Τι είναι χάλυβας;
Ο χάλυβας είναι ένας ευρύς όρος για τα κράματα σιδήρου και άνθρακα. Η περιεκτικότητα σε άνθρακα (0,05% - 2% σε βάρος) και η προσθήκη άλλων στοιχείων καθορίζουν το συγκεκριμένο κράμα του χάλυβα και των υλικών ιδιοτήτων της. Άλλα στοιχεία ανάμιξης περιλαμβάνουν το μαγγάνιο, το πυρίτιο, το φώσφορο, το θείο και το οξυγόνο. Ο άνθρακας αυξάνει τη σκληρότητα και τη δύναμη του χάλυβα, ενώ άλλα στοιχεία μπορούν να προστεθούν για να βελτιώσουν την αντίσταση διάβρωσης ή την κατασκευασιμότητα. Η περιεκτικότητα σε μαγγάνιο είναι επίσης γενικά υψηλή (τουλάχιστον 0,30% έως 1,5%) για να μειώσει την εφθραυστότητα του χάλυβα και να βελτιώσει τη δύναμή της.
Η δύναμη και η σκληρότητα του χάλυβα είναι μια από τις δημοφιλέστερες ιδιότητές της. Είναι αυτοί που καθιστούν το χάλυβα κατάλληλο για τις εφαρμογές κατασκευής και μεταφορών επειδή αυτό το υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολύ καιρό κάτω από τα βαριά και επαναλαμβανόμενα φορτία. Μερικά κράματα χάλυβα, δηλ. ποικιλίες ανοξείδωτου, είναι αντιδιαβρωτικά, το οποίο τις κάνει την καλύτερη επιλογή για τα μέρη που λειτουργούν στα ακραία περιβάλλοντα.
Εντούτοις, αυτές οι δύναμη και σκληρότητα θα παρατείνουν επίσης την κατεργασία του χρόνου και θα αυξήσουν την ένδυση εργαλείων. Ο χάλυβας είναι ένα υλικό υψηλής πυκνότητας, το οποίο την καθιστά πάρα πολύ βαριά σε μερικές εφαρμογές. Εντούτοις, ο χάλυβας έχει έναν υψηλής αντοχής στην αναλογία βάρους αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι ένα από τα ο συνηθέστερα χρησιμοποιημένα μέταλλα στην κατασκευή.
Τύπος χάλυβα
Μιλήστε για πολλούς τύπους χαλύβων. Σαν χάλυβα, ο άνθρακας πρέπει να προστεθεί στο σίδηρο. Εντούτοις, το περιεχόμενο του άνθρακα θα είναι διαφορετικό, με συνέπεια τις μεγάλες αλλαγές στην απόδοσή του. Ο χάλυβας άνθρακα αναφέρεται γενικά στο χάλυβα εκτός από το ανοξείδωτο και προσδιορίζεται από τον τετραψήφιο βαθμό χάλυβα. Ευρεύτερα, είναι χάλυβας χαμηλού άνθρακα, μέσος χάλυβας άνθρακα ή χάλυβας υψηλού άνθρακα.
Χάλυβας χαμηλού άνθρακα: περιεκτικότητα σε λιγότερο από 0,30% άνθρακα (σε βάρος)
Μέσος χάλυβας άνθρακα: 0,3 – 0,5% περιεκτικότητα σε άνθρακα
Χάλυβας υψηλού άνθρακα: 0,6% και ανωτέρω
Τα κύρια στοιχεία ανάμιξης του χάλυβα αντιπροσωπεύονται από το πρώτο ψηφίο του τετραψήφιου βαθμού. Παραδείγματος χάριν, οποιοσδήποτε χάλυβας 1xxx, όπως 1018, θα χρησιμοποιήσει τον άνθρακα ως κύριο στοιχείο ανάμιξης. ο χάλυβας 1018 περιέχει 0,14 – 0,20% άνθρακα και έναν φώσφορο μικρού ποσού, ένα θείο και ένα μαγγάνιο. Αυτό το καθολικό κράμα χρησιμοποιείται συνήθως στα στολίσματα, τους άξονες, τα εργαλεία και τις καρφίτσες μηχανών.
Εύκολος να επεξεργαστεί το χάλυβα άνθρακα είναι σχετικά με φωσφοριημένος και τα Πε φωσφοριημένος για να σπάσουν τα τσιπ στα μικρότερα κομμάτια. Αυτό αποτρέπει τα μακριά ή μεγάλα τσιπ από να πάρει μπλεγμένο με το εργαλείο κατά τη διάρκεια της κοπής. Εύκολος στη μηχανή ο χάλυβας μπορεί να επιταχύνει το χρόνο επεξεργασίας, αλλά μπορεί να μειώσει την ολκιμότητα και την αντίσταση αντίκτυπου.
