Baja pra-eutektoid: struktur, sifat, produksi dan aplikasi

Penggunaan baja karbon tersebar luas dalam konstruksi dan industri. Sekelompok besi teknis yang disebut memiliki banyak kelebihan, yang menentukan peningkatan kinerja produk dan struktur akhir. Seiring dengan karakteristik kekuatan dan ketahanan terhadap beban yang optimal, paduan tersebut juga memiliki sifat dinamis yang fleksibel. Secara khusus, baja pra-eutektoid, yang juga memiliki persentase campuran karbon yang cukup banyak, dinilai karena daktilitasnya yang tinggi. Tapi ini tidak semua kelebihan dari jenis besi berkekuatan tinggi ini.

Informasi umum tentang paduan

Sifat khas baja adalah adanya pada struktur pengotor dan karbon paduan khusus. Sebenarnya kandungan karbon ditentukan oleh paduan pra-eutektoid. Di sini penting untuk membedakan antara eutektoid klasik dan juga baja lebedebury, yang memiliki banyak kesamaan dengan berbagai jenis besi teknis yang dijelaskan. Jika kita mempertimbangkan kelas struktural baja, paduan pra-eutektoid akan mengacu pada eutektoid, namun mengandung ferrites dan perlit alloy. Perbedaan utama dari hipereutektoid adalah tingkat karbon, yang berada di bawah 0,8%. Melebihi indikator ini memungkinkan kita untuk merujuk baja ke nilai penuh eutectoids. Dalam beberapa hal, kebalikan dari pre-eutektoid adalah baja hypereutectoid, yang juga mengandung kotoran sekunder karbida selain perlite. Dengan demikian, ada dua faktor utama yang memungkinkan untuk mengisolasi paduan pra-eutektoid dari kelompok umum eutektoid. Pertama, ini adalah kandungan karbon yang relatif kecil, dan kedua, ini adalah seperangkat kotoran khusus, yang basisnya adalah ferit.

Teknologi manufaktur

Proses teknologi umum pembuatan baja pra-eutektoid mirip dengan paduan lainnya. Artinya, teknik yang sama digunakan, tapi dalam konfigurasi lainnya. Perhatian khusus diberikan pada baja pra-eutektoid dalam hal mendapatkan struktur spesifiknya. Untuk melakukan ini, teknologi untuk memastikan dekomposisi austenit terhadap latar belakang pendinginan terlibat. Pada gilirannya, austenit adalah campuran gabungan yang mencakup ferit dan perlit yang sama. Dengan menyesuaikan intensitas pemanasan dan pendinginan, teknolog dapat mengendalikan dispersi aditif ini, yang pada akhirnya mempengaruhi pembentukan sifat operasional material tertentu.

Namun, indeks karbon yang disediakan oleh perlit tetap pada tingkat yang sama. Meskipun anil berikutnya dapat memperbaiki pembentukan mikrostruktur, kandungan karbonnya akan berada di dalam 0,8%. Tahap wajib dalam proses pembentukan struktur baja adalah normalisasi. Prosedur ini diperlukan untuk optimasi fraksional butiran dari austenit yang sama. Dengan kata lain, partikel ferit dan perlite dikurangi menjadi ukuran optimum, yang selanjutnya memperbaiki sifat teknis dan fisik baja. Ini adalah proses yang kompleks, yang banyak bergantung pada kualitas regulasi pemanasan. Jika rezim suhu terlampaui, efek sebaliknya bisa diberikan - kenaikan butiran austenit.

Annealing baja

Prakteknya adalah penggunaan beberapa metode anil. Teknik anil yang lengkap dan tidak lengkap secara fundamental berbeda. Dalam kasus pertama, pemanasan intensif austenit sampai suhu kritis terjadi , setelah pendinginan dinormalisasi. Di sini, austenit terurai. Sebagai aturan, anil baja lengkap dilakukan pada mode 700-800 ° C. Perawatan termal pada level ini hanya mengaktifkan proses peluruhan unsur ferit. Tingkat pendinginan juga dapat disesuaikan, misalnya, staf pemeliharaan dapat mengendalikan pintu kamera dengan menutup atau membukanya. Model tungku isotermal terbaru dalam mode otomatis dapat melakukan pendinginan lambat sesuai dengan program yang ditentukan.

Sedangkan untuk anil yang tidak sempurna, dihasilkan bila dipanaskan dengan suhu di atas 800 ° C. Namun, ada batasan serius pada waktu retensi efek suhu kritis. Untuk alasan ini, anil tidak lengkap terjadi, akibatnya ferit tidak hilang. Akibatnya, banyak kekurangan dalam struktur bahan masa depan tidak dihilangkan. Mengapa kita membutuhkan anil baja seperti itu, jika tidak memperbaiki kualitas fisik? Sebenarnya, ini adalah perlakuan panas yang tidak sempurna yang memungkinkan untuk menjaga struktur lembut. Bahan akhir mungkin tidak diperlukan di setiap bidang aplikasi yang khas untuk baja karbon seperti itu, namun akan mudah menimbulkan masalah. Paduan pre-eutektoid yang lembut dapat dipotong tanpa kesulitan dan lebih murah untuk dibuat dalam proses pembuatannya.

