เหล็กกล้าคาร์บอนประกอบด้วยคาร์บอนสูงถึง 2.14% แมงกานีส (สูงถึง 0.8%) ซิลิคอน (สูงถึง 0.35%) ซัลเฟอร์ (สูงถึง 0.06%) และฟอสฟอรัส (สูงถึง 0.07%) องค์ประกอบที่ระบุไว้จะแสดงอยู่ในเหล็กเสมอดังนั้นจึงจัดประเภทเป็น สิ่งสกปรกถาวร- แมงกานีสและซิลิกอนถูกนำมาใช้ในเหล็กเพื่อจุดประสงค์ในการดีออกซิเดชัน การมีอยู่ของซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสนั้นอธิบายได้จากความยากลำบากในการเอาออกระหว่างการถลุง
ซิลิคอนละลายในเฟอร์ไรต์และเสริมความแข็งแกร่งอย่างมาก ในขณะเดียวกันก็ลดความเหนียวและเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิตอย่างมาก ซึ่งจะช่วยลดความสามารถของเหล็กในการดึงและการขึ้นรูปเย็น ดังนั้นในเหล็กที่ใช้สำหรับการปั๊มเย็น ปริมาณซิลิกอนจึงควรลดลง
แมงกานีสเพิ่มความแข็งแรงของเฟอร์ไรต์และลดความเปราะสีแดงของเหล็กที่เกิดจากกำมะถัน เมื่อใช้ธาตุเหล็ก ซัลเฟอร์จะเกิด FeS ซัลไฟด์ ซึ่งแทบไม่ละลายในเหล็กและเกิดเป็นยูเทคติกด้วย (Fe + FeS) ซึ่งจะละลายที่อุณหภูมิ 988°C ในระหว่างการตกผลึก ยูเทคติกนี้จะตั้งอยู่รอบๆ เมล็ดพืชในรูปของขอบล้อ ในระหว่างการทำงานที่ร้อน เมื่อได้รับความร้อนสูงกว่า 1,000°C ยูเทคติกจะละลาย ซึ่งนำไปสู่การสลายพันธะระหว่างเมล็ดข้าวและน้ำตา และรอยแตกปรากฏขึ้นในโลหะระหว่างการเสียรูป ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ความเปราะบางสีแดงเหล็ก. เมื่อมีแมงกานีสอยู่ในเหล็ก แทนที่จะเป็นเหล็กซัลไฟด์ MnS แมงกานีสซัลไฟด์จะเกิดขึ้นโดยมีจุดหลอมเหลวที่ 1,620°C ดังนั้นจึงขจัดปรากฏการณ์ความเปราะสีแดงได้
สารประกอบซัลเฟอร์ลดคุณสมบัติทางกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานแรงกระแทกและความเหนียว ลดการเกิดรอยแตกร้าวแบบเหนียวและความเหนียวของการแตกหักได้อย่างมาก เค 1ซี- ซัลไฟด์ทำให้ความสามารถในการเชื่อมและความต้านทานการกัดกร่อนลดลง
ฟอสฟอรัสละลายในปริมาณเล็กน้อยในเหล็ก เกิดเป็นสารละลายของแข็ง ฟอสฟอรัสที่ละลายในเฟอร์ไรต์จะช่วยลดความเหนียวและความเหนียวและเพิ่มเกณฑ์ความเปราะเย็นของเหล็กอย่างรวดเร็ว ฟอสฟอรัสทุกๆ 0.01% จะเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของความเปราะเย็น 20...25 o C ที่ปริมาณฟอสฟอรัสและเหล็กที่เพิ่มขึ้นจะเกิดเป็นฟอสไฟด์ Fe 3 P และ Fe 2 P ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของยูเทคติกตั้งอยู่ตาม ขอบเกรนและลดความแข็งแรงของเหล็ก
มีสิ่งเจือปนที่ซ่อนอยู่ในเหล็กซึ่งประกอบด้วยออกซิเจน 0.002...0.008%) ไนโตรเจน (0.002...0.007%) ไฮโดรเจน (0.0001...0.0007%) สิ่งเจือปนเหล่านี้สามารถพบได้ในเหล็กในรูปแบบของการรวมตัวของอโลหะที่เปราะ (FeO, Al 2 O 3, Fe 4 N) หรือสารละลายที่เป็นของแข็ง และยังสามารถปราศจากได้ในบริเวณที่มีข้อบกพร่องของโลหะ (รอยแตก โพรง ฯลฯ .) เมื่อหลอมละลาย จะละลายในเหล็กและตกตะกอนเมื่อเย็นลง โดยส่วนใหญ่จะอยู่ตามขอบเกรน ซึ่งจะช่วยลดความต้านทานต่อการแตกหักแบบเปราะ นอกจากนี้ สิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะยังเป็นตัวสร้างความเครียดอีกด้วย การมีอยู่ของไฮโดรเจนทำให้เกิดเกล็ดในโลหะผสมเหล็ก (โลหะไม่ต่อเนื่องระดับจุลภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 10...15 มม. ในส่วนกลางของการตีขึ้นรูป)
สิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะจะเปราะและแตกหักระหว่างการรีด ซึ่งจัดเรียงอยู่ในเหล็กในรูปแบบของโซ่ สิ่งนี้จะสร้างหัวเน้นความเค้นระดับจุลภาค ซึ่งช่วยลดลักษณะความเมื่อยล้าและความเหนียว
สิ่งเจือปนบางชนิดเข้าไปในเหล็กระหว่างการถลุงจากเศษเหล็กและถูกเรียกว่า สุ่ม- สิ่งเจือปนดังกล่าว ได้แก่ โครเมียม, นิกเกิล, ทองแดงโดยมีมากถึง 0.3% อิทธิพลต่อคุณสมบัติของเหล็กในปริมาณดังกล่าวไม่มีนัยสำคัญ
คาร์บอนมีอิทธิพลมากที่สุดต่อคุณสมบัติของเหล็ก รูปที่ 6 แสดงการพึ่งพาความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็กกับปริมาณคาร์บอนที่อยู่ในนั้น จะเห็นได้ว่าคาร์บอนเพิ่มคุณสมบัติด้านความแข็งแรงอย่างรวดเร็วมากในขณะเดียวกันก็ลดความเหนียวและความเหนียวไปพร้อมๆ กัน สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าการรวมซีเมนไทต์จะยับยั้งการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่ในเฟอร์ไรต์ และโดยธรรมชาติแล้ว เมื่อจำนวนเพิ่มขึ้น อิทธิพลของพวกมันก็จะเพิ่มมากขึ้น
เมื่อปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้น อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของความเปราะเย็นของเหล็กจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ทุก ๆ 0.1% C จะเพิ่มอุณหภูมิของการเปลี่ยนจากความเหนียวเป็นการแตกหักแบบเปราะ 20 o C
คาร์บอนยังส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ ของเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปริมาณคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานไฟฟ้าและแรงบีบบังคับเพิ่มขึ้น และความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กลดลง
เหล็กกล้าคาร์บอนแบ่งตามวิธีการผลิตขึ้นอยู่กับหน่วยหลอมที่ใช้ คอนเวอร์เตอร์ เตาแบบเปิด และเหล็กไฟฟ้าในเวลาเดียวกัน ตามวิธีการ deoxidation เหล็กสามารถเป็นได้ เดือด(กำจัดออกซิไดซ์ด้วยแมงกานีสเท่านั้น) กึ่งสงบ(กำจัดออกซิไดซ์ด้วยแมงกานีสและซิลิกอน) และ เงียบสงบ(กำจัดออกซิไดซ์ด้วยแมงกานีส ซิลิคอน และอะลูมิเนียม)
รูปที่ 6 - การพึ่งพาคุณสมบัติทางกลของเหล็ก (a) และ
องค์ประกอบเฟส (b) กับปริมาณคาร์บอน
1.4.2.1 การจำแนกประเภทและการทำเครื่องหมายของเหล็กกล้าคาร์บอน
ตามโครงสร้างในสภาวะสมดุลจะมีความโดดเด่น เหล็กกล้าไฮโปยูเทคตอยด์ ยูเทคตอยด์ และไฮเปอร์ยูเทคตอยด์เหล็กกล้าไฮโปยูเทคตอยด์มีคาร์บอนตั้งแต่ 0.025 ถึง 0.8% โครงสร้างประกอบด้วยเฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์ ปริมาณคาร์บอนในเหล็กกล้ายูเทคตอยด์อยู่ที่ 0.8% C และมีโครงสร้างแบบไข่มุกโดยสมบูรณ์ ในเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์ พร้อมด้วยส่วนประกอบเพิร์ลไลต์ จะเกิดการรวมตัวของซีเมนต์ไนต์ และปริมาณคาร์บอนอาจแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.8 ถึง 2.14%
การจำแนกประเภทของเหล็กกล้าคาร์บอนที่พบมากที่สุดคือตามคุณภาพซึ่งกำหนดโดยเนื้อหาของกำมะถันและฟอสฟอรัส ตามลักษณะนี้เหล็กจะถูกจำแนก คุณภาพธรรมดา คุณภาพสูง และคุณภาพสูง
เหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพธรรมดา (ตารางที่ 1) มีเครื่องหมายตัวอักษร เซนต์ซึ่งหมายถึงเหล็ก หลังจาก เซนต์ตามด้วยหมายเลขยี่ห้อทั่วไปตั้งแต่ 0 ถึง 6 ซึ่งสะท้อนถึงองค์ประกอบทางเคมีของเหล็ก ระดับของดีออกซิเดชันของเหล็กจะแสดงด้วยตัวอักษร เคพี, พีเอส, เอสพีซึ่งหมายถึงตามลำดับ การเดือด (กำจัดออกซิไดซ์ด้วยแมงกานีส) กึ่งสงบ (กำจัดออกซิไดซ์ด้วยแมงกานีสและซิลิคอน) สงบ (กำจัดออกซิไดซ์ด้วยแมงกานีส ซิลิคอน และอลูมิเนียม) เศษส่วนมวลของกำมะถันในเหล็กทุกเกรดคือ 0.050% ฟอสฟอรัส - 0.040% ใน St0 กำมะถัน - 0.060% ฟอสฟอรัส - 0.070%
บ่อยครั้งที่คุณสามารถค้นหาเครื่องหมายจากปีก่อน ๆ ได้ซึ่งเหล็กคุณภาพธรรมดาทั้งหมดแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม
กลุ่ม A – ทำเครื่องหมาย St0, St1, St2, St3, St4, St5, St6
กลุ่ม B - ทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษร M, K, B (ซึ่งระบุวิธีการผลิต - เตาแบบเปิด, ตัวแปลง, Bessemer) จากนั้น St0, St1, St2, St3, St4, St5, St6
กลุ่ม B – ทำเครื่องหมายว่า VSt1, VSt2, VSt3, VSt4, VSt5, VSt6
เหล็กกล้ากลุ่ม A มาพร้อมกับการรับประกันคุณสมบัติทางกล พวกเขาไม่คล้อยตามการประมวลผลที่ร้อน ยิ่งตัวเลขสูง ความแข็งแรงก็จะยิ่งสูง แต่ความเหนียวของเหล็กก็จะยิ่งต่ำลง
เหล็กกล้ากลุ่ม B มีองค์ประกอบทางเคมีที่รับประกัน และสามารถนำไปผ่านกระบวนการร้อน (เช่น การตีขึ้นรูปและการบำบัดความร้อน) ที่ไซต์ของผู้บริโภค
เหล็กกล้ากลุ่ม B ได้รับการรับรองคุณสมบัติทางกลและองค์ประกอบทางเคมี (ใช้สำหรับโครงสร้างเชื่อม)
ตารางที่ 1 - องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา
คุณภาพ
เหล็กกล้าของทุกกลุ่มที่มีเกรดหมายเลข 1, 2, 3, 4 ตามระดับของดีออกซิเดชั่นนั้นทำให้เกิดการเดือด กึ่งสงบ และสงบ ส่วนเหล็กที่มีเกรด 5 และ 6 นั้นมีความสงบและกึ่งสงบ
คาร์บอน คุณภาพเหล็กแตกต่างจากเหล็กคุณภาพทั่วไปตรงที่มีปริมาณกำมะถัน (ไม่เกิน 0.04%) และฟอสฟอรัส (ไม่เกิน 0.035%) รวมถึงปริมาณอโลหะที่น้อยกว่า องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กเหล่านี้ถูกจำกัดให้อยู่ในช่วงที่แคบกว่า เหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูงมีคำว่า เหล็กและตัวเลขสองหลักถัดมาซึ่งแสดงปริมาณคาร์บอนเฉลี่ยในเหล็กเป็นร้อยเปอร์เซ็นต์ เช่น 08, 10, 15 เป็นต้น (ตารางที่ 2).
ตารางที่ 2 - องค์ประกอบและคุณสมบัติทางกลของเหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูง
| เกรดเหล็ก | กับ, % | ล้าน% | ศรี, % | Cr, % | วินาที 0.2, MPa | เข้าแล้ว MPa | δ,% | ใช่, % | KCU, J/ซม. 2 |
| 0,05-0,12 | 0,35-0,65 | 0,17-0,37 | 0,10 | - | |||||
| 0,07-0,14 | 0,35-0,65 | 0,17-0,37 | 0,15 | - | |||||
| 0,12-0,19 | 0,35-0,65 | 0,17-0,37 | 0,25 | - | |||||
| 0,17-0,24 | 0,35-0,65 | 0,17-0,37 | 0,25 | - | |||||
| 0,22-0,30 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | 0,25 | ||||||
| 0,27-0,35 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | 0,5 | ||||||
| 0,32-0,40 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | 0,25 | ||||||
| 0,37-0,45 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | 0,25 | ||||||
| 0,42-0,50 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | 0,25 | ||||||
| 0,47-0,55 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | 0,25 | ||||||
| 0,52-0,60 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | 0,25 | - | |||||
| 0,57-0,65 | 0,50-0,80 | 0,17-0,37 | 0,25 | - |
เมื่อกำหนดเหล็กกล้าที่กำลังเดือดหรือกึ่งสงบ ระดับของดีออกซิเดชันจะแสดงเป็นตัวอักษรที่ส่วนท้ายของเกรด เคพี ปล- ในกรณีของเหล็กเหนียว ไม่ได้ระบุระดับของการเกิดออกซิเดชัน เหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูงยังรวมถึงเหล็กกล้าที่มีแมงกานีสสูง (0.7 - 1.0%) เหล็กดังกล่าวจะมีอักษรอยู่ที่ส่วนท้ายของเกรด ช.
ใช้สำหรับผลิตภัณฑ์ที่สำคัญ คุณภาพสูงเหล็กที่มีปริมาณกำมะถันต่ำ (มากถึง 0.025%) และฟอสฟอรัส (มากถึง 0.025%) เมื่อกำหนดเหล็กคุณภาพสูง ตัวอักษร A จะถูกเพิ่มที่ส่วนท้ายของเกรด
เหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูงแบ่งออกเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ปานกลาง และสูง ขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอน เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่มีความเหนียวสูงและความแข็งแรงต่ำ ได้แก่ เหล็กกล้า 08, 08kp, 10, 10kp, 15, 15G..., 25G ซึ่งใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักน้อย (เพลาลูกเบี้ยว เพลา บูช) การอบชุบด้วยความร้อน (การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทา คาร์บูไรซิ่ง) ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของผลิตภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุเหล่านี้ได้อย่างมาก ซึ่งช่วยให้คุณสามารถสร้างโครงสร้างที่เบากว่าและประหยัดโลหะได้ เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (ที่มีปริมาณคาร์บอน 0.3...0.55%) ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกลที่ต้องการ จะถูกนำมาใช้หลังจากการทำให้เป็นมาตรฐาน การชุบแข็งด้วยการอบคืนตัวที่อุณหภูมิสูง การชุบแข็งด้วยความถี่สูง และการอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ เพลา เกียร์ ก้านสูบ สปินเดิล ฯลฯ ทำจากเหล็กเหล่านี้
เหล็กกล้าคาร์บอนสูงประกอบด้วยคาร์บอนตั้งแต่ 0.6 ถึง 0.85% และมีคุณสมบัติด้านความแข็งแรงและความยืดหยุ่นสูง รวมถึงความต้านทานการสึกหรอที่เพิ่มขึ้น หลังจากการชุบแข็งและการอบคืนตัวหรือการชุบแข็งด้วยความร้อนความถี่สูง ชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กเหล่านี้สามารถทำงานภายใต้สภาวะเสียดทานเมื่อมีโหลดคงที่และแรงสั่นสะเทือนสูง เหล็กเหล่านี้ใช้ทำลวดเชือกและลวดสปริงหลังจากจดสิทธิบัตรแล้ว
เหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งมี 0.7...1.3% C ใช้สำหรับการผลิตเครื่องมือกระแทกและเครื่องมือตัด พวกเขาถูกทำเครื่องหมาย U7...U13, ที่ไหน คุณหมายถึงเหล็กกล้าคาร์บอน และตัวเลขคือปริมาณคาร์บอนในสิบเปอร์เซ็นต์
คุณสมบัติเชิงบวกของเหล็กกล้าคาร์บอนนั้นรวมถึงคุณสมบัติทางกลที่ค่อนข้างสูงซึ่งมั่นใจได้จากการบำบัดความร้อน เหล็กกล้าคาร์บอนมีคุณสมบัติทางเทคโนโลยีที่ดี พวกเขาไม่ได้หายากและราคาถูก
ข้อเสียเปรียบหลักของเหล็กกล้าคาร์บอนคือความสามารถในการชุบแข็งต่ำ (สูงถึง 15 มม.)