ανοξείδωτο
Το ανοξείδωτο περιέχει τον άνθρακα, αλλά περιέχει επίσης για 11% το χρώμιο, το οποίο αυξάνει την αντίσταση διάβρωσης του υλικού. Περισσότερο χρώμιο σημαίνει τη λιγότερη σκουριά! Η προσθήκη του νικελίου μπορεί επίσης να βελτιώσει την αντίσταση σκουριάς και την εκτατή δύναμη. Επιπλέον, το ανοξείδωτο έχει την καλή αντίσταση θερμότητας και είναι κατάλληλο για το αεροδιάστημα και άλλες εφαρμογές στα ακραία περιβάλλοντα.
Σύμφωνα με τη δομή κρυστάλλου του μετάλλου, το ανοξείδωτο μπορεί να διαιρεθεί σε πέντε τύπους. Αυτοί οι πέντε τύποι είναι ωστενίτης, ferrite, μαρτενσίτης, ντούμπλεξ και σκλήρυνση πτώσης. Οι βαθμοί ανοξείδωτου προσδιορίζονται από τρία ψηφία αντί τεσσάρων ψηφίων. Ο πρώτος αριθμός αντιπροσωπεύει τη δομή κρυστάλλου και τα σημαντικά στοιχεία ανάμιξης.
Παραδείγματος χάριν, 300 σειρά ανοξείδωτου είναι ωστενιτικό κράμα νικελίου χρωμίου. το ανοξείδωτο 304 είναι ο πιό κοινός βαθμός, επίσης γνωστός ως 18/8, επειδή έχει το χρώμιο 18% και το νικέλιο 8%. το ανοξείδωτο 303 είναι μια ελεύθερη έκδοση κατεργασίας του ανοξείδωτου 304. Η προσθήκη του θείου μειώνει την αντίσταση διάβρωσής της, έτσι δακτυλογραφεί το ανοξείδωτο 303 είναι πιθανότερο να οξυδώσει από να δακτυλογραφήσει το ανοξείδωτο 304.
Το ανοξείδωτο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα των βιομηχανιών. Ο τύπος 316 ανοξείδωτο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τα τμήματα βαλβίδων στο ιατρικό εξοπλισμό όπως οι μηχανές και οι σωληνώσεις μετά από την κατάλληλη επεξεργασία. το ανοξείδωτο 316 χρησιμοποιείται επίσης για τα καρύδια επεξεργασίας - και - μπουλόνια, πολλά από τα οποία χρησιμοποιούνται στο αεροδιάστημα και τις αυτοκινητοβιομηχανίες. το ανοξείδωτο 303 χρησιμοποιείται για τα εργαλεία, τους άξονες και άλλα μέρη απαραίτητους για τα αεροσκάφη και τα αυτοκίνητα.
χάλυβας εργαλείων σμιλών
Ο χάλυβας εργαλείων χρησιμοποιείται για να κατασκευάσει τα εργαλεία για τις διάφορες διαδικασίες παραγωγής, συμπεριλαμβανομένης της ρίψης κύβων, της σχηματοποίησης εγχύσεων, της σφράγισης και της κοπής. Υπάρχουν πολλά διαφορετικά κράματα χάλυβα εργαλείων διαθέσιμα για τις διαφορετικές εφαρμογές, αλλά είναι όλες γνωστές για τη σκληρότητά τους. Κάθε ένας από τους μπορεί να αντισταθεί την ένδυση των πολλαπλάσιων χρήσεων (η φόρμα χάλυβα που χρησιμοποιείται για τη σχηματοποίηση εγχύσεων μπορεί να αντισταθεί εκατομμύριο φορές ή περισσότεροι των υλικών) και έχει την υψηλής θερμοκρασίας αντίσταση.
Μια κοινή εφαρμογή του χάλυβα εργαλείων είναι σχηματοποίηση εγχύσεων, η οποία υποβάλλεται σε επεξεργασία από το χάλυβα CNC για να παραγάγει τα υψηλότερα μέρη ποιοτικής παραγωγής. H13 ο χάλυβας επιλέγεται συνήθως λόγω της καλής θερμικής εκτέλεσης κούρασής του - η δύναμη και η σκληρότητά της μπορούν να αντισταθούν τη μακροπρόθεσμη έκθεση στις ακραίες θερμοκρασίες. H13 η φόρμα είναι πολύ κατάλληλη για τα προηγμένα υλικά σχηματοποίησης εγχύσεων με την υψηλή θερμοκρασία τήξης, επειδή παρέχει τη μακρύτερη ζωή φορμών από άλλους χάλυβες – 500000 έως 1 εκατομμύριο φορές. Συγχρόνως, S136 είναι ανοξείδωτο, και η ζωή κύβων υπερβαίνει ένα εκατομμύριο φορές. Αυτό το υλικό μπορεί να γυαλιστεί στο πιό υψηλό επίπεδο και να χρησιμοποιηθεί για τις ειδικές εφαρμογές των μερών που απαιτούν την υψηλή οπτική σαφήνεια.
