Materiały z blachy: Wyjaśnienie rodzajów i klasyfikacji

I. Klasyfikacja według struktury krystalicznej

Ciała stałe utworzone przez atomy lub grupy atomowe, jony lub cząsteczki ułożone okresowo w przestrzeni zgodnie z pewnymi zasadami nazywane są kryształami. Regularny układ atomów (jonów lub cząsteczek) tworzących kryształy w przestrzeni nazywany jest strukturą krystaliczną.

Ze względu na okresowe regularne rozmieszczenie atomów w kryształach, minimalna jednostka geometryczna, która może w pełni odzwierciedlać charakterystykę sieci krystalicznej, może zostać wybrana z sieci w celu analizy wzoru rozmieszczenia atomów w krysztale. Ta najmniejsza jednostka geometryczna nazywana jest komórką elementarną, jak pokazano na rysunku 1.

Właściwości geometryczne sieci krystalicznej, takie jak rozmiar i kształt, są opisywane przez parametry, takie jak długości krawędzi a, b, c komórki elementarnej oraz kąty α, β, γ między krawędziami. Długości krawędzi a, b, c komórki elementarnej są ogólnie nazywane stałymi sieciowymi, a stałe sieciowe metale wynoszą przeważnie 0,1 ~ 0,7 nm.

Zgodnie z możliwymi kombinacjami powyższych 6 parametrów lub w oparciu o symetrię samej komórki elementarnej, struktury krystaliczne można podzielić na 7 systemów krystalicznych, a każdy system krystaliczny jest dalej podzielony na kilka sieci, w sumie 14 sieci.

Materiały do tłoczenia można podzielić na trzy rodzaje w zależności od ich struktury krystalicznej.

1. Sześcian zorientowany na twarz

Atomy metalu są rozmieszczone w 8 rogach sześcianu i w środkach 6 ścian. Atomy w środku ściany są ściśle upakowane z atomami w 4 rogach tej ściany, jak pokazano na rysunku 2a. Charakterystyka sześciennej komórki elementarnej z koncentracją ścian jest następująca.

a) Struktura sześcienna skupiona na powierzchni
b) Struktura sześcienna skoncentrowana na ciele
c) Sześciokątna, ściśle upakowana struktura

• Stałe sieciowe: a=b=c, α=β=γ=90°.
• Liczba atomów w komórce elementarnej: 1/8×8+1/2×6=4.
• Promień atomowy: r_atom =√2/4a.
• Gęstość upakowania: 0,74 (74%).
• Tetraedryczny promień międzywęzłowy: r₄ =0.225r_atom .
• Ośmiościenny promień międzywęzłowy: r₈ =0.414r_atom .
• Numer koordynacji: 12.
• Materiały do tłoczenia o tej strukturze krystalicznej obejmują γ-Fe, Al, Cu, β-Ti, Ag, Au.

2. Sześcian skoncentrowany na ciele

W sześciennej komórce sieciowej skoncentrowanej na ciele, 8 atomów znajduje się w rogach sześcianu, a jeden atom znajduje się w środku sześcianu. 8 atomów w rogach jest ściśle upakowanych z atomem centralnym, jak pokazano na rysunku 2b. Charakterystyka sześciennej komórki elementarnej skoncentrowanej na ciele jest następująca.

• Stałe sieciowe: a=b=c, α=β=γ=90°.
• Liczba atomów w komórce elementarnej: 1/8×8+1=2.
• Promień atomowy: r_atom =√3/4a
• Gęstość upakowania: 0,68 (68%).
• Tetraedryczny promień międzywęzłowy: r₄ =0.29r_atom .
• Ośmiościenny promień międzywęzłowy: r₈ =0.15r_atom .
• Numer koordynacji: 8.
• Materiały do tłoczenia z siecią sześcienną skoncentrowaną na ciele obejmują Ti, α-Fe.