เหล็กหล่อ
1.4.3.1 ข้อมูลทั่วไป
เหล็กหล่อเป็นโลหะผสมของเหล็กกับคาร์บอนซึ่งมีปริมาณเกิน 2.14% เหล็กหล่อส่วนใหญ่ที่ผลิตได้จะถูกนำไปหลอมใหม่เป็นเหล็กกล้า แต่เหล็กหล่อที่ผลิตได้อย่างน้อย 20% จะถูกนำมาใช้เพื่อผลิตชิ้นส่วนเหล็กหล่อ
เหล็กหล่อมีคุณสมบัติในการหล่อสูงและเป็นหนึ่งในวัสดุหล่อสมัยใหม่ที่สำคัญ ประมาณ 75% ของการหล่อทั้งหมดทำจากเหล็กหล่อ จุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าและความสำเร็จของการตกผลึกที่อุณหภูมิคงที่ (การก่อตัวของยูเทคติก) ให้คุณลักษณะการหล่อที่สูงกว่า: ความลื่นไหลและความสามารถในการเติมของแม่พิมพ์ การหดตัว และแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าวจากการหดตัวต่ำกว่า
เนื่องจากมีความเหนียวต่ำ เหล็กหล่อจึงไม่อยู่ภายใต้การบำบัดด้วยแรงดัน
ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและสภาวะการตกผลึก คาร์บอนในเหล็กหล่ออาจอยู่ในสถานะพันธะทางเคมีในรูปของซีเมนไทต์หรืออยู่ในสถานะอิสระในรูปของกราไฟท์ ตามนี้พวกเขาแยกแยะ สีขาวเหล็กหล่อ (คาร์บอนอยู่ในรูปของซีเมนไทต์) และ สีเทา(คาร์บอนจะอยู่ในรูปของการรวมกราไฟท์)
ในเหล็กหล่อสีขาว การเปลี่ยนเฟสจะเกิดขึ้นตามแผนภาพ เฟ-เฟ 3 ซีขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอน พวกมันถูกแบ่งออกเป็นไฮโปยูเทคติก (2.14...4.3% C) ยูเทคติก (4.3% C) และไฮเปอร์ยูเทคติก (4.3...6.67% C)
ในเหล็กหล่อไฮโปยูเทคติก ส่วนประกอบโครงสร้างที่อุณหภูมิห้อง ได้แก่ เพิร์ลไลต์ ลีเดบูไรต์ และซีเมนไทต์ ในยูเทคติก – ledeburite; ในไฮเปอร์ยูเทคติก - ledeburite และซีเมนต์
เหล็กหล่อสีขาวมีความแข็งสูง (450...550HB ขึ้นไป) เนื่องจากมีซีเมนไทต์อยู่เป็นจำนวนมาก นอกจากจะมีความแข็งสูงแล้ว เหล็กหล่อสีขาวยังมีความเปราะบางสูง ซึ่งทำให้ไม่สามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรได้ มีการใช้การหล่อจากเหล็กหล่อสีขาว ซึ่งใช้ในการผลิตชิ้นส่วนจากเหล็กหล่ออบอ่อนได้โดยดำเนินการอบอ่อนด้วยกราไฟต์ นอกจากนี้ยังใช้การหล่อที่มีชั้นผิวของเหล็กหล่อสีขาว (12...30 มม.) และแกนเหล็กหล่อสีเทา การมีชั้นพื้นผิว "ฟอกขาว" ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความทนทานต่อการสึกหรอสูงของการหล่อดังกล่าว
เหล็กหล่อสีเทา ซึ่งมีคาร์บอนอยู่ในรูปของกราไฟท์ที่รวมอยู่ด้วย มีความสำคัญทางอุตสาหกรรม ดังนั้น เงื่อนไขในการเกิดสิ่งเหล่านี้ เช่น กระบวนการสร้างกราฟไฟ จึงมีความสำคัญ
กราไฟท์ประกอบด้วยคาร์บอน 100% ในขณะที่ความเข้มข้นของคาร์บอนในซีเมนไทต์มีเพียง 6.67% โครงสร้างผลึกของออสเทนไนต์และกราไฟต์มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่โครงสร้างผลึกของออสเทนไนต์และซีเมนไทต์มีโครงสร้างคล้ายกันมากกว่า ดังนั้นการก่อตัวของซีเมนไทต์จากเฟสของเหลวและออสเทนไนต์ควรดำเนินการได้ง่ายกว่ากราไฟท์เนื่องจากงานการก่อตัวของนิวเคลียสและกระบวนการแพร่กระจายที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้ไม่สำคัญนัก
อย่างไรก็ตามส่วนผสม เฟอร์ไรต์ + กราไฟท์หรือ ออสเทนไนต์ + กราไฟท์มีพลังงานอิสระน้อยกว่าของผสม เฟอร์ไรต์ + ซีเมนต์หรือ ออสเทนไนต์ + ซีเมนต์ดังนั้นปัจจัยทางอุณหพลศาสตร์มีส่วนทำให้เกิดกราไฟท์มากกว่าซีเมนต์
เนื่องจากสถานการณ์ข้างต้น กระบวนการทำความเย็นอย่างรวดเร็วและขัดขวางการแพร่กระจาย การก่อตัวของซีเมนไทต์เกิดขึ้น และด้วยการเย็นตัวช้า ปัจจัยกำหนดคือความปรารถนาที่จะลดพลังงานอิสระให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของกราไฟท์
เหล็กหล่อสีเทามีรูปร่างที่แตกต่างจากการรวมกราไฟท์ กราไฟท์ซึ่งเกิดขึ้นในเหล็กหล่อในระหว่างกระบวนการตกผลึกและการทำความเย็นในภายหลังมีรูปร่างแบบลาเมลลาร์และเหล็กหล่อที่มีกราไฟท์ดังกล่าวเรียกว่า สีเทา.
การก่อตัวของกราไฟท์เนื่องจากการสลายตัวของซีเมนไทต์เกิดขึ้นไม่เพียงแต่ในระหว่างการตกผลึกและการทำความเย็นเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นเมื่อเหล็กหล่อสีขาวถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงอีกด้วย ปรากฏการณ์นี้ใช้ในการผลิตเหล็กหล่อที่เรียกว่าอ่อนได้ ในกรณีนี้ จุดสร้างกราฟจะเติบโตอย่างเท่าเทียมกันมากขึ้นหรือน้อยลงในทุกทิศทาง และเกิดการรวมตัวของกราไฟท์ที่ตกตะกอน เหล็กหล่อที่มีกราไฟท์ดังกล่าวเรียกว่า อ่อนได้เหล็กหล่อ.
เรียกว่าเหล็กหล่อที่มีกราไฟท์ทรงกลมซึ่งได้มาจากการดัดแปลงด้วยแมกนีเซียมและซีเรียม มีความแข็งแรงสูงเหล็กหล่อ.
เหล็กหล่อ เช่นเดียวกับเหล็กกล้า คือโลหะผสมหลายองค์ประกอบที่ประกอบด้วย Fe, C, Si, Mn, P และ S
คาร์บอนมีอิทธิพลชี้ขาดต่อคุณภาพของเหล็กหล่อ การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการหล่อ และจำนวนกราไฟท์ที่รวมอยู่ ยิ่งความเข้มข้นสูง การตกตะกอนของกราไฟท์ก็จะมากขึ้น และคุณสมบัติทางกลของเหล็กหล่อก็จะยิ่งต่ำลง ดังนั้น ปริมาณคาร์บอนในเหล็กหล่ออุตสาหกรรมจึงไม่เกิน 3.8% ขีดจำกัดล่างของปริมาณคาร์บอนคือ 2.4% และถูกจำกัดด้วยความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถหล่อได้เพียงพอ
ซิลิคอนมีผลทำให้เกิดกราไฟต์ที่รุนแรง โดยจะส่งเสริมการปลดปล่อยกราไฟท์ในระหว่างกระบวนการแข็งตัวและการสลายตัวของซีเมนต์ที่ขึ้นรูปแล้ว ปริมาณซิลิกอนในเหล็กหล่ออยู่ระหว่าง 0.3 ถึง 5%
แมงกานีสทำให้กระบวนการสร้างกราฟมีความซับซ้อนขึ้น และปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของเหล็กหล่อเล็กน้อย ปริมาณแมงกานีสในเหล็กหล่ออาจแตกต่างกันได้ภายใน 0.5...1%
ความสามารถในการฟอกขาวของซัลเฟอร์นั้นมากกว่าแมงกานีส 5 ถึง 6 เท่า นอกจากนี้ ซัลเฟอร์ยังช่วยลดการไหล เพิ่มการหดตัว และเพิ่มแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกร้าว ดังนั้นกำมะถันจึงเป็นสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายและมีเนื้อหาในเหล็กหล่อไม่เกิน 0.15%
ฟอสฟอรัสแทบไม่มีผลกระทบต่อการสร้างกราฟ ความสามารถในการละลายสูงสุดในเฟอร์ไรต์คือ 0.3% ในปริมาณที่สูงกว่า ฟอสฟอรัสจะเกิดเป็นยูเทคติกฟอสไฟด์สามชั้นกับเหล็กและคาร์บอนโดยมีจุดหลอมเหลว 950 o C ซึ่งจะเพิ่มการไหลของเหล็กหล่อ อย่างไรก็ตาม ยูเทคติกนี้มีความแข็งและความเปราะสูง ดังนั้นจึงอนุญาตให้เพิ่มปริมาณฟอสฟอรัสในการหล่อได้มากถึง 0.7% เฉพาะในกรณีที่จำเป็นเพื่อให้มั่นใจถึงความต้านทานการสึกหรอสูง สำหรับการหล่อเชิงศิลปะจะใช้เหล็กหล่อที่มีปริมาณฟอสฟอรัสสูงถึง 1%
ในบรรดาองค์ประกอบโลหะผสมนั้น ระดับของการเกิดกราฟไนต์จะเพิ่มขึ้นโดยนิกเกิลและทองแดง และโครเมียมจะทำให้กระบวนการสร้างกราไฟท์ซับซ้อนขึ้น
