Како разликовати висококвалитетни угљенични челик од обичног угљеничног челика?

Садржај угљеника: фактор који одређује квалитет угљенског челика

Квантитативне методе: Анализа сагоревања и оптичка спектрометрија емисије (ОЕС)

Точно мерење угљен-хидрокалоса је оно што прави квалитетни угљен-хидрокалосни челик изузетним од остатка. Лабораторије се и данас ослањају на анализу сагоревања као на методу. Процес у основи спаљава материјал узорка и мере колико се CO2 излази, дајући прецизна одчитања до око плус или минус пола десетине процената садржаја угљеника. Међутим, када је време важно, многи се окрећу оптичкој емисијској спектрометрији, која се обично назива ОЕС. Ова техника зап-а металне површине електричним искрама и чита светлостне обрасце које се емитују како би утврдила ниво угљеника за нешто мање од минуту. Оба приступа ухвативају оне мале нечистоће које могу уништити својства челика. Већина фабрика је прихватила ОЕС за свакодневне проверке квалитета јер је тако брз. Сериозни произвођачи такође све проверују према стандардима АСТМ Е1019, осигуравајући да њихов челик испуњава све захтеве за важне послове као што су изградња мостова или производња резервоара под притиском где неуспех није опција.

Брза проверка на терену: испитивање искра и визуелно-металуршка корелација

Ако лабораторијска опрема није доступна, испитивање искра пружа брз начин да се процени садржај угљеника. Шта се дешава? Техници узимају узорке челика и трију их о абразивног кола, а затим посматрају какве искре излазе. Челик са нижим нивоом угљеника испод око 0,30 посто има тенденцију да ствара дуге искре. С друге стране, када се бавимо већим садржајем угљеника од око 0,60 одсто, видимо те густе групе искра које се разграђују свуда. Опитни професионалци који су то урадили много пута могу да упоредију ове обрасце искра са оним што виде под микроскопом гледајући ствари као што је униформантност структура зрна. То помаже да се открију проблеми у којима материјали могу бити неравномерни или имају груба, неравномерна зрна која чине метал свеукупно слабијим. Имајте на уму да ова метода није тачна наука са прецизношћу од око 0,10 одсто, али и даље омогућава радницима да сортирају различите материјале одмах на месту пре него што неко мора да уради скупије тестове који уништавају узорке.

Услед тога, укупна вредност угледног челика у угледном челину може бити одређена.

Тврдост, друктилитет и тврдоћа у заједничким уголничким опсеговима (0,050,60%)

Количина угљеника у челику заиста утиче на то колико је чврста, флексибилна и чврста. Челићи са мање од 0,25% угљеника су прилично гнусни (можу се истезати преко 25%) и добро отпорују ударима, иако не задржавају толико снаге пре кршења (обично између 280 и 550 МПа). Када дођемо до челика са око 0,30 до 0,60% угљеника, нешто занимљиво се дешава. Челик постаје јачи због начина на који се атоми угљеника уклапају у структуру метала, што доводи до чврстоће излаза до око 500-700 МПа. Али постоји и улов - ови челићи више нису флексибилни. Шта то значи у пракси? Ниско угљенски челик ће се прилично савити пре него што се скрене, што га чини добрим за ствари као што су панели кузава аутомобила. С друге стране, средњи и високо угљенични челићи имају тенденцију да се изненада скрчу када се тешко ударе, због чега су за одређене примене потребни посебни третман. Занимљиво је да челик достиже своју најбољу равнотежу чврстоће и флексибилности негде између 0,15% и 0,30% садржаја угљеника. Након тога, у целом металу почињу да се формирају мале карбидне честице, што у ствари олакшава ширење пукотина када се деси оштећење.

Границе заваривања: Зашто висококвалитетни угљенски челик остаје ≤0,25% Ц за поуздану производњу

Квалитет заваривача у великој мери зависи од садржаја угљеника, због чега већина индустријских стандарда ограничава конструктивно заваривање на око 0,25% угљеника или ниже. Када челик пређе ову границу, проблеми почињу да се појављују у подручјима погођеним топлотом где се формира мартензит, што чини пукотине три пута вероватније током процеса производње. Челик са вишим нивоом угљеника, рецимо било шта изнад 0,60%, треба посебно обрађивати пре и после заваривања како би се контролисали врхови тврдоће који могу достићи 500 HV или више. Ови додатни третмани дефинитивно додају на крајњу линију, обично повећавајући трошкове за пројекте од 40 до 60 посто. Зато инжењери који раде на стварима као што су притисни судови или изградња мостова одређују сертификоване ниско-угледне челике у распону од 0,15 до 0,22%. Ови материјали производе боље завариваче, а ипак задржавају чврстоћу, са својствима за истезање који остају далеко изнад 400 МПа чак и након што се споју.

