ورق فولادی

فولادی مسطح است که با فولاد مذاب ریخته می شود و پس از سرد شدن پرس می شود.
مسطح، مستطیل شکل است و می توان آن را مستقیماً از نوارهای فولادی عریض نورد یا برش داد.
ورق فولادی بر اساس ضخامت تقسیم می شود، ورق فولادی نازک کمتر از 4 میلی متر است (نازک ترین آن 0.2 میلی متر است)، ورق فولادی با ضخامت متوسط ​​4-60 میلی متر و ورق فولادی فوق ضخیم 60-115 است. میلی متر
ورق های فولادی بر اساس نورد به دو دسته نورد گرم و نورد سرد تقسیم می شوند.
عرض صفحه نازک 500 ~ 1500 میلی متر است. عرض ورق ضخیم 600 ~ 3000 میلی متر است. ورق ها بر اساس نوع فولاد طبقه بندی می شوند، از جمله فولاد معمولی، فولاد با کیفیت بالا، فولاد آلیاژی، فولاد فنر، فولاد ضد زنگ، فولاد ابزار، فولاد مقاوم در برابر حرارت، فولاد بلبرینگ، فولاد سیلیکونی و ورق آهن خالص صنعتی و غیره. ورق لعابی، صفحه ضد گلوله و ... با توجه به پوشش سطح، ورق گالوانیزه، ورق قلع اندود، ورق سرب اندود، ورق فولادی کامپوزیت پلاستیکی و غیره وجود دارد.
فولاد ساختاری کم آلیاژ
(همچنین به عنوان فولاد کم آلیاژ معمولی، HSLA نیز شناخته می شود)
1. هدف
به طور عمده در ساخت پل ها، کشتی ها، وسایل نقلیه، دیگهای بخار، کشتی های فشار قوی، خطوط لوله نفت و گاز، سازه های فولادی بزرگ و غیره استفاده می شود.
2. الزامات عملکرد
(1) استحکام بالا: به طور کلی قدرت تسلیم آن بالاتر از 300MPa است.
(2) چقرمگی بالا: ازدیاد طول باید 15٪ تا 20٪ باشد و چقرمگی ضربه در دمای اتاق بیشتر از 600kJ/m تا 800kJ/m است. برای قطعات بزرگ جوش داده شده، چقرمگی شکست بالا نیز مورد نیاز است.
(3) عملکرد جوشکاری خوب و عملکرد شکل دهی سرد.
(4) دمای انتقال سرد و شکننده کم.
(5) مقاومت در برابر خوردگی خوب.
3. ویژگی های مواد تشکیل دهنده
(1) کربن کم: به دلیل الزامات بالا برای چقرمگی، جوش پذیری و شکل پذیری سرد، محتوای کربن از 0.20٪ تجاوز نمی کند.
(2) عناصر آلیاژی مبتنی بر منگنز را اضافه کنید.
(3) افزودن عناصر کمکی مانند نیوبیوم، تیتانیوم یا وانادیم: مقدار کمی از نیوبیم، تیتانیوم یا وانادیم کاربیدهای ریز یا کربنیتریدها را در فولاد تشکیل می دهد که برای به دست آوردن دانه های ریز فریت و بهبود استحکام و چقرمگی فولاد مفید است.
علاوه بر این، افزودن مقدار کمی مس (≤0.4٪) و فسفر (حدود 0.1٪) می تواند مقاومت به خوردگی را بهبود بخشد. افزودن مقدار کمی از عناصر خاکی کمیاب می تواند گوگرد زدایی و گاز زدایی، تصفیه فولاد، و بهبود چقرمگی و عملکرد فرآیند را بهبود بخشد.
4. معمولاً از فولاد ساختاری کم آلیاژ استفاده می شود
16Mn پرکاربردترین و پربازده ترین نوع فولاد کم آلیاژ با مقاومت بالا در کشور من است. ساختار در حال استفاده فریت-پرلیت ریزدانه است و استحکام آن حدود 20 تا 30 درصد بیشتر از فولاد ساختاری کربن معمولی Q235 است و مقاومت در برابر خوردگی جوی آن 20 تا 38 درصد بیشتر است.
15MnVN پرکاربردترین فولاد در فولادهای با مقاومت متوسط ​​است. دارای استحکام بالا و چقرمگی خوب، جوش پذیری و چقرمگی دمای پایین است و به طور گسترده در ساخت سازه های بزرگ مانند پل ها، بویلرها و کشتی ها استفاده می شود.
پس از اینکه سطح استحکام از 500 مگا پاسکال فراتر رفت، ساختارهای فریت و پرلیت برای برآوردن الزامات دشوار است، بنابراین فولاد بینیتی کم کربن ایجاد می شود. افزودن کروم، مو، منگنز، ب و سایر عناصر برای به دست آوردن ساختار بینیت در شرایط خنک کاری هوا مفید است، به طوری که استحکام بالاتر، انعطاف پذیری و عملکرد جوش نیز بهتر است و بیشتر در دیگ های فشار قوی استفاده می شود. ، مخازن فشار قوی و غیره
5. ویژگی های عملیات حرارتی
این نوع فولاد عموماً در حالت نورد گرم و هوا خنک استفاده می شود و نیاز به عملیات حرارتی خاصی ندارد. ریزساختار در حالت استفاده عموماً فریت + سوربیت است.
