Болат — негізінен темір мен көміртегінің қоспасы; оның әмбебаптығы құрамын дәл реттеуге негізделген. Көміртегі — негізгі беріктік беруші элемент болса да, басқа элементтердің (жиі қатаң бақыланатын мөлшерде) қосылуы механикалық қасиеттерге, коррозияға төзімділікке және өңдеуге ыңғайлылыққа қатты әсер етеді. Әлемде 3500-нан астам әртүрлі болат маркасы танылған; сондықтан инженерлерге, өндірушілерге және сатып алушыларға қолданысқа сәйкес материал қасиеттерін таңдау үшін құрамдық отрядтарды түсіну маңызды.
Көміртекті болаттар: Темір мен көміртегінің негізі
Ko`mirdi` kozyl temi`r – temi`r o`nimi`ndegi eń u`lken zha`ne eń ko`p qollanilatug`in o`nimi`n to`bi`. Bu temi`rler negi`zinde temi`r men ko`mirtegi`den tu`radi, onyng ko`mirtegi` miqdarı grade men qollanu`lyg`a baylanysty 0.05% den 1.35% ge shekem auyisydy. Aniqtama boyynsha, ko`mirdi` kozyl temi`rdegi qosymsha elementterdi`ng miqdary 1% ko`mirtegi`, 1.65% mangani`, 0.6% kremniy, 0.6% mis, 0.4% fosfor, 0.05% kuku`rttan aspauy tiis.
Ko`mirdi` kozyl temi`rler ko`mirtegi` miqdaryna qara`py u`sh i`shki to`pkemege bo`li`nedi. Төменгі көміртегілі болаттар (ko`mirtegi` 0.3% ge shekem) – jaksy dy`wyshtylyq pen pishin beru qasietteri bar, sondyqtan jaldyz qurulys qollanu`lary, awtomobil korpusy panelderi men parag`y o`nimi`n ushin ideal. AISI 1018 – eń ko`p tanylg`an soyutylgan temi`rlerdi`ng biri, onyng ko`mirtegi` miqdary 0.14–0.20%, mangani` 0.6–0.9%, temi`r 98.81–99.26% quramyna kiredi. Орташа көміртекті болаттар (ko`mirtegi` 0.3–0.6%) – val, di`skeler, mashinalar boli`kteri ushin jogsary kushe`ti`lik pen syrylmaytug`ynyq qasietteri bar. Jogsary ko`mirdi` kozyl temi`rler (көміртектің 0,6% -дан астамы) кесу құралдары, бұрыштар және сым өнімдері үшін ең жоғары қаттылық пен тозуға төзімділік береді. ASTM A36 ең кеңінен анықталған құрылымдық көміртекті болат, 0,250,29% көміртек, шамамен 0,75% марганец, фосфорды 0,04%-ға және күкіртті 0,05%-ға шектейді.
Құрама болат: стратегиялық қосымшалар арқылы өнімділігін арттыру
Аллюоидті болаттар арнайы механикалық қасиеттерге, қаттылыққа және коррозияға төзімділікке қол жеткізу үшін көміртек пен марганецтен басқа элементтерді әдейі қосу арқылы ерекшеленеді. Ең маңызды қорытпа элементтеріне хром, молибден, никель, ванадий және кремний кіреді, олардың әрқайсысы ерекше қасиеттерге ие.
AISI 4140 , жоғары беріктік біліктері мен машина бөлшектерінде кеңінен қолданылатын хром-молибден қорытпалы болат, 0,380,43% көміртек, 0,751,0% марганец, 0,81,10% хром және 0,150,25% молибден, темір құрамында шамамен 96,897,8% бар. AISI 4340 , критикалық әуе-ғарыштық және автомобильдік қолданыстар үшін белгіленген жоғары беріктіктің қорытпасы болып табылатын болат, 0,38–0,45% көміртегі, 0,60–0,80% марганец, 0,70–0,90% хром, 1,65–2,00% никель және 0,20–0,30% молибден құрамында. Никель қосылуы ерекше төзімділікті және соққыға төзімділікті, әсіресе төмен температурада айтарлықтай жақсартады. AISI 8620 , беті қатайтылатын қорытпалы болат, 0,35–0,45% көміртегі, 0,45–0,70% марганец, 0,90–1,40% хром және 0,20–0,35% молибден құрамында. Бұл қорытпалы стратегиялар инженерлерге көміртекті болаттар қанағаттандыра алмайтын қатаң жұмыс жағдайларына дәл сәйкес келетін материалдарды таңдауға мүмкіндік береді.
Коррозияға төзімді болаттар: Хромның артықшылығы
Коррозияға төзімді болаттар коррозияға төзімділік қамтамасыз ететін қорғаныштық пассивті тотығы қабатын түзуге қажетті 10,5%-дан астам хром құрамымен анықталады. Хром құрамы әдетте 10–20% аралығында, кейбір маркаларда 30%-дан асады. Коррозияға төзімді болаттар микрояпысы және құрамы бойынша бірнеше отбасыларға бөлінеді.