การรวมกราไฟท์ส่งผลต่อคุณสมบัติเชิงกลของการหล่อเนื่องจากถือได้ว่าเป็นช่องว่างของรูปร่างที่สอดคล้องกันซึ่งใกล้กับจุดที่มีความเครียดเข้มข้น ขนาดของความเค้นเหล่านี้ยิ่งใหญ่ขึ้น ข้อบกพร่องก็จะยิ่งคมมากขึ้น ดังนั้น โลหะจะอ่อนตัวลงในระดับสูงสุดเมื่อมีกราไฟท์ที่มีรูปร่างเป็นแผ่นรวมอยู่ด้วย กราไฟท์ที่มีลักษณะคล้ายเกล็ดจะมีอันตรายน้อยกว่า และกราไฟท์ที่ยอมรับได้มากที่สุดคือทรงกลม รูปแบบของกราไฟท์ การรวมกราไฟท์มีอิทธิพลมากที่สุดต่อความต้านทานการแตกหักของวัสดุภายใต้วิธีการรับน้ำหนักที่รุนแรง (การกระแทกและแรงดึง) และแทบไม่มีผลกระทบใด ๆ ภายใต้แรงอัด เหล็กหล่อที่มีกราไฟท์ลาเมลลาร์มีความเหนียวต่ำที่สุด (δ = 0.2...0.5%) ปานกลาง (δ = 5...10%) - มีกราไฟท์เกล็ด และสูงสุด - มีกราไฟท์ทรงกลม (δ £ 15%)
ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของฐานโลหะ เหล็กหล่อสีเทา เหล็กหล่ออ่อนได้และมีความแข็งแรงสูงแบ่งออกเป็นเฟอร์ริติก เฟอร์ริติก-เพิร์ลลิติก และเพิร์ลไลติก
ฐานโลหะในเหล็กหล่อให้ความแข็งแรงและต้านทานการสึกหรอได้ดีที่สุดหากมีโครงสร้างแบบมุก การมีเฟอร์ไรต์ในโครงสร้างโดยไม่เพิ่มความเหนียวและความเหนียวของเหล็กหล่อจะช่วยลดความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอ เหล็กหล่อเกรย์เฟอริติกมีความแข็งแรงต่ำที่สุด
เหล็กหล่อมีคุณสมบัติเชิงบวกดังต่อไปนี้ในฐานะวัสดุโครงสร้าง การมีกราไฟท์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเนื่องจากเศษจะแตกเมื่อมีกราไฟท์รวมอยู่ด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็ก เหล็กหล่อมีคุณสมบัติต้านการเสียดสีได้ดีกว่า เนื่องจากกราไฟท์ที่รวมอยู่ในตัวนั้นเป็นสารหล่อลื่น เหล็กหล่อรองรับการสั่นสะเทือนได้อย่างสมบูรณ์แบบและเพิ่มความหนืดแบบวงกลมเนื่องจากมีไมโครโมฆะที่เต็มไปด้วยกราไฟท์ ชิ้นส่วนเหล็กหล่อไม่ไวต่อตัวรวมความเครียดภายนอก (ร่อง รู ฯลฯ) เมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่เป็นเหล็ก เหล็กหล่อมีราคาถูกกว่าเหล็กกล้าเนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตที่ง่ายกว่า
ทุกวันนี้ เป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการถึงกิจกรรมของมนุษย์โดยปราศจากการใช้ผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมโลหะวิทยา โลหะและโลหะผสมหลายชนิดเข้ามาเติมเต็มชีวิตของเราอย่างแท้จริง เหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งพบว่ามีการใช้งานอย่างแข็งขันในเกือบทุกอุตสาหกรรมและขอบเขตของเศรษฐกิจของประเทศก็ไม่มีข้อยกเว้น บทความนี้จะกล่าวถึงคุณสมบัติ วัตถุประสงค์ และองค์ประกอบของมัน
ก่อนอื่น เราชี้ให้เห็นว่าเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน ในกรณีนี้ เนื้อหาขององค์ประกอบสุดท้ายไม่ควรเกิน 2.14% แยกกันก็ควรพิจารณาการจำแนกประเภท เหล็กดังกล่าวสามารถแบ่งออกเป็น:
ทั้งหมดนี้จะกล่าวถึงด้านล่าง
เหล็กกล้าคาร์บอนคือ:
การไล่ระดับนี้ทำให้สามารถกำหนดคุณสมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอนได้ 
เหล็กใดๆ ก็ตามล้วนแต่มีพื้นฐานมาจากเหล็กหล่อ ซึ่งต่อมาถูกแปรรูปโดยใช้เทคโนโลยีพิเศษ เหล็กกล้าคาร์บอนสามารถสร้างขึ้นได้สามวิธีหลัก:
เหล็กถูกผลิตขึ้นในเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าโดยการเป่าเหล็กหล่อหลอมเหลวด้วยออกซิเจนภายใต้ความกดดัน ตัวคอนเวอร์เตอร์นั้นเป็นเตาทรงลูกแพร์ซึ่งบุด้วยอิฐทนไฟพิเศษด้านใน ขึ้นอยู่กับชนิดของอิฐก่อ (ไดนาส SiO 2 หรือมวลโดโลไมต์ของ CaO และ MgO) ที่อยู่ภายในตัวแปลง วิธีการนี้แบ่งออกเป็น Bessemer และ Thomas 
เหล็กที่ใช้ปรุงอาหารในเตาแบบเปิดจะเดือดจนถึงการเผาไหม้คาร์บอนจากเหล็กหล่อที่มีออกซิเจนซึ่งไม่เพียงพบในอากาศเท่านั้น แต่ยังอยู่ในเหล็กออกไซด์ด้วย ซึ่งเข้าสู่เตาในรูปของเศษโลหะและแร่เหล็ก
วิธีการเปิดเตาซึ่งตรงกันข้ามกับวิธีการแปลงเกี่ยวข้องกับการควบคุมองค์ประกอบทางเคมีของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่เอาต์พุตโดยการแนะนำส่วนประกอบโลหะในสัดส่วนที่ต้องการ น่าเสียดายที่แม้จะมีข้อได้เปรียบ แต่วิธีการผลิตเหล็กแบบเปิดเตาก็ไม่เกี่ยวข้องอีกต่อไปในปัจจุบัน เนื่องจากความล้าหลังทางเทคโนโลยีและการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมมากเกินไป
เตาความร้อนไฟฟ้าผลิตเหล็กคุณภาพสูงสุด สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากไม่มีอากาศเข้าไปในเตาอบจากภายนอก ด้วยเหตุนี้เหล็กมอนอกไซด์ที่เป็นอันตรายจึงไม่ก่อตัวขึ้นและนี่คือสาเหตุที่ลดคุณสมบัติของเหล็กและก่อให้เกิดมลพิษ นอกจากนี้อุณหภูมิในเตาเผาไม่ต่ำกว่า 1,650 °C ซึ่งในทางกลับกันทำให้สามารถขจัดสิ่งเจือปนที่ไม่ต้องการในรูปของฟอสฟอรัสและกำมะถันได้
ค่าใช้จ่ายสำหรับเตาเผาดังกล่าวแตกต่างกันไป: เหล็กหล่ออาจมีปริมาณเหนือกว่า แต่บางครั้งเศษโลหะก็กลายเป็นส่วนใหญ่ นอกจากนี้ยังสามารถใช้โลหะผสมเหล็กที่มีวัสดุทนไฟมาก - ทังสเตนและโมลิบดีนัม บางทีข้อเสียเปรียบที่สำคัญเพียงอย่างเดียวของวิธีการผลิตเหล็กนี้อาจพิจารณาถึงความเข้มข้นของพลังงานได้ เนื่องจากมวลที่หลอมละลายหนึ่งตันสามารถคิดเป็น 800 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง
องค์ประกอบของเหล็กกล้าคาร์บอนนั้นควรพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติม มาดูคาร์บอนกันก่อน เป็นองค์ประกอบนี้ที่มีผลกระทบโดยตรงต่อความแข็งแรงและความแข็งของเหล็ก: ยิ่งมีมากเท่าใดลักษณะที่กล่าวมาข้างต้นก็จะยิ่งสูงขึ้นในขณะที่ความเหนียวลดลง
แมงกานีสและซิลิกอนไม่ใช่ส่วนประกอบที่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติของเหล็ก ในระหว่างกระบวนการถลุง จะมีการนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์ในการแยก
ซัลเฟอร์ถือเป็นสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายอย่างยิ่ง ด้วยเหตุนี้เหล็กจึงเปราะในระหว่างการอุ่นเครื่องด้วยแรงดัน ซัลเฟอร์ยังช่วยลดความแข็งแรง ทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน
ฟอสฟอรัสทำให้เกิดความเปราะเย็น - ความเปราะที่อุณหภูมิต่ำ
เฟอร์ไรต์ให้โครงสร้างจุลภาคที่อ่อนนุ่มและเหนียวแก่เหล็ก สารตรงข้ามคือซีเมนไทต์ ซึ่งเป็นเหล็กคาร์ไบด์ที่เพิ่มความแข็ง 
เหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งเป็นไปได้เกือบทุกที่ที่บุคคลดำเนินกิจกรรมในชีวิตสามารถเปลี่ยนคุณสมบัติเชิงกลได้อย่างมีนัยสำคัญ ในการดำเนินการนี้ จะต้องดำเนินการอบชุบด้วยความร้อน ซึ่งความหมายคือการเปลี่ยนโครงสร้างของเหล็กในระหว่างการทำความร้อน การยึดเกาะ และการทำความเย็นที่ตามมาตามระบอบการปกครองพิเศษ
การรักษาอุณหภูมิมีประเภทต่อไปนี้:
เหล็กกล้าคาร์บอนแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่:
