. Izvještaji o testiranju materijala iz uglednih tvornica potvrđuju da je sve provjereno. Studije pokazuju da konstrukcije izgrađene s provjerenim materijalima imaju 72% manje neuspjeha nego one iz neprovjerenog čelika. Proizvođači koji preskoče dokumentaciju rizikuju da im se ugljenični čelik pod normalnim opterećenjem razbije ili da se prebrzo zarđe. Za velike radove na infrastrukturi gdje životi ljudi ovise o čvrstoj konstrukciji, dobivanje potvrde treće strane nije samo dobra praksa, to je apsolutno neophodno i za sigurnost i dugoročnu izdržljivost.

U skladu s člankom 6. stavkom 1.

Brinell vs. Rockwell: Odabir pravog testa tvrdoće za procjenu ugljikovog čelika

Izbor ispravnog testa tvrdoće za ugljikov čelični znači znati kada odabrati Brinell nad Rockwell i obrnuto. Brinellova metoda radi pritiskom kugle od volframnog karbida na materijal s teškim teškama u rasponu od oko 500 do 3000 kilograma. To stvara veće ugruške koje dobro rade na grubim zrnama i naglim površinama poput nedovršenih metalnih materijala ili livenih dijelova. Rockwellovi testovi su drugačiji. Koriste ili dijamante vrhove ili manje čelične kuglice primjenjuje u dva koraka prvo lagan pritisak, a zatim teže. Odčitavanja se odmah izvode bez potrebe za proračunima, što ih čini odličnim za tanje materijale i finalne proizvode gdje je važno održati glatku površinu.

Interpretiranje podataka o tvrdoći u kontekstu: korelacija vrijednosti s sadržajem ugljika i poviješću temperiranja

Gledajući brojeve tvrdoće bez poznavanja pozadinske priče ugljikovog čelika ne govori puno o stvarnoj slici. Uzmimo Rockwell C čitanje oko 50 na primjer to može doći iz običnog starog 0,60% ugljikovo čelik koji nije bio obrađen uopće, ili alternativno od oko 0,30% ugljikovo čelik koji je prošao kroz ugasivanje i temperiranje postupke. Da bi se razumjeli ovi podaci, proizvođači ih moraju usporediti s stvarnim podacima o toplinskom tretmanu. Proces zagrijavanja u osnovi udara čelik dolje od oko 1500 stupnjeva Fahrenheita da bi zarobljen ugljenik unutra, dajući maksimalnu tvrdoću. Zatim dolazi temperiranje između 300 i 700 stupnjeva Celzijusa što uklanja nešto od krhkoće, a zadržava većinu snage netaknutu. Općenito govoreći, svaki pad od 50 stupnjeva tijekom temperiranja obično daje dodatnih 10 do 15 bodova na Brinellovoj skali. Dobar ugljen-čelični čelik bi trebao imati prilično konzistentne razine tvrdoće u različitim serijama, ostajući unutar oko plus ili minus 3 HRC točke. U kombinaciji s optičkom emisijskom spektroskopijom za provjeru sadržaja ugljika, ta dosljednost pomaže potvrditi stabilne proizvodne procese u proizvodnim postrojenjima.

ČESTO POSTAVLJANA PITANJA

Što je ASTM E1019?

ASTM E1019 je standardna metoda za analizu ugljika, sumpora, dušika i kisika u proizvodima od čelika. U skladu s člankom 3. stavkom 1.

Zašto je sadržaj ugljika važan u ugljikovom čeliku?

Sadržaj ugljika značajno utječe na čvrstoću, fleksibilnost i zavarivost čelika. Razumijevanje i kontrola toga od ključne je važnosti za proizvodnju visokokvalitetnog čelika koji ispunjava posebne zahtjeve za performanse.

Kako testiranje iskre pomaže u procjeni sadržaja ugljika?

Ispitivanje iskrenosti omogućuje tehničarima da naprave grube procjene sadržaja ugljika u čeliku na temelju vrste i izgleda iskrečenih iskra kada se čelik mlati na otpušnom kotaču.