فولاد کربن دار آلیاژی
1. هدف
این عمدتا در ساخت چرخ دنده های انتقال در خودروها و تراکتورها، میل بادامک، پین های پیستون و سایر قطعات ماشین در موتورهای احتراق داخلی استفاده می شود. چنین قطعاتی در حین کار دچار اصطکاک و سایش شدید می شوند و در عین حال بارهای متناوب زیادی به ویژه بارهای ضربه ای را تحمل می کنند.
2. الزامات عملکرد
(1) لایه کربوری شده سطح دارای سختی بالایی برای اطمینان از مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خستگی تماس و همچنین انعطاف پذیری و چقرمگی مناسب است.
(2) هسته دارای چقرمگی بالا و استحکام کافی بالا است. هنگامی که چقرمگی هسته کافی نیست، شکستن آن در اثر بار ضربه یا اضافه بار آسان است. هنگامی که استحکام کافی نباشد، لایه کربوره شکننده به راحتی شکسته و کنده می شود.
(3) عملکرد فرآیند عملیات حرارتی خوب در دمای کربورسازی بالا (900 ℃ ~ 950 ℃)، دانه های آستنیت به راحتی رشد نمی کنند و سختی خوبی دارند.
3. ویژگی های مواد تشکیل دهنده
(1) کربن کم: محتوای کربن به طور کلی 0.10٪ تا 0.25٪ است، به طوری که هسته قطعه دارای انعطاف پذیری و چقرمگی کافی است.
(2) عناصر آلیاژی را برای بهبود سختی اضافه کنید: کروم، نیکل، منگنز، B و غیره اغلب اضافه می شوند.
(3) عناصری را اضافه کنید که مانع رشد دانه های آستنیت می شوند: عمدتاً مقدار کمی از عناصر تشکیل دهنده کاربید قوی Ti، V، W، Mo، و غیره را برای تشکیل کاربیدهای آلیاژی پایدار اضافه کنید.
4. عیار و درجه فولاد
فولاد کربن دار آلیاژی با سختی کم 20Cr. این نوع فولاد سختی پذیری پایین و استحکام هسته پایینی دارد.
فولاد کربن دار آلیاژی با سختی پذیری متوسط ​​20CrMnTi. این نوع فولاد دارای سختی پذیری بالا، حساسیت به گرمای بیش از حد پایین، لایه انتقالی کربوریزه نسبتا یکنواخت و خواص مکانیکی و تکنولوژیکی خوب است.
فولاد کربن دار آلیاژی 18Cr2Ni4WA و 20Cr2Ni4A با سختی بالا. این نوع فولاد حاوی عناصر بیشتری مانند کروم و نیکل است، سختی پذیری بالایی دارد و دارای چقرمگی خوب و چقرمگی ضربه در دمای پایین است.
5. عملیات حرارتی و خواص ریزساختاری
فرآیند عملیات حرارتی فولاد آلیاژی کربوریزه معمولاً پس از کربور کردن مستقیماً خاموش می شود و سپس در دمای پایین تمپر می شود. پس از عملیات حرارتی، ساختار لایه کربوره سطحی سمنتیت آلیاژی + مارتنزیت تمپر شده + مقدار کمی آستنیت حفظ شده است و سختی آن 60HRC ~ 62HRC است. ساختار هسته به سختی پذیری فولاد و اندازه مقطع قطعات مربوط می شود. هنگامی که به طور کامل سخت شد، مارتنزیت کم کربن با سختی 40HRC تا 48HRC است. در بیشتر موارد، تروستیت، مارتنزیت و مقدار کمی آهن است. بدنه عنصر، سختی 25HRC ~ 40HRC است. چقرمگی قلب به طور کلی بالاتر از 700KJ/m2 است.
فولاد آلیاژی خاموش و حرارت داده شده
1. هدف
فولاد آلیاژی کوئنچ شده و تمپر شده به طور گسترده در ساخت قطعات مهم مختلف در خودروها، تراکتورها، ماشین‌های ابزار و سایر ماشین‌ها مانند چرخ دنده، شفت، میله‌های اتصال، پیچ و مهره و غیره استفاده می‌شود.
2. الزامات عملکرد
اکثر قطعات خاموش شده و حرارت داده شده بارهای کاری متنوعی را تحمل می کنند، وضعیت تنش نسبتاً پیچیده است و به خواص مکانیکی جامع بالایی نیاز است، یعنی استحکام بالا و انعطاف پذیری و چقرمگی خوب. فولاد آلیاژی کوئنچ شده و تمپر شده نیز به سختی خوبی نیاز دارد. با این حال، شرایط تنش قطعات مختلف متفاوت است و الزامات سختی پذیری متفاوت است.