เหล็กธรรมดาจะมีตัวอักษร “St” และตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 6 กำกับอยู่ เหล็กทั้งหมดที่มีหมายเลขเกรดตั้งแต่ 1 ถึง 4 จะถูกผลิตด้วยความร้อน กึ่งสงบ และสงบ หมายเลข 5 และ 6 สามารถสงบหรือกึ่งสงบเท่านั้น นอกจากนี้เหล็กเหล่านี้ยังแบ่งออกเป็นสามกลุ่มใหญ่: A, B, C
ประเภท St1 และ St2 มักใช้ในการก่อสร้าง เป็นแบรนด์เหล่านี้ที่ใช้ในการสร้างถังท่อและคอลัมน์ St3 และ St4 เกี่ยวข้องกับการก่อสร้างโครงสร้างและยังผลิตจากคอนกรีตเสริมเหล็กอีกด้วย เหล็กกล้าคาร์บอน GOST 380-2005 เป็นพื้นฐานสำหรับผลิตภัณฑ์แผ่น, กลม, I-beam และช่อง
เหล็กคุณภาพสูงมีลักษณะต้นทุนต่ำและมีคุณภาพสูง มีการทำเครื่องหมายดังนี้: จาก 08 ถึง 85 โดยมีคำนำหน้าต่อท้าย "PS" (กึ่งสงบ), "SP" (สงบ), "KP" (เดือด) ตัวเลขแสดงความเข้มข้นของคาร์บอนเป็นร้อยเปอร์เซ็นต์
เหล็กกล้าเครื่องมือใช้สำหรับการผลิตเครื่องมือสามกลุ่มหลัก: การตัด การวัด และการประทับตรา ตัวเลขในเครื่องหมายระบุปริมาณคาร์บอนในสิบเปอร์เซ็นต์
เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมสามารถผ่านกระบวนการแปรรูปแบบพิเศษได้
หนึ่งในนั้นคือคาร์บูไรเซชัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เป็นการแพร่ความอิ่มตัวของชั้นผิวเหล็กกับคาร์บอนเมื่อถูกความร้อนในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม เป้าหมายสูงสุดของการดำเนินการคือการได้รับความแข็งผิวสูงและความต้านทานการสึกหรอด้วยแกนกลางที่แข็งแกร่ง การประสานยังสามารถเกิดขึ้นได้ในคาร์บูไรเซอร์ที่เป็นของแข็ง ซึ่งเป็นส่วนผสมของถ่านและเกลือคาร์บอนไดออกไซด์
การทำไนไตรดิ้งของเหล็กเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการแพร่ความอิ่มตัวของชั้นผิวของเหล็กด้วยไนโตรเจน ขั้นตอนนี้ดำเนินการในบรรยากาศแอมโมเนียที่อุณหภูมิ 500-700 องศาเซลเซียส ไนไตรดิ้งดำเนินการเพื่อให้ได้พื้นผิวของชิ้นส่วนที่ทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนและมีความแข็งสูง
Boriding - ชั้นบนสุดของเหล็กอิ่มตัวด้วยโบรอน เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ ทนความร้อน และความแข็ง
นอกจากนี้เพื่อให้ได้พื้นผิวที่ทนความร้อนจึงใช้อลูมิไนซ์ - เหล็กอิ่มตัวด้วยอลูมิเนียม
กลุ่มใหญ่นี้แบ่งเป็นงานโครงสร้าง เครื่องมือ และเหล็กที่มีคุณสมบัติพิเศษ แบบแรกใช้สำหรับการผลิตเฟือง บูช หมุด และชิ้นส่วนที่ทำงานภายใต้สภาวะที่ตึงเครียดและยากลำบากอย่างยิ่ง นอกจากนี้ กลุ่มนี้ยังรวมถึงเหล็กสปริง-สปริง และเหล็กลูกปืน
เครื่องมือตัดและวัดทำจากเหล็กกล้าเครื่องมือ
คุณสมบัติพิเศษของวัสดุที่อธิบายไว้นั้นแสดงออกมาในระดับและความต้านทานความร้อน รวมถึงเกรดสแตนเลสด้วย
ตามที่คุณได้เข้าใจจากที่กล่าวมาทั้งหมดแล้วอย่างชัดเจน หนึ่งในวัสดุที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบันคือเหล็กกล้าคาร์บอน (วัตถุประสงค์ของมันมีหลากหลาย) มันเป็นพื้นฐานที่ค่อนข้างถูกสำหรับการสร้างเครื่องจักร กลไก ชิ้นส่วน โครงสร้าง อาคาร โครงสร้าง และโดยทั่วไปแล้วสิ่งที่อยู่รอบๆ ตัวเรา ผู้นำด้านการผลิตเหล็กของโลก ได้แก่ จีน ญี่ปุ่น เยอรมนี และสหรัฐอเมริกา ประเทศเหล่านี้เป็นผู้กำหนดทิศทางของโลหะวิทยาบนโลก
เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นเครื่องมือหรือเหล็กโครงสร้างที่ไม่มีสารเจือปน เหล็กกล้าคาร์บอนแบ่งออกเป็นคาร์บอนต่ำ (คาร์บอนมากถึง 0.25%) คาร์บอนปานกลาง (คาร์บอน 0.25 ถึง 0.6%) และคาร์บอนสูง (คาร์บอนมากถึง 2%)
เหล็กกล้าคาร์บอนแตกต่างจากเหล็กธรรมดาโดยมีปริมาณสิ่งเจือปนน้อยกว่าและมีซิลิคอน แมกนีเซียม และแมงกานีสในปริมาณเล็กน้อย
เหล็กกล้าคาร์บอนมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นและมีความแข็งสูง
เมื่อพิจารณาจากคุณภาพแล้ว จึงมีความแตกต่างระหว่างเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดากับเหล็กโครงสร้างคุณภาพสูง
เหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพธรรมดาสามารถรีดเย็น (แผ่นบาง) และรีดร้อน (มีรูปทรง, แบ่งส่วน, แผ่นบาง, แผ่นหนา, แผ่นกว้าง) ผลิตในแบรนด์ดังต่อไปนี้: St1kp, StO, St1ps, St2kp เป็นต้น ดัชนีในการติดฉลากถูกถอดรหัสดังนี้: เดือด kp, ps กึ่งสงบ
เหล็กโครงสร้างคุณภาพสูงประกอบด้วยเหล็กแท่งหลอมและเหล็กแผ่นรีดร้อนที่มีความหนาสูงสุด 250 มม. แท่งเงิน (แท่งกลมที่มีพื้นผิวพิเศษ) และเหล็กสอบเทียบ ผลิตในยี่ห้อต่อไปนี้: 05kp, 08kp, 08ps, 08, 10kp, 10ps, 10, 11kp, 15ps เป็นต้น ตัวเลขในเครื่องหมายระบุเปอร์เซ็นต์ของปริมาณคาร์บอน (ในหน่วยร้อยเปอร์เซ็นต์) เหล็กโครงสร้างคุณภาพสูงใช้สำหรับการผลิตชิ้นส่วนสำคัญของกลไกและเครื่องจักร การปั๊มขึ้นรูป
เหล็กคุณภาพสูงมีฟอสฟอรัสและกำมะถันไม่เกิน 0.03% เหล็กคุณภาพสูงมีไม่เกิน 0.02%
เหล็กกล้าคาร์บอนมีวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน: มีไว้สำหรับเครื่องมือที่มีการโหลดคงที่และสำหรับโหลดกระแทก
สำหรับการผลิตเครื่องมือตัดที่มีความแข็งสูงซึ่งไม่เกิดการกระแทก (เครื่องมือผ่าตัด ตะไบ เครื่องขูด แม่พิมพ์ สว่าน เครื่องมือวัด) จะใช้เหล็กกล้า U10–U13 เหล็กดังกล่าวซึ่งต้องผ่านการอบชุบด้วยความร้อนทุกประเภทและมีโครเมียมก็ถูกนำมาใช้ในการผลิตเครื่องมือกลึงด้วย
สำหรับการผลิตเครื่องมือที่ต้องรับแรงกระแทก (ขวาน เลื่อย เครื่องมืองานไม้ สิ่ว แสตมป์โลหะ ไขควง) จะใช้เหล็กกล้า U7-U9 พวกเขายังต้องผ่านการบำบัดความร้อนด้วยวิธีใดก็ตาม
คุณสามารถสั่งซื้อและซื้อเหล็กกล้าคาร์บอนได้โดยการสั่งซื้อบนเว็บไซต์ของเรา
เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นที่ต้องการขององค์กรต่างๆ เช่น ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนสำหรับวิศวกรรมเครื่องกล โครงสร้างรับน้ำหนัก เครื่องมือทุกชนิด และสินค้าอื่นๆ
เหล็กกล้าคาร์บอน (CS) เป็นส่วนประกอบโลหะผสมต่ำทางโลหะวิทยาที่มีธาตุเหล็กสูงถึง 99.5% นอกจากนี้ยังมีการแนะนำสารเติมแต่งหลายชนิดในปริมาณที่กำหนดอย่างเคร่งครัด อย่างหลังกำหนดคุณสมบัติพิเศษด้านการปฏิบัติงาน เทคโนโลยี และกลไกของโลหะผสมที่เราสนใจ จากปริมาณเหล็กทั้งหมดที่ถลุงในสถานประกอบการโลหะวิทยาองค์ประกอบคาร์บอนคิดเป็นประมาณ 80% ปัจจุบันรู้จักโลหะผสมดังกล่าวมากกว่าสองพันยี่ห้อ ตามขอบเขตการใช้งานทั้งหมดแบ่งออกเป็นเหล็กโครงสร้างเครื่องมือและเหล็กคุณภาพธรรมดา
เหล็กกล้าคาร์บอน