3. Sześciokątne, ściśle upakowane

W sześciokątnej ściśle upakowanej komórce sieciowej 12 atomów metalu jest rozmieszczonych w 12 rogach sześciokątnego pryzmatu, jeden atom jest rozmieszczony w środku każdej górnej i dolnej powierzchni, a 3 atomy są równomiernie rozmieszczone między górną i dolną powierzchnią, jak pokazano na rysunku 2c. Charakterystyka sześciokątnej, ściśle upakowanej komórki elementarnej jest następująca.

• Stałe kratowe: wyrażone przez długość krawędzi a dolnego sześciokąta foremnego i odległość c między dwiema płaszczyznami podstawy. Kąt między dwiema sąsiednimi powierzchniami bocznymi wynosi 120°, a kąt między powierzchnią boczną a płaszczyzną podstawy wynosi 90°.
• Liczba atomów na komórkę elementarną: 1/6×12+1/2×2+3=6.
• Promień atomowy: r_atom =1/2a.
• Gęstość upakowania: 0,74 (74%).
• Tetraedryczny promień międzywęzłowy: r₄ =0.225r_atom .
• Ośmiościenny promień międzywęzłowy: r₈ =0.414r_atom .
• Numer koordynacji: 12.
• Materiały do tłoczenia o heksagonalnej strukturze krystalicznej obejmują Mg, α-Ti, Zn.

II. Klasyfikacja według rodzaju metalu nieszlachetnego i składu chemicznego

Ze względu na kolor i właściwości metale dzieli się na metale żelazne i metale nieżelazne.

1. Metale żelazne

Metale żelazne obejmują żelazo, chrom, mangan i ich stopy. Główne materiał do tłoczenia Wśród metali żelaznych znajduje się stal, która jest klasyfikowana jako stal niskowęglowa, stal ultraniskowęglowa, stal IF, stal niskostopowa, stal mikrostopowa, stal średniostopowa i stal wysokostopowa na podstawie zawartości węgla i stopu.

(1) Stal niskowęglowa

Stal węglowa o udziale masowym węgla poniżej 0,25% jest również nazywana stalą miękką ze względu na jej niską wytrzymałość i twardość. Obejmuje ona większość zwykłych stali konstrukcyjnych węglowych i niektóre wysokiej jakości stale konstrukcyjne węglowe, które są najczęściej używane do inżynieryjnych części konstrukcyjnych bez obróbki cieplnej. Wyżarzona struktura stali niskowęglowej składa się z ferrytu i niewielkiej ilości perlitu, o niskiej wytrzymałości i twardości, ale dobrej plastyczności i wytrzymałości.

(2) Stal mikrowęglowa

Stal niskowęglowa z aluminium o udziale masowym węgla poniżej 0,04% nazywana jest stalą ultraniskowęglową. Została ona opracowana z tradycyjnej niskowęglowej stali aluminiowej poprzez dalsze zmniejszenie zawartości węgla i oczyszczenie jakości stali. Główne gatunki obejmują SPCE(N), St15, 03Al itp.

(3) Stal bez międzywarstwowa

Stal IF odnosi się do stali wolnej od międzywęźli, czasami nazywanej również stalą o bardzo niskiej zawartości węgla.

W stali IF, ze względu na niską zawartość C i N, dodaje się pewną ilość Ti i Nb w celu związania atomów C i N w stali w węgliki, azotki lub węglikoazotki, eliminując w ten sposób atomy międzywęzłowe w stali. Suma ułamków masowych węgla i azotu powinna być mniejsza niż 0,0005%, a zaawansowane procesy produkcji stali zmniejszyły obecnie ułamki masowe węgla i azotu w stali poniżej 0,0003%.

Stal IF ma doskonałe właściwości głębokiego tłoczenia, z wydłużeniem i wartością r osiągającą odpowiednio 50% i 2,0 lub więcej, i jest szeroko stosowana w przemyśle motoryzacyjnym.