Επεξεργασία χάλυβα
Μερικές από τις πιό χρήσιμες ιδιότητες του χάλυβα προέρχονται από τα πρόσθετα βήματα επεξεργασίας και κατεργασίας. Αυτές οι μέθοδοι μπορούν να πραγματοποιηθούν πρίν επεξεργάζονται για να αλλάξουν τις ιδιότητες του χάλυβα και να καταστήσουν το χάλυβα ευκολότερο να επεξεργαστεί. Παρακαλώ θυμηθείτε ότι τα σκληραίνοντας υλικά πρίν επεξεργάζονται στη μηχανή θα παρατείνουν την κατεργασία του χρόνου και θα αυξήσουν την ένδυση εργαλείων, αλλά ο χάλυβας μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία μετά από να επεξεργαστεί για να αυξήσει τη δύναμη ή τη σκληρότητα του ολοκληρωμένου προϊόντος. Δηλαδή, είναι σημαντικό να προσδοκηθεί οποιαδήποτε προγραμματισμένη επεξεργασία που πρέπει να εφαρμόσετε για να επιτύχετε τις απαραίτητες ιδιότητες για τα μέρη σας.
θερμική επεξεργασία
Η θερμική επεξεργασία αναφέρεται σε διάφορες διαφορετικές διαδικασίες που περιλαμβάνουν χειριμένος τη θερμοκρασία του χάλυβα για να αλλάξει τις υλικές ιδιότητές της. Ένα παράδειγμα ανοπτεί, το οποίο χρησιμοποιείται για να μειώσει τη σκληρότητα και να αυξήσει την ολκιμότητα, που καθιστά το χάλυβα ευκολότερο να επεξεργαστεί. Η ανοπτώντας διαδικασία θερμαίνει αργά το χάλυβα στην επιθυμητή θερμοκρασία και τον κρατά για μια χρονική περίοδο. Ο χρόνος και η θερμοκρασία που απαιτούνται εξαρτώνται από το συγκεκριμένο κράμα και μειώνονται με την αυξανόμενη περιεκτικότητα σε άνθρακα. Τέλος, το μέταλλο δροσίζεται αργά στο φούρνο ή περιβάλλεται με τη μόνωση του υλικού.
Η ομαλοποίηση της θερμικής επεξεργασίας μπορεί να αποβάλει την εσωτερική πίεση στο χάλυβα διατηρώντας την υψηλότερες δύναμη και τη σκληρότητα από τον ανοπτημένο χάλυβα. Κατά τη διάρκεια της ομαλοποίησης, ο χάλυβας θερμαίνεται σε έναν υψηλής θερμοκρασίας και έπειτα έναν αέρα που δροσίζεται για να λάβει την υψηλότερη σκληρότητα.
Ο αποσβημένος χάλυβας είναι μια άλλη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας. Το υποθέσατε, σκληραίνει το χάλυβα. Αυξάνει επίσης τη δύναμη, αλλά και καθιστά το υλικό πιό εύθραυστο. Η σκληραίνοντας διαδικασία αποτελείται από αργά να θερμάνει το χάλυβα, την ενυδάτωση του σε υψηλής θερμοκρασίας, και έπειτα γρήγορα την ψύξη του χάλυβα στη λύση νερού, ελαίου ή άλμης.
Τέλος, η μετριάζοντας διαδικασία θερμικής επεξεργασίας υιοθετείται για να μειώσει την εφθραυστότητα του αποσβημένου χάλυβα. Ο μετριασμένος χάλυβας είναι σχεδόν ίδιος με την ομαλοποίηση: αργά η θερμότητα αυτό σε μια επιλεγμένη θερμοκρασία, και έπειτα ο αέρας δροσίζουν το χάλυβα. Η διαφορά είναι ότι η μετριάζοντας θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από άλλες διαδικασίες, το οποίο μειώνει την εφθραυστότητα και τη σκληρότητα του μετριασμένου χάλυβα.