3. ویژگی های مواد تشکیل دهنده
(1) کربن متوسط: محتوای کربن به طور کلی بین 0.25٪ تا 0.50٪ است که در اکثریت 0.4٪ است.
(2) افزودن عناصر کروم، منگنز، نیکل، سی و غیره برای بهبود سختی پذیری: این عناصر آلیاژی علاوه بر بهبود سختی پذیری، می توانند فریت آلیاژی را نیز تشکیل دهند و استحکام فولاد را بهبود بخشند. به عنوان مثال، عملکرد فولاد 40Cr پس از عملیات کوئنچ و تمپر بسیار بالاتر از فولاد 45 است.
(3) عناصری را برای جلوگیری از شکنندگی نوع دوم اضافه کنید: فولاد آلیاژی خاموش و تمپر شده حاوی نیکل، کروم و منگنز، که مستعد شکنندگی نوع دوم در هنگام اعتدال در دمای بالا و خنک شدن آهسته است. افزودن Mo و W به فولاد می تواند از شکنندگی نوع دوم جلوگیری کند و محتوای مناسب آن حدود 0.15٪ - 0.30٪ مو یا 0.8٪ - 1.2٪ W است.
مقایسه خواص فولاد 45 و فولاد 40Cr پس از کوئنچ و تمپر
درجه فولاد و وضعیت عملیات حرارتی اندازه بخش/mm sb/ MPa ss/MPa d5/ % y/% ak/kJ/m2
45 فولاد 850 ℃ آب خاموش کردن، 550 درجه حرارت f50 700 500 15 45 700
40Cr فولاد 850 ℃ روغن خاموش کردن، 570 درجه حرارت f50 (هسته) 850 670 16 58 1000
4. عیار و درجه فولاد
(1) فولاد کوئنچ و تمپر شده با سختی کم 40Cr: قطر بحرانی کوئنچ روغن این نوع فولاد 30 میلی متر تا 40 میلی متر است که برای ساخت قطعات مهم با اندازه عمومی استفاده می شود.
(2) فولاد با سختی متوسط ​​35CrMo آلیاژی کوئنچ شده و تمپر شده: قطر بحرانی خاموش کردن روغن این نوع فولاد 40 میلی متر تا 60 میلی متر است. افزودن مولیبدن نه تنها می تواند سختی را بهبود بخشد، بلکه از شکنندگی نوع دوم نیز جلوگیری می کند.
(3) فولاد 40CrNiMo با سختی بالا با آلیاژ کوئنچ شده و تمپر شده: قطر بحرانی خاموش کردن روغن این نوع فولاد 60 میلی متر تا 100 میلی متر است که بیشتر آنها فولاد کروم نیکل هستند. افزودن مولیبدن مناسب به فولاد کروم نیکل نه تنها سختی خوبی دارد، بلکه نوع دوم شکنندگی مزاج را نیز از بین می برد.
5. عملیات حرارتی و خواص ریزساختاری
عملیات حرارتی نهایی فولادهای آلیاژی کوئنچ و تمپرینگ، کوئنچ و تمپرینگ با دمای بالا (کوئنچ و تمپرینگ) است. فولاد آلیاژی کوئنچ شده و تمپر شده دارای سختی پذیری بالایی است و عموماً از روغن استفاده می شود. وقتی سختی پذیری بسیار زیاد باشد، حتی می توان آن را با هوا خنک کرد، که می تواند نقص های عملیات حرارتی را کاهش دهد.
خواص نهایی فولاد آلیاژی خاموش شده و تمپر شده به دمای تلطیف بستگی دارد. معمولاً از دمپر کردن در دمای 500-650 درجه سانتیگراد استفاده می شود. با انتخاب دمای تمپر می توان خواص مورد نیاز را بدست آورد. به منظور جلوگیری از شکنندگی نوع دوم، خنک کردن سریع (خنک کردن با آب یا خنک کننده روغن) پس از تمپر برای بهبود چقرمگی مفید است.
ریزساختار فولاد آلیاژی خاموش و تمپر شده پس از عملیات حرارتی معمولی، سوربیت تمپر شده است. برای قطعاتی که نیاز به سطوح مقاوم در برابر سایش دارند (مانند چرخ دنده‌ها و دوک‌ها)، کوئنچ سطح گرمایش القایی و تمپر در دمای پایین انجام می‌شود و ساختار سطح از مارتنزیت تمپر شده است. سختی سطح می تواند به 55HRC ~ 58HRC برسد.
استحکام تسلیم فولاد آلیاژی کوئنچ و تمپر شده پس از کوئنچ و تمپر حدود 800 مگاپاسکال است و چقرمگی ضربه 800 کیلوژول بر متر مربع است و سختی هسته می تواند به 22HRC~25HRC برسد. اگر اندازه مقطع بزرگ باشد و سفت نشده باشد، عملکرد به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.