โครงสร้างของมันขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของคาร์บอน ด้วยการเปลี่ยนปริมาณคุณสามารถให้คุณสมบัติที่ต้องการแก่องค์ประกอบที่เสร็จแล้ว (ความลื่นไหล, ความหนาแน่น, ความเหนียว, ความแข็ง) หากเหล็กกล้าคาร์บอนมีคาร์บอนน้อยกว่า 0.8% โครงสร้างจะรวมถึงเพิร์ลไลต์และเฟอร์ไรต์ ในโลหะผสมที่มีคาร์บอนมากกว่า 0.8% จำเป็นต้องมีซีเมนไทต์ (รอง) แต่เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำที่มีเนื้อหาเป็นองค์ประกอบที่เราสนใจที่ระดับ 0.8% มีโครงสร้างมุก ความแข็งแรงของโลหะผสม ความต้านทานแรงกระแทก และเกณฑ์ความเปราะเย็นจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็บันทึกความเหนียวของผลิตภัณฑ์รีดที่ลดลง
เหล็กกล้าคาร์บอนแบ่งออกเป็นสามประเภทขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี อาจเป็นคาร์บอนต่ำ ปานกลาง และสูง ในอดีตมีคาร์บอนอยู่ในปริมาณเล็กน้อย (มากถึง 0.25%) องค์ประกอบดังกล่าวมีรูปร่างผิดปกติ (ความหนาแน่นค่อนข้างต่ำ) ทั้งในสภาวะร้อนและเย็นซึ่งมีความเป็นพลาสติกในระดับสูง ผลิตภัณฑ์รีดคาร์บอนปานกลางมีคาร์บอน 0.3–0.6% โลหะผสมเหล่านี้มีลักษณะการไหลและความเหนียวที่ดีและในขณะเดียวกันก็มีความแข็งแรงเพียงพอ ส่วนใหญ่มักใช้สำหรับอาคารและโครงสร้างอื่น ๆ ที่ใช้งานภายใต้สภาวะปกติ
เครื่องมือวัดและเครื่องมือทุกชนิดที่มีความแข็งแรงสูงทำจากโลหะผสมที่มีคาร์บอนสูง (0.6–1.4%) มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้นและมีลักษณะเฉพาะหลายประการ (กำหนดโดยโครงสร้างพิเศษของเหล็กที่ถูกถลุง) ดังนั้นขอบเขตของการใช้องค์ประกอบคาร์บอนจึงขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและวัตถุประสงค์ของเกรดเหล็กเฉพาะโดยตรง เราจะพูดถึงเรื่องนี้โดยละเอียดในภายหลัง
นอกจากคาร์บอนแล้ว คาร์บอนยังประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีอื่น ๆ อยู่เสมอ ได้แก่ออกซิเจน ไฮโดรเจน ฟอสฟอรัส แมงกานีส ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ และซิลิคอน ความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและคุณสมบัติเชิงกลอื่นๆ ขึ้นอยู่กับปริมาณของสิ่งเจือปนเหล่านี้ แมงกานีสทำให้สามารถทำการดีออกซิเดชันของคาร์บอนไดออกไซด์ได้ ดังนั้นจึงมีการเติมโลหะผสมใด ๆ เป็นพิเศษ การกำจัดออกซิเดชันถือเป็นการดำเนินการที่สำคัญและมีประโยชน์ นั่นคือการกำจัดผลิตภัณฑ์เฟอร์ริกออกไซด์ที่เป็นอันตราย เนื่องจากมีการนำแมงกานีสมาใช้ โครงสร้างโลหะจึงดีขึ้น ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการละลายของสารซัลเฟอร์ในซีเมนไทต์และเฟอร์ไรต์
ท่อเหล็กไฮโดรคาร์บอน
ซิลิคอนทำหน้าที่คล้ายกัน มันกำจัดออกซิไดซ์องค์ประกอบทางโลหะวิทยาได้อย่างสมบูรณ์แบบ ด้วยเหตุนี้โครงสร้างจึงได้รับความเป็นระเบียบเรียบร้อยตามที่กำหนด เป็นที่น่าสังเกตว่าซิลิคอนละลายในเฟอร์ไรต์อย่างสมบูรณ์ บางครั้งมีเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่ยังคงเป็นซิลิเกตในโลหะผสมคาร์บอน เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำไม่สูญเสียคุณสมบัติมาตรฐาน ซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสมีผลเสียต่อคุณสมบัติของคาร์บอนไดออกไซด์ ครั้งแรกที่เข้าไปในโลหะจากก๊าซเตาหลอมและจากแร่ ซัลเฟอร์ช่วยลดความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์ที่รีด (ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ 7.8 กรัม/ลูกบาศก์ซม.) และทำให้โลหะผสมเปราะ ด้วยเหตุนี้เนื้อหาในระบบการจัดการจึงต้องได้รับการตรวจสอบและปรับเปลี่ยน ในผลิตภัณฑ์รีดคาร์บอนคุณภาพสูง ซัลเฟอร์ต้องไม่เกิน 0.04% ในผลิตภัณฑ์รีดทั่วไป - มากกว่า 0.03
ฟอสฟอรัสเข้าสู่เหล็กจากฟลักซ์และแร่เหล็ก ด้วยองค์ประกอบนี้ในปริมาณมาก เหล็กแผ่นรีดจึงเปราะ สิ่งนี้นำไปสู่ความเปราะบางของโลหะผสมซึ่งเป็นที่ยอมรับไม่ได้ ปัจจุบันฟอสฟอรัสถูกกำจัดออกจากองค์ประกอบคาร์บอนที่เป็นโลหะได้ง่ายซึ่งการใช้นั้นจำเป็นต้องมีปริมาณสิ่งเจือปนขั้นต่ำ เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมประกอบด้วยไนโตรเจน ไฮโดรเจน และออกซิเจนในปริมาณเล็กน้อย ปริมาณของพวกเขาขึ้นอยู่กับประเภทของการผลิตโลหะ (ตัวแปลง, กระบวนการเปิดเตา, การถลุงในหน่วยไฟฟ้า) ไนโตรเจนและไฮโดรเจนในผลิตภัณฑ์รีดสามารถอยู่ระหว่าง 0.0001 ถึง 0.0007% ออกซิเจน - จาก 0.002 ถึง 0.03%
ปริมาณสิ่งสกปรกที่มากเกินไปทำให้โลหะผสมมีขีดจำกัดความเปราะเย็นเพิ่มขึ้น สามารถลดความเหนียวของเหล็กได้ การมีไฮโดรเจนมากเกินไปเป็นอันตรายอย่างยิ่ง อาจทำให้เกิดเกล็ด - น้ำตาในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปได้ หากมีอยู่โครงสร้างและคุณสมบัติของโลหะจะเสื่อมลง
เหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปผลิตขึ้นในรูปของคาน แท่ง ใบ และร่อง คุณสมบัติทำให้สามารถใช้โลหะผสมคุณภาพธรรมดาในอุตสาหกรรมวิศวกรรมและการก่อสร้างเป็นผลิตภัณฑ์สนับสนุนที่เชื่อถือได้ เหล็กธรรมดาจะมีตัวอักษร St และตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 6 กำกับอยู่ ส่วนหลังบ่งบอกถึงความแข็งแกร่งของโลหะผสม ยิ่งตัวเลขในการมาร์กมากเท่าไร เหล็กก็จะยิ่งแข็งแรงเท่านั้น การกำหนดของสหรัฐอเมริกายังรวมถึงเทคนิคในการดีออกซิไดซ์องค์ประกอบทางโลหะวิทยาด้วย จากมุมมองนี้ โลหะผสมสามารถเป็น:
ผลิตภัณฑ์เหล็กที่ทนทาน
นอกจากนี้เหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพธรรมดายังแบ่งออกเป็นประเภทย่อย A, B และ C โลหะผสมกลุ่ม A ไม่สามารถใช้ในการผลิตโครงสร้างแบบเชื่อมได้ เหล็กเหล่านี้ไม่ได้รับการควบคุมในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี ตัวบ่งชี้หลักถือเป็นคุณสมบัติทางกล โลหะผสมชนิดย่อย B มีองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ในขณะเดียวกันคุณสมบัติทางกลอาจเปลี่ยนแปลงได้ ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเหล็กกล้ากลุ่ม B อาจต้องผ่านกรรมวิธีทางความร้อน การตีขึ้นรูป และการปั๊มขึ้นรูป โลหะผสมที่แพงที่สุด (และแน่นอนว่ามีคุณภาพสูง) คือโลหะผสมชนิดย่อย B องค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกลเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานของรัฐอย่างชัดเจน เนื่องจากคุณสมบัติพิเศษของเหล็กดังกล่าวจึงสามารถเชื่อมได้โดยไม่มีข้อจำกัด (โดยใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน)