(4) Stal niskostopowa

Stal stopowa o całkowitym udziale masowym pierwiastków stopowych mniejszym niż 3% nazywana jest stalą niskostopową. Stal niskostopowa jest spokrewniona ze stalą węglową i opiera się na stali węglowej z jednym lub kilkoma pierwiastkami stopowymi celowo dodanymi w celu poprawy jednej lub kilku właściwości stali.

W porównaniu ze stalą węglową charakteryzuje się wyższą wytrzymałością, lepszą ciągliwością i wystarczającą plastycznością, dobrą formowalnością i spawalnością, a także odpornością na korozję.

(5) Stal mikrostopowa

Zwykle odnosi się do dodawania śladowych ilości węglików i pierwiastków tworzących azotek, takich jak Nb, V, Ti do składu stali niskowęglowej lub niskostopowej, przy czym ilość dodatku nie przekracza 0,20% (ułamek masowy). Po dodaniu śladowych pierwiastków stopowych, jedna lub kilka właściwości stali ulega znacznej poprawie.

(6) Stal średniostopowa

Stal stopowa o całkowitym udziale masowym pierwiastków stopowych między 3% a 10% nazywana jest stalą średniostopową, taką jak stal krzemowa.

(7) Stal wysokostopowa

Stal stopowa o całkowitym udziale masowym pierwiastków stopowych powyżej 10% nazywana jest stalą wysokostopową, taką jak stal nierdzewna, stal TWIP itp.

2. Metale nieżelazne

W wąskim znaczeniu metale nieżelazne odnoszą się do wszystkich metali z wyjątkiem żelaza, manganu i chromu. W szerokim znaczeniu metale nieżelazne obejmują również stopy metali nieżelaznych. Stopy nieżelazne to stopy składające się z jednego metalu nieżelaznego jako podstawy (zwykle o udziale masowym większym niż 50%) i jednego lub kilku innych dodanych pierwiastków.

(1) Stopy aluminium

Czyste aluminium ma srebrzystobiały, metaliczny połysk, jest odporne na korozję atmosferyczną, łatwe w formowaniu, ma sześcienną siatkę centrowaną, nie ulega przemianom alotropowym i jest niemagnetyczne. Stopy z aluminium jako bazą i innymi dodanymi pierwiastkami nazywane są stopami aluminium. Głównymi pierwiastkami stopowymi są miedź, krzem, magnez, cynk i mangan, podczas gdy drugorzędne pierwiastki stopowe obejmują nikiel, żelazo, tytan, chrom, lit itp.

Stopy aluminium charakteryzują się niską gęstością, ale stosunkowo wysoką wytrzymałością, zbliżoną lub przewyższającą wytrzymałość stali wysokiej jakości, a także dobrą plastycznością, którą można przetwarzać na różne profile. Charakteryzują się doskonałą przewodnością elektryczną, przewodnością cieplną i odpornością na korozję i są szeroko stosowane w przemyśle, ustępując jedynie stali pod względem wykorzystania. Popularne stopy aluminium do tłoczenia obejmują:

Seria 1000, niezawierająca innych pierwiastków, znana również jako czysta blacha aluminiowa, popularne gatunki to 1050, 1060, 1070.

Seria 2000, wzmocniony stop aluminium do obróbki cieplnej, z Cu i Mg jako głównymi dodanymi pierwiastkami, a jego fazą wzmacniającą jest CuAl ₂ lub CuMgAl ₂ .

Ta seria stopów charakteryzuje się dobrą kowalnością, wysoką wytrzymałością i pewną odpornością na wypalanie farby, ale ma gorszą odporność na korozję w porównaniu z innymi seriami stopów aluminium. Stosowana jest głównie w przemyśle lotniczym. Popularne odmiany to 2017, 2022, 2024 i 2036.