Normalisasi paduan

Setelah ditembak, serangkaian prosedur untuk pengobatan panas meningkat terjadi. Isolasi operasi normalisasi dan pemanasan. Dalam kedua kasus, ini adalah tindakan termal pada benda kerja, di mana suhunya bisa melebihi 1000 ° C. Tapi dengan sendirinya, normalisasi baja pra-eutektoid terjadi setelah selesainya perlakuan panas. Pada tahap ini, pendinginan dimulai di udara yang tenang, di mana penuaan berlangsung sampai austenit halus terbentuk sepenuhnya. Artinya, pemanasan adalah semacam operasi persiapan sebelum membawa paduan ke keadaan normal. Jika kita berbicara tentang perubahan struktural tertentu, maka paling sering hal tersebut diungkapkan dalam mengurangi dimensi ferit dan perlit, dan juga dalam meningkatkan kekerasannya. Sifat kekuatan partikel meningkat dalam hal dibandingkan dengan karakteristik serupa yang dicapai dengan prosedur anil.

Setelah normalisasi, prosedur pemanasan lain dengan paparan yang lama dapat terjadi. Kosong kemudian didinginkan, dan langkah ini bisa dilakukan dengan berbagai cara. Baja pra-eutektoid akhir diperoleh baik di udara atau di tungku pendingin yang lambat. Sebagai praktik menunjukkan, paduan kualitas terbaik dibentuk dengan menggunakan teknologi normalisasi penuh.

Pengaruh suhu pada struktur paduan

Intervensi suhu dalam proses pembentukan struktur baja dimulai dengan momen transformasi massa semen-ferit menjadi austenit. Dengan kata lain, perlite berubah menjadi keadaan campuran fungsional, yang sebagian menjadi dasar pembentukan baja berkekuatan tinggi. Pada tahap berikutnya paparan termal, baja yang mengeras menghilangkan kelebihan ferit. Seperti telah dicatat, tidak selalu menyingkirkannya sama sekali, seperti pada kasus anil yang tidak sempurna. Tapi paduan pre-eutektoid klasik masih menunjukkan penghapusan komponen austenit ini. Pada tahap selanjutnya, optimalisasi komposisi yang ada sudah berlangsung dengan harapan terbentuknya struktur yang optimal. Artinya, terjadi penurunan partikel paduan dengan perolehan sifat kekuatan yang meningkat.

Transformasi isotermal dengan campuran austenit superkonduktor dapat dilakukan dalam mode yang berbeda dan tingkat suhu hanyalah salah satu parameter yang dikendalikan oleh teknolog. Juga interval puncak pengaruh termal, laju pendinginan, dan lain-lain bervariasi. Bergantung pada mode normalisasi yang dipilih, baja yang mengeras dengan beberapa karakteristik teknis dan fisik diperoleh. Pada tahap inilah juga memungkinkan untuk menetapkan sifat operasional spesifik. Contoh yang jelas adalah paduan dengan struktur lunak, yang diperoleh untuk tujuan pemrosesan lebih efisien. Tapi yang paling sering produsen masih berorientasi pada kebutuhan pengguna akhir dan persyaratannya untuk kualitas teknis dan operasional dasar logam.

Struktur baja

Normalisasi pada suhu 700 ° C menyebabkan terbentuknya struktur dimana basisnya akan menjadi butiran ferit dan perlites. By the way, baja hypereutectoid bukan ferit memiliki sementit dalam struktur. Pada suhu kamar, kandungan ferit berlebih juga tercatat dalam keadaan biasa, meski bagian ini diminimalkan dengan meningkatnya karbon. Penting untuk ditekankan bahwa struktur baja sedikit bergantung pada kandungan karbon. Ini praktis tidak mempengaruhi perilaku komponen utama selama pemanasan yang sama dan hampir semua berkonsentrasi di perlite. Sebenarnya, perlit, dan Anda bisa menentukan tingkat kandungan campuran karbon - sebagai aturan, ini adalah jumlah yang tidak signifikan.