Σκλήρυνση πτώσης
Η πτώση που σκληραίνει βελτιώνει τη δύναμη παραγωγής του χάλυβα. Μερικοί βαθμοί ανοξείδωτου μπορούν να περιέχουν τις τιμές pH στα ονόματά τους, έτσι σημαίνει ότι έχουν τα σκληραίνοντας χαρακτηριστικά πτώσης. Η κύρια διαφορά μεταξύ των σκληραίνοντας χαλύβων πτώσης είναι ότι περιλαμβάνουν τα πρόσθετα στοιχεία: χαλκός, αργίλιο, φώσφορος ή τιτάνιο. Υπάρχουν πολλά διαφορετικά κράματα. Προκειμένου να ενεργοποιηθεί η σκληραίνοντας ιδιοκτησία πτώσης, ο χάλυβας διαμορφώνεται στην τελική μορφή και υποβάλλεται έπειτα στη σκληραίνοντας επεξεργασία ηλικίας. Η σκληραίνοντας διαδικασία γήρανσης θερμαίνει το υλικό για να κατακρημνίσει για πολύ καιρό τα προστιθέμενα στοιχεία και τα στερεά μόρια μορφής με τα διαφορετικά μεγέθη, βελτιώνοντας κατά συνέπεια τη δύναμη του υλικού.
17-4PH (επίσης γνωστός ως χάλυβας 630) είναι ένα κοινό παράδειγμα των σκληραίνοντας βαθμών πτώσης ανοξείδωτου. Το κράμα περιέχει το χρώμιο 17% και το νικέλιο 4%, και το χαλκό 4%, ο οποίος συμβάλλει στη σκλήρυνση πτώσης. Λόγω της αυξανόμενης σκληρότητας, της δύναμης και της υψηλής αντίστασης διάβρωσης, 17-4PH χρησιμοποιείται για τις πλατφόρμες ΕΛΙΚΟΔΡΟΜΊΩΝ, τις λεπίδες στροβίλων και τα τύμπανα πυρηνικών αποβλήτων.
Κρύα εργασία
Τις ιδιότητες του χάλυβα μπορούν επίσης να αλλάξουν χωρίς εφαρμογή μιας θερμότητας μεγάλου ποσού. Παραδείγματος χάριν, ο κρύος εργασμένος χάλυβας γίνεται ισχυρότερος με μια σκληραίνοντας διαδικασία εργασίας. Η εργασία που σκληραίνει εμφανίζεται όταν παραμορφώνεται πλαστικά το μέταλλο. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με τη σφυρηλάτηση, το κύλισμα ή το σχεδιασμό του μετάλλου. Κατά τη διάρκεια της κατεργασίας, εάν το εργαλείο ή το κομμάτι προς κατεργασία είναι υπερθερμαμένο, η εργασία που σκληραίνει μπορεί επίσης να εμφανιστεί τυχαία. Το κρύο που λειτουργεί μπορεί επίσης να βελτιώσει την κατασκευασιμότητα του χάλυβα. Ο χάλυβας χαμηλού άνθρακα είναι πολύ κατάλληλος για την κρύα εργασία.
Προφυλάξεις για το σχέδιο δομών χάλυβα
Κατά σχεδιασμό των μερών χάλυβα, την είναι σημαντικό να αναφερθούν τα μοναδικά χαρακτηριστικά του υλικού. Να καταστήσει το καλοταιριασμένο στα χαρακτηριστικά της αίτησής σας μπορεί να απαιτήσει την πρόσθετη εκτίμηση του σχεδίου κατασκευής (DFM).
Λόγω της σκληρότητας του υλικού, παίρνει περισσότερο στο χάλυβα διαδικασίας από άλλα μαλακότερα υλικά όπως το αργίλιο ή ο ορείχαλκος. Πρέπει να χρησιμοποιήσετε τις σωστές τοποθετήσεις μηχανών για να βελτιστοποιήσετε την κατεργασία της ποιότητας και να ελαχιστοποιήσετε την ένδυση εργαλείων. Στην πραγματικότητα, αυτό σημαίνει την πιό αργή ταχύτητα αξόνων και την ταχύτητα τροφών για να προστατεύσει τα μέρη και τις φόρμες σας.
Ακόμα κι αν δεν κάνετε η ίδια την επεξεργασία, πρέπει ακόμα να αξιολογήσετε τον τύπο χάλυβα κατάλληλο για το πρόγραμμά σας, όχι μόνο η σκληρότητα και δύναμη, αλλά και η διαφορά στην κατασκευασιμότητα. Παραδείγματος χάριν, ο χρόνος επεξεργασίας του ανοξείδωτου είναι για δύο φορές αυτόν του χάλυβα άνθρακα. Κατά απόφαση σχετικά με τους διαφορετικούς βαθμούς, την πρέπει επίσης να εξετάσετε ποιες ιδιότητες είναι η πιό υψηλή προτεραιότητα και ποιες κράματα χάλυβα είναι εύκολο να ληφθούν. Οι συνήθως χρησιμοποιημένοι βαθμοί, όπως το ανοξείδωτο 304 ή 316, έχουν ένα ευρύτερο φάσμα των μεγεθών αποθεμάτων για να επιλέξουν από και να απαιτήσουν το λιγότερο χρόνο να βρούν και να αγοράσουν.