Аустениттік тот баспайтын болаттар , ең кең таралған отбасы, жоғары хром және никель мөлшерімен сипатталады. 304 маркасы , негізгі марка, 18–20% хром мен 8–10,5% никельден тұрады, көміртегінің максималды мөлшері 0,08%, марганец — 2% шегінде. Бұл құрам өте жақсы коррозияға төзімділік, пішіндеу қабілеті мен дәнекерлеуге қабілеттілік қамтамасыз етеді. 316 маркасы , хлоридтерге және піттингке қарсы күшейтілген төзімділік береді, 16–18% хром, 10–14% никель және 2–3% молибденнен тұрады. Ферриттік коррозияға төзімді болаттар , сияқты 430-типі , 16–18% хромнан тұрады, никельдің мөлшері аз немесе мүлдем жоқ, сондықтан олар магниттік және коррозияға төзімділігі төменірек қолданыстар үшін тиімдірек. Ферриттік маркаларда никельдің болмауы шығындарды азайтады, бірақ жеңіл орталарда жақсы коррозияға төзімділікті сақтайды.
Сынау болаттары: Жоғары көміртекті, жоғары өнімділікті
Аспаптық болаттар — бұл аса қаттылық, тозуға төзімділік және жоғары температурада өлшемдік тұрақтылық талап ететін кесу, пішіндеу және пішін беру қолданыстары үшін арналған мамандандырылған қорытпалар. Бұл болаттарда құрылымдық болаттарға қарағанда көп мөлшерде көміртегі мен қоспалы элементтер болады.
D2 құрал болаты d2 — жоғары көміртегілі, жоғары хромды суытпай-ақ қатаятын болат, оның құрамында шамамен 1,40–1,60% көміртегі мен 11,00–13,00% хром бар. Бұл құрам хром карбидтерінің көп көлемін тудырады, сондықтан ол қиып алу үшін қолданылатын калыптарға, пішіндеу құралдарына және кесу қолданыстарына өте жоғары тозуға төзімділік қамтамасыз етеді. S7 құралдық болаты s7 — ауамен қатаятын, соққыға төзімді марка, оның құрамында 0,45–0,55% көміртегі, 3,00–3,50% хром және 1,40% молибден бар. Оның тепе-теңдікті құрамы қашауларға, соққылы жұмыс істейтін штамптарға және қатты соққы жүктемелеріне ұшырайтын калыптарға жақсы тұрақтылық пен соққыға төзімділік қамтамасыз етеді. O1 құрал болаты , майысқан темірді қатайтатын суыту үшін қолданылатын салқын жұмыс маркасы, жалпы мақсаттағы құралдардың қолданылуы үшін жақсы тозуға төзімділік пен өлшемдік тұрақтылық қасиеттерін қамтамасыз ететін шамамен 0,85–1,00% көміртегі мен 0,50% хромды қамтиды.
Дөңгелек темірлер: Жоғары көміртегілі, ерекше қасиеттері бар
Дөңгелек темірлер — бұл көміртегі мөлшері әдетте 2%-дан асатын темір-көміртегі қорытпалары, олар көміртегі мөлшері 2%-дан аз болатын болаттардан айрықша болады. Жоғары көміртегі мөлшері мен көміртегінің түрі дөңгелек темірдің әртүрлі түрлерінің қасиеттерін анықтайды.
Сіріт күлші құмасы , ең кең тараған түрі, 2,5–4,2% көміртегі мен 1,0–3,0% кремнийді қамтиды. Көміртегі графит жапырақшалары түрінде болады, бұл жақсы сіңіру қабілеті мен өңделуге ыңғайлылық қасиеттерін қамтамасыз етеді, бірақ созылу беріктігін төмендетеді. Пластинкалы (Түйіршікті) Шойын 3,0–4,0% көміртегі мен 1,8–3,0% кремнийді қамтиды. Көміртегі магний немесе церий қосылуы арқылы сфералық графит түйіршіктері түрінде пайда болады, бұл көк темірге қарағанда әлдеқайда жоғары беріктік пен иілгіштік қасиеттерін қамтамасыз етеді. Қысылған графитті темір орташа орын алады, онда көміртегі 2,5–4,0 пайыз және кремний 1,5–3,0 пайыз болады; графит тығыздалған түрде болады, бұл беріктік пен жылу өткізгіштігінің тепе-теңдігін қамтамасыз етеді. Шойындардағы көміртегі мөлшері әдетте 2,5–4,0 пайыз аралығында болады және бұл оларды болаттан ажырататын негізгі фактор болып табылады; сондай-ақ, олардың қозғалтқыш корпусы, трубалар, машиналар негізі және ауыр жабдық компоненттері сияқты қолданыстарын анықтайды.
Стандарттар және іздердің ізденілуі
Болат өнімдерінің құрамы ASTM (Америкалық), EN (Еуропалық), JIS (Жапондық) және GB (Қытайлық) сияқты халықаралық стандарттармен реттеледі. Бұл стандарттар әрбір элемент үшін рұқсат етілетін шектерді анықтайды және болаттарды сыныптар бойынша жіктейді, осылайша тұрақтылықты, іздердің ізденілуін және өнімнің сенімділігін қамтамасыз етеді. Материалдың сертификаттары, соның ішінде цехтық сынақ есептері, әрбір өндірістік партияның нақты химиялық құрамы мен механикалық қасиеттерін құжаттайды; бұл сапаны қамтамасыз ету үшін маңызды қолданыстарда іздердің ізденілуін қамтамасыз етеді.