Сертификована механичка својства као мерила квалитета за угљенски челик

Када је у питању квалитет угљенског челика, сертификована механичка својства пружају конкретан доказ који одваја врхунске легуре од нижих. Стандарди за тестирање које су поставили организације попут АСТМ Интернешнол разматрају три главна фактора: колико силе материјал може да издржи пре него што се сломи (јакост на истечење), када почиње да трајно деформише (јакост на истечење) и колико се истеже под притиском (проду Ови бројеви су заиста важни у пракси. Узмите структурни челик на пример, потребно му је најмање 36 кси (око 250 МПа) чврстоће у складу са ASTM A36 спецификацијама да би се носили сви те покретни делови у зградама и мостовима. Извештаји о тестовима материјала из поштено познатих фабрика потврђују да је све проверено. Студије показују да конструкције изграђене од проверених материјала имају 72% мање неуспеха него оне направљене од неиспитаног челика. Произвођачи који прескачу документацију ризикују да ће њихов угљенски челик бити скршен под нормалним оптерећењем или да ће прерано почети да се рђа. За велике инфраструктурне радове где животи људи зависе од чврсте конструкције, добијање потврде треће стране није само добра пракса, већ је апсолутно неопходно и за безбедност и дуготрајну издржљивост.

Испитивање тврдоће и валидација топлотне обраде за класификацију угљенског челика

Бринелл против Рокуелл: Избор правог теста тврдоће за процену угљенског челика

Избор правог теста тврдоће за угљенски челик значи знати када изабрати Бринелл над Роцквеллом и обрнуто. Бринеллов метод ради притиском кугле од волфрам карбида у материјал са тешким тежинама у распону од око 500 до 3000 килограма снаге. Ово ствара веће убоде које добро раде на грубим зрнама и неравномерним површинама као што су недовршени метални сток или ливене делове. Међутим, Роквелови тестови су другачији. Користи се или дијамантни врхови или мање челичне кугле које се примењују у два корака, прво лаган притисак, а затим тежак. Читања се издвајају одмах без потребе за израчунима, што их чини одличним за танче материјале и крајње производе где је важно одржавати равнотежу површине.

Интерпретација података о тврдоћи у контексту: корелација вредности са садржајем угљеника и историјом огревања

Гледајући бројке тврдоће без познавања позадине карбоновог челика не говори много о стварној слици. Узмите Рокуелл Ц читање око 50 на пример то може доћи од обичних старих 0,60% угљенског челика који није био третирани уопште, или алтернативно од око 0,30% угљенског челика који је прошао кроз гашење и оштрење процеса. Да би добили смисао од ових одчитања, произвођачи их морају поређење са стварним записима топлотне обраде. Процес загајања у основи удара челик са око 1500 степени Фаренхајта да би у њему ухватио угљен, дајући максималну тврдоћу. Затим долази оштрење између 300 и 700 степени Фаренхајта што уклања неке од тих крхкости, док задржава већину снаге непокрену. Уопштено говорећи, сваки пад од 50 степени током оштривања обично додаје око 10 до 15 поена на Бринелловој скали. Добар квалитет угљенског челика треба да покаже прилично конзистентан ниво тврдоће у различитим серијама, остајући у оквиру око плюс или минус 3 ХРЦ тачке. Када се комбинује са оптичком спектроскопијом емисије за проверу садржаја угљеника, ова конзистенција помаже у потврђивању стабилних производних процеса у производним постројењима.

Често постављене питања

Шта је АСТМ Е1019?

АСТМ Е1019 је стандардна метода за анализу угљеника, сумпора, азота и кисеоника у челичним производима. Она осигурава да се прецизна мерења и референтне вредности придржавају у индустријској пракси.

Зашто је садржај угљеника важан у угљенском челику?

Садржај угљеника значајно утиче на чврстоћу, гнусност и заваривост челика. Разумевање и контрола тога су од кључног значаја за производњу висококвалитетног челика који испуњава специфичне захтеве за перформансе.

Како испитивање искра помаже у процењивању садржаја угљеника?

Испитивање искра омогућава техничарима да направе грубе процене садржаја угљеника челика на основу врсте и изгледа искра које се емитују када се челик смије против абразивног точкова.