องค์ประกอบการควบคุมโครงสร้างมีจำหน่ายในรูปแบบของผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่หลากหลาย รวมถึงตัวเลือกต่างๆ สำหรับการตีขึ้นรูปและผลิตภัณฑ์รีด เหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูงดังกล่าวมีสิ่งเจือปนและองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ (ซัลเฟอร์และฟอสฟอรัส) เพียงเล็กน้อยซึ่งส่งผลเสียต่อคุณสมบัติของเหล็ก ดังนั้นจึงรับประกันคุณลักษณะ (ทางกลและเคมี) อย่างเคร่งครัด โลหะผสมคุณภาพสูงที่มีโครงสร้างถูกกำหนดด้วยตัวเลขที่ประกอบด้วยตัวเลขสองหลัก - 45, 20, 08, 85 เป็นต้น รหัสนี้ระบุปริมาณคาร์บอน (เป็นร้อยเปอร์เซ็นต์) ในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป หากเรามีเหล็กที่มีเครื่องหมาย 45 จะเข้าใจได้ง่ายว่ามีคาร์บอนประมาณ 0.45% ระบบควบคุมโครงสร้างเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ทางวิศวกรรมที่หลากหลาย สำคัญ! คุณสมบัติเริ่มต้นของโลหะผสมดังกล่าว (ประสิทธิภาพและความแข็งแรง) จะเพิ่มขึ้นได้อย่างง่ายดายโดยการอบชุบด้วยความร้อน
ใช้ในการผลิตเครื่องมืองานไม้ แม่พิมพ์ คัตเตอร์ เครื่องมือเกี่ยวกับลม แม่พิมพ์ อุปกรณ์เจาะ คีมตัดลวด คีม และเครื่องมือที่คล้ายกัน นอกจากนี้ยังใช้ทำใบเลื่อยเลือยตัดโลหะ ตะไบ และกลไกการวัดอีกด้วย โลหะผสมของเครื่องมือจะถูกทำเครื่องหมายด้วยตัวอักษร U ตัวเลขระบุปริมาณคาร์บอน (หนึ่งในสิบของเปอร์เซ็นต์) รวมถึงตัวอักษร A เพิ่มเติม (วางไว้ที่ท้ายชื่อเหล็กหากเรากำลังพูดถึงผลิตภัณฑ์รีดคุณภาพสูง) หากคุณเห็นโลหะผสมที่มีเครื่องหมาย U13A คุณจะเข้าใจได้ทันทีว่าคุณกำลังใช้งานเหล็กกล้าเครื่องมือคุณภาพสูงที่มีคาร์บอน 1.3%
ด้วยความผันผวนของอุณหภูมิตั้งแต่ +20 ถึง +900° ความหนาแน่นของเหล็กที่พิจารณาจะไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติ ค่านี้อยู่ในช่วง 7.7–7.9 กรัม/ซีซี ที่จริงแล้วความหนาแน่นของคาร์บอนไดออกไซด์นั้นใกล้เคียงกับความหนาแน่นของเหล็ก นี่เป็นเหตุผลเพราะเป็นพื้นฐานของโลหะผสมคาร์บอน ความหนาแน่น ตลอดจนคุณสมบัติและโครงสร้างของคาร์บอนไฟเบอร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการอบชุบด้วยความร้อน การดำเนินการนี้หมายถึงการให้ความร้อนแก่โลหะผสมแล้วทำให้เย็นลง
การรักษาความร้อนของเหล็ก
การรักษาความร้อนของเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นประเภทต่อไปนี้:
การใช้งานทำให้สามารถรับโลหะผสมที่มีโครงสร้างไม่แตกต่างจากสมดุลมากนัก การดำเนินการนี้ดำเนินการตามรูปแบบง่ายๆ: ให้ความร้อนโลหะจนถึงอุณหภูมิที่กำหนดและถือไว้ในช่วงเวลาที่กำหนดจากนั้นจึงทำให้ผลิตภัณฑ์รีดเย็นลง (ซึ่งมักเกิดขึ้นพร้อมกับเตาเผาในระยะเวลาอันยาวนาน) เหล็กกล้าคาร์บอนชุบแข็งในลักษณะเดียวกัน แต่ในกรณีนี้ โลหะที่ให้ความร้อนจะถูกทำให้เย็นลงด้วยความเร็วที่กำหนด (ค่อนข้างเร็ว) ได้รับการคัดเลือกโดยนักโลหะวิทยาเพื่อให้ผลิตภัณฑ์รีดสำเร็จรูปมีโครงสร้างมาร์เทนซิติกโดยสมบูรณ์ เมื่อแข็งตัวจำเป็นต้องใช้น้ำมันพิเศษ สารละลายเกลือ หรือน้ำ ของเหลวเหล่านี้ช่วยให้ชุดควบคุมเย็นลงอย่างรวดเร็ว
วันหยุดพักผ่อนเปิดโอกาสให้คุณเช่าอสังหาริมทรัพย์บางอย่าง ใช้สำหรับโลหะผสมที่ผ่านการชุบแข็งก่อนหน้านี้เท่านั้น การแบ่งเบาบรรเทาจะช่วยลดความเครียด (ภายใน) ในโลหะและเพิ่มพารามิเตอร์ทางกล นอกจากนี้ เหล็กกล้าคาร์บอนยังสามารถทำให้เป็นมาตรฐานได้ (การให้ความร้อน การยึด และความเย็นตามธรรมชาติในที่โล่ง) กระบวนการนี้ไม่ถือเป็นการบำบัดความร้อนประเภทหลัก แต่เป็นประเภทย่อยของการชุบแข็งหรือการอบอ่อนแบบมาตรฐาน
เหล็กกล้าคาร์บอนเนื่องจากต้นทุนที่ไม่แพงและมีลักษณะความแข็งแรงสูงจึงเป็นหนึ่งในโลหะผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด จากเหล็กดังกล่าวประกอบด้วยเหล็กและคาร์บอนและสิ่งเจือปนอื่น ๆ ขั้นต่ำผลิตภัณฑ์ทางวิศวกรรมต่าง ๆ ชิ้นส่วนของเสาและท่อและเครื่องมือถูกสร้างขึ้น โลหะผสมเหล่านี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง
เหล็กกล้าคาร์บอนซึ่งขึ้นอยู่กับขอบเขตการใช้งานหลักแบ่งออกเป็นโครงสร้างและเครื่องมือในทางปฏิบัติไม่มีสารเจือปนผสม เหล็กเหล่านี้ยังแตกต่างจากโลหะผสมเหล็กทั่วไปด้วยความจริงที่ว่าองค์ประกอบของพวกมันประกอบด้วยสิ่งเจือปนพื้นฐานเช่นแมงกานีส แมกนีเซียม และซิลิกอนในปริมาณที่น้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ
เนื้อหาขององค์ประกอบหลัก - คาร์บอน - ในเหล็กกล้าประเภทนี้อาจแตกต่างกันไปภายในขอบเขตที่ค่อนข้างกว้าง ดังนั้นเหล็กกล้าคาร์บอนสูงจึงประกอบด้วยคาร์บอน 0.6–2% เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง – 0.3–0.6% และเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ – สูงถึง 0.25% องค์ประกอบนี้ไม่เพียงแต่กำหนดคุณสมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโครงสร้างของเหล็กด้วย ดังนั้นโครงสร้างภายในของโลหะผสมเหล็กที่มีคาร์บอนน้อยกว่า 0.8% จึงประกอบด้วยเฟอร์ไรต์และเพิร์ลไลต์เป็นส่วนใหญ่ เมื่อความเข้มข้นของคาร์บอนเพิ่มขึ้น ซีเมนต์ไทต์รองจึงเริ่มก่อตัว
เหล็กกล้าคาร์บอนที่มีโครงสร้างเฟอร์ริติกเด่นมีลักษณะความเหนียวสูงและความแข็งแรงต่ำ ถ้าซีเมนต์มีอิทธิพลเหนือโครงสร้างเหล็กแสดงว่ามีความแข็งแรงสูง แต่ในขณะเดียวกันก็เปราะมากเช่นกัน เมื่อปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้นเป็น 0.8–1% ลักษณะความแข็งแรงและความแข็งของเหล็กกล้าคาร์บอนจะเพิ่มขึ้น แต่ความเหนียวและความเหนียวจะลดลงอย่างมาก
ปริมาณคาร์บอนเชิงปริมาณยังส่งผลกระทบร้ายแรงต่อคุณลักษณะทางเทคโนโลยีของโลหะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในความสามารถในการเชื่อม ความง่ายในการประมวลผลด้วยแรงกดและการตัด เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำใช้ในการผลิตชิ้นส่วนและโครงสร้างที่ไม่ต้องรับน้ำหนักมากระหว่างการทำงาน ลักษณะของเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางทำให้เป็นวัสดุโครงสร้างหลักที่ใช้ในการผลิตโครงสร้างและชิ้นส่วนตามความต้องการของวิศวกรรมทั่วไปและวิศวกรรมการขนส่ง เนื่องจากคุณลักษณะเฉพาะ จึงเหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องเพิ่มข้อกำหนดด้านความต้านทานการสึกหรอ สำหรับการผลิตเครื่องมือปั๊มกระแทกและเครื่องมือวัด
เหล็กกล้าคาร์บอนก็เหมือนกับโลหะผสมเหล็กประเภทอื่นๆ ที่มีสิ่งเจือปนต่างๆ เช่น ซิลิคอน แมงกานีส ฟอสฟอรัส ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน ออกซิเจน และไฮโดรเจน สิ่งเจือปนบางส่วน เช่น แมงกานีสและซิลิกอน มีประโยชน์ โดยจะถูกนำมาใช้ในองค์ประกอบของเหล็กในขั้นตอนการถลุงเพื่อให้แน่ใจว่าจะเกิดการดีออกซิเดชั่น ซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสเป็นสารเจือปนที่เป็นอันตรายซึ่งทำให้คุณสมบัติคุณภาพของโลหะผสมเหล็กลดลง
แม้ว่าจะถือว่าเข้ากันไม่ได้ แต่ไมโครอัลลอยด์ก็สามารถดำเนินการเพื่อปรับปรุงคุณลักษณะทางกายภาพ เชิงกล และเทคโนโลยีได้ เพื่อจุดประสงค์นี้มีการใช้สารเติมแต่งหลายชนิดในเหล็กกล้าคาร์บอน: โบรอน, ไทเทเนียม, เซอร์โคเนียม, ธาตุหายาก แน่นอนว่าด้วยความช่วยเหลือของสารเติมแต่งดังกล่าวจะไม่สามารถทำสแตนเลสจากเหล็กกล้าคาร์บอนได้ แต่สามารถปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะได้อย่างมีนัยสำคัญ