Nuansa struktural lainnya juga menarik. Faktanya adalah bahwa partikel perlit dan ferit memiliki gravitasi spesifik yang sama. Ini berarti bahwa dengan jumlah salah satu komponen ini dalam total massa, Anda dapat mengetahui berapa luas area yang ditempati olehnya. Dengan demikian, permukaan microsections dipelajari. Bergantung pada mode di mana baja pra-eutektoid dipanaskan, parameter pecahan partikel austenit terbentuk. Tapi ini terjadi hampir dalam format individual dengan pembentukan nilai unik - ini adalah masalah lain bahwa batasan pada indikator yang berbeda tetap standar.

Sifat baja pra-eutektoid

Logam ini termasuk baja karbon rendah, jadi tidak perlu menunggu kualitas kinerja khusus. Cukuplah untuk mengatakan bahwa dalam karakteristik kekuatan, paduan ini secara signifikan kehilangan eutektoid. Hal ini disebabkan adanya perbedaan struktur. Faktanya adalah bahwa kelas baja pre-eutektoid dengan kandungan ferrikel berlebih lebih rendah dari kekuatan pada analog yang memiliki sementit pada lapisan struktural. Sebagian karena alasan ini, teknolog merekomendasikan penggunaan paduan untuk industri konstruksi, dalam produksi dimana operasi penembakan dengan pemindahan ferrites secara maksimal direalisasikan.

Jika kita berbicara tentang sifat luar biasa positif dari bahan ini, mereka terdiri dari plastisitas, ketahanan terhadap proses penghancuran biologis alami, dll. Seiring dengan ini, pendinginan baja pra-eutektoid dapat menambahkan sejumlah kualitas tambahan pada logam. Misalnya, dapat meningkatkan stabilitas termal, dan kurangnya predisposisi terhadap proses korosi, serta berbagai sifat pelindung yang melekat pada paduan karbon rendah konvensional.

Aplikasi

Meskipun ada beberapa penurunan sifat kekuatan karena keanggotaan logam di kelas baja ferit, bahan ini biasa terjadi di berbagai bidang. Misalnya, di industri rekayasa, bagian yang terbuat dari baja pra-eutektoid digunakan. Hal lain adalah bahwa nilai paduan yang tinggi digunakan, dalam pembuatan teknologi canggih pemanggangan dan normalisasi digunakan. Juga, struktur baja pra-eutektoid dengan kandungan ferit yang dikurangi memungkinkan untuk menggunakan logam dalam produksi struktur bangunan. Apalagi, nilai terjangkau beberapa merek baja jenis ini memungkinkan Anda mengharapkan penghematan yang signifikan. Terkadang dalam pembuatan bahan bangunan dan modul baja tidak memerlukan kekuatan yang meningkat, namun membutuhkan daya tahan dan ketahanan. Dalam kasus tersebut, dibenarkan penggunaan paduan pra-eutektoid.

Produksi

Banyak perusahaan terlibat dalam pembuatan, persiapan dan produksi logam pra-eutektoid di Rusia. Misalnya, Ural Non-ferrous Metals Plant (UZTSM) menghasilkan beberapa jenis baja jenis ini, menawarkan berbagai jenis sifat teknis dan fisik kepada konsumen. Pabrik Baja Ural menghasilkan baja ferit, yang meliputi komponen paduan berkualitas tinggi. Selain itu, modifikasi khusus paduan tersedia dalam kisaran, termasuk suhu tinggi, kromium tinggi dan logam mulia.

Di antara produsen terbesar dapat diidentifikasi dan perusahaan "Metalloinvest". Kapasitas perusahaan ini menghasilkan baja struktural dengan struktur pra-eutektoid, dirancang untuk digunakan dalam konstruksi. Saat ini, pabrik baja perusahaan beroperasi sesuai standar baru, yang memungkinkan untuk memperbaiki titik lemah paduan ferit - indeks kekuatan. Secara khusus, teknolog perusahaan sedang bekerja untuk meningkatkan faktor intensitas tegangan, untuk mengoptimalkan ketangguhan dan ketahanan lelah material. Hal ini memungkinkan untuk menawarkan paduan hampir universal tujuan.

Kesimpulan

Ada beberapa sifat teknis dan operasional logam industri dan konstruksi, yang dianggap dasar dan diperbaiki secara teratur. Namun, karena struktur dan proses teknologi menjadi lebih kompleks, persyaratan baru muncul untuk basis elemen. Dalam hal ini, baja pre-eutektoid jelas memanifestasikan dirinya sendiri, di mana kualitas kinerja yang berbeda terkonsentrasi. Penggunaan logam ini dibenarkan tidak dalam kasus dimana sebagian dengan beberapa indeks ultrahigh diperlukan, namun dalam situasi di mana rangkaian atipikal khusus dari sifat yang berbeda diperlukan. Dalam kasus ini, logam menunjukkan contoh kombinasi fleksibilitas dan plastisitas dengan ketahanan benturan optimal dan sifat dasar sifat pelindung dari kebanyakan paduan karbon.