การแบ่งเหล็กกล้าคาร์บอนออกเป็นหลายประเภทได้รับอิทธิพลจากพารามิเตอร์ เช่น ระดับของดีออกซิเดชัน โลหะผสมของเหล็กกล้าคาร์บอนจะถูกแบ่งออกเป็นความสงบกึ่งสงบและการเดือดทั้งนี้ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์นี้
เหล็กเงียบมีโครงสร้างภายในที่เป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น ซึ่งการดีออกซิเดชั่นนั้นทำได้โดยการเติมเฟอร์โรซิลิกอน เฟอร์โรแมงกานีส และอะลูมิเนียม ลงในโลหะหลอมเหลว เนื่องจากโลหะผสมประเภทนี้ถูกกำจัดออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์ในเตาเผา องค์ประกอบของพวกมันจึงไม่มีเหล็กออกไซด์ อะลูมิเนียมที่ตกค้างซึ่งป้องกันการเจริญเติบโตของเมล็ดข้าว ทำให้เหล็กดังกล่าวมีโครงสร้างที่มีเนื้อละเอียด การผสมผสานระหว่างโครงสร้างที่มีเนื้อละเอียดและการไม่มีก๊าซละลายเกือบทั้งหมดทำให้เกิดการก่อตัวของโลหะคุณภาพสูงซึ่งใช้ในการผลิตชิ้นส่วนและโครงสร้างที่สำคัญที่สุดได้ นอกเหนือจากข้อดีทั้งหมดแล้ว โลหะผสมเหล็กกล้าคาร์บอนประเภทเงียบยังมีข้อเสียเปรียบที่สำคัญประการหนึ่งคือการถลุงมีราคาค่อนข้างแพง
ราคาถูกกว่า แต่มีคุณภาพต่ำกว่าด้วยคือโลหะผสมคาร์บอนที่กำลังเดือดซึ่งการถลุงใช้สารเติมแต่งพิเศษในปริมาณขั้นต่ำ ในโครงสร้างภายในของเหล็กดังกล่าวเนื่องจากกระบวนการกำจัดออกซิเดชั่นในเตาเผายังไม่เสร็จสิ้นจึงมีก๊าซละลายซึ่งส่งผลเสียต่อลักษณะของโลหะ ดังนั้นไนโตรเจนที่มีอยู่ในเหล็กดังกล่าวจึงส่งผลเสียต่อความสามารถในการเชื่อมทำให้เกิดรอยแตกร้าวในบริเวณรอยเชื่อม การแบ่งแยกที่พัฒนาแล้วในโครงสร้างของโลหะผสมเหล็กเหล่านี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าโลหะแผ่นรีดที่ทำจากโลหะเหล่านี้มีความแตกต่างกันทั้งในโครงสร้างและในลักษณะเชิงกล
เหล็กกล้ากึ่งเงียบจะอยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางทั้งในคุณสมบัติและระดับของการเกิดออกซิเดชัน ก่อนที่จะเทลงในแม่พิมพ์จะมีการนำสารกำจัดออกซิไดซ์จำนวนเล็กน้อยเข้ามาในองค์ประกอบเนื่องจากโลหะจะแข็งตัวในทางปฏิบัติโดยไม่ต้องเดือด แต่กระบวนการวิวัฒนาการของก๊าซในนั้นยังคงดำเนินต่อไป เป็นผลให้มีการหล่อขึ้นซึ่งมีโครงสร้างที่มีฟองก๊าซน้อยกว่าในเหล็กเดือด รูขุมขนภายในดังกล่าวจะถูกเชื่อมเกือบทั้งหมดในระหว่างการรีดโลหะในภายหลัง เหล็กกล้าคาร์บอนกึ่งอ่อนส่วนใหญ่จะใช้เป็นวัสดุโครงสร้าง
คุณสามารถทำความคุ้นเคยกับข้อกำหนด GOST ทั้งหมดสำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนได้โดยดาวน์โหลดเอกสารนี้ในรูปแบบ pdf จากลิงก์ด้านล่าง
การผลิตเหล็กกล้าคาร์บอนใช้เทคโนโลยีต่างๆ ซึ่งส่งผลต่อการแบ่งไม่เพียงแต่โดยวิธีการผลิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณลักษณะด้านคุณภาพด้วย ดังนั้นพวกเขาจึงแยกแยะ:
โลหะผสมเหล็กที่มีคุณภาพธรรมดาจะถูกหลอมในเตาเผาแบบเปิดหลังจากนั้นจึงก่อตัวเป็นแท่งโลหะขนาดใหญ่ อุปกรณ์หลอมที่ใช้ในการผลิตเหล็กดังกล่าวยังรวมถึงเครื่องแปลงออกซิเจนด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมเหล็กคุณภาพสูง เหล็กที่เป็นปัญหาอาจมีสารเจือปนที่เป็นอันตรายสูงกว่า ซึ่งส่งผลต่อต้นทุนการผลิตตลอดจนคุณลักษณะของเหล็กเหล่านั้น
แท่งโลหะที่ขึ้นรูปและแข็งตัวแล้วจะถูกรีดต่อไป ซึ่งสามารถทำได้ในสภาวะร้อนหรือเย็น วิธีการรีดร้อนทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างและแบ่งเป็นแผ่นโลหะหนาและบาง และแถบโลหะที่มีความกว้างขนาดใหญ่ การรีดเย็นทำให้เกิดแผ่นโลหะบาง
สำหรับหมวดหมู่คุณภาพสูงและคุณภาพสูงสามารถใช้ทั้งคอนเวอร์เตอร์และเตาเผาแบบเปิดได้รวมถึงอุปกรณ์ที่ทันสมัยกว่า - เตาหลอมที่ใช้พลังงานไฟฟ้า GOST ที่เกี่ยวข้องกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดมากเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กดังกล่าวและการมีสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายและไม่ใช่โลหะในโครงสร้าง ตัวอย่างเช่น เหล็กที่จัดอยู่ในประเภทคุณภาพสูงควรมีกำมะถันไม่เกิน 0.04% และฟอสฟอรัสไม่เกิน 0.035% เนื่องจากข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับวิธีการผลิตและคุณลักษณะ โลหะผสมเหล็กคุณภาพสูงและคุณภาพสูงจึงโดดเด่นด้วยความบริสุทธิ์ของโครงสร้างที่เพิ่มขึ้น
ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น โลหะผสมของเหล็กกล้าคาร์บอนตามวัตถุประสงค์หลักแบ่งออกเป็นสองประเภทใหญ่ ๆ ได้แก่ เครื่องมือและโครงสร้าง ซึ่งมีคาร์บอน 0.65–1.32% ถูกนำมาใช้อย่างครบถ้วนตามชื่อ - เพื่อการผลิตเครื่องมือเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของเครื่องมือ พวกเขาหันไปใช้การดำเนินการทางเทคโนโลยี เช่น ซึ่งดำเนินการได้โดยไม่มีปัญหาใดๆ เป็นพิเศษ
โลหะผสมเหล็กโครงสร้างถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนสำหรับอุปกรณ์เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ องค์ประกอบโครงสร้างสำหรับงานวิศวกรรมเครื่องกลและการก่อสร้าง ตัวยึด และอื่นๆ อีกมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งผลิตภัณฑ์ยอดนิยมเช่นลวดคาร์บอนที่ทำจากเหล็กโครงสร้าง
ลวดคาร์บอนถูกนำมาใช้ไม่เพียงแต่สำหรับวัตถุประสงค์ภายในประเทศเท่านั้น สำหรับการผลิตตัวยึดและในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง แต่ยังสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่สำคัญเช่นสปริงด้วย หลังจากการคาร์บูไรเซชัน โลหะผสมคาร์บอนที่มีโครงสร้างสามารถนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนที่พื้นผิวสึกหรออย่างรุนแรงและได้รับแรงไดนามิกที่สำคัญในระหว่างการใช้งานได้
แน่นอนว่าโลหะผสมของเหล็กกล้าคาร์บอนไม่มีคุณสมบัติหลายอย่างของโลหะผสมเหล็ก (โดยเฉพาะเหล็กกล้าไร้สนิม) แต่คุณลักษณะของพวกมันค่อนข้างเพียงพอที่จะรับประกันคุณภาพและความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนและโครงสร้างที่ทำจากพวกมัน
กฎสำหรับการรวบรวมซึ่งกำหนดไว้อย่างเคร่งครัดโดยส่วนย่อยของ GOST ที่เกี่ยวข้องช่วยให้คุณค้นหาไม่เพียง แต่องค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมที่นำเสนอเท่านั้น แต่ยังรวมถึงประเภทของโลหะผสมด้วย การกำหนดเหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพธรรมดาจะมีตัวอักษร "ST" ส่วน GOST กำหนดหมายเลขเกรดทั่วไปของเหล็กดังกล่าวเจ็ดหมายเลข (ตั้งแต่ 0 ถึง 6) ซึ่งระบุไว้ในการกำหนดด้วย คุณสามารถค้นหาระดับของการกำจัดออกซิเดชันของแบรนด์นั้นๆ ได้ด้วยตัวอักษร "kp", "ps", "sp" ซึ่งอยู่ที่ส่วนท้ายสุดของเครื่องหมาย