Seria 3000: Mn jest głównym pierwiastkiem stopowym, z ułamkiem masowym Mn od 1% do 1,5%. Ma dobrą funkcję zapobiegania rdzy i jest również znany jako antykorozyjna blacha aluminiowa. Stosowany jest głównie w samochodowych panelach podłogowych i sprzęcie AGD. Typowe gatunki obejmują 3003, 3004, 3005, 3105.

Seria 4000: Si jest jego głównym pierwiastkiem stopowym, o udziale masowym Si od 4,5% do 6%. Ma właściwości żaroodporne i odporne na zużycie i jest stosowany głównie w budownictwie i częściach mechanicznych.

Seria 5000, Mg jest głównym pierwiastkiem stopowym, o udziale masowym od 3% do 5%. Charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na rozciąganie, dużym wydłużeniem, dobrą odpornością na korozję i spawalnością. Typowe gatunki obejmują 5005, 5052, 5083.

Seria 6000, głównymi pierwiastkami stopowymi są Mg i Si, należące do wzmocnionych stopów aluminium poddawanych obróbce cieplnej. Charakteryzuje się stosunkowo wysoką wytrzymałością, dobrą plastycznością i doskonałą odpornością na korozję. Typowe gatunki obejmują 6009, 6010, 6016, 6061, 6063, 6082.

Seria 7000, głównym pierwiastkiem stopowym jest Zn. Charakteryzuje się wysoką twardością i wytrzymałością i jest znany jako super twarde aluminium. Typowe gatunki obejmują 7005, 7039, 7075.

(2) Stopy magnezu

Stop magnezu to stop składający się z magnezu jako podstawy z dodatkiem innych pierwiastków. Jego cechy charakterystyczne to: niska gęstość (około 1,8 g/cm ³ ), wysoką wytrzymałość właściwą, duży moduł sprężystości, dobre tłumienie drgań, wyższą odporność na obciążenia udarowe niż stopy aluminium oraz dobrą odporność na substancje organiczne i korozję alkaliczną.

Głównymi pierwiastkami stopowymi są aluminium, cynk, mangan, cer, tor i niewielkie ilości cyrkonu lub kadmu. Obecnie najczęściej stosowane są stopy magnezowo-aluminiowe, a następnie stopy magnezowo-manganowe i stopy magnezowo-cynkowo-cyrkonowe. Typowe gatunki stopów magnezu obejmują AZ31, AZ40, AM50, AM60 itp.

(3) Stopy tytanu

Czysty tytan ma niską gęstość, wysoką wytrzymałość właściwą, dobrą plastyczność, wytrzymałość w niskich temperaturach i odporność na korozję. Ma alotropy; poniżej 882 ° C ma sześciokątną, ściśle upakowaną strukturę krystaliczną, zwaną α-tytanem; powyżej 882 ° C ma sześcienną strukturę krystaliczną skoncentrowaną na ciele, zwaną β-tytanem.

Wykorzystując różne właściwości tych dwóch struktur tytanu i dodając odpowiednie pierwiastki stopowe, można stopniowo zmieniać temperaturę przejścia fazowego i zawartość fazy, aby uzyskać stopy tytanu o różnych strukturach. Stopy tytanu charakteryzują się wysoką wytrzymałością i niską gęstością, dobrymi właściwościami mechanicznymi oraz doskonałą wytrzymałością i odpornością na korozję.

Zgodnie z wyżarzoną strukturą, stopy tytanu są podzielone na trzy kategorie: stopy α, stopy β i stopy α+β. W Chinach są one reprezentowane odpowiednio jako TA, TB i TC, przy czym TA0 do TA4 to czysty tytan.

Głównym pierwiastkiem stopowym dla stopów α jest Al, a także Sn i B, reprezentowane przez gatunki TA5 i TA7. Głównymi pierwiastkami stopowymi dla stopów β są Mo, Cr, V, Al, reprezentowane przez gatunki TB2, TB3 i TB4. Głównymi pierwiastkami stopowymi dla stopów α+β są Al, V, Mo, Cr, reprezentowane przez gatunek TC4.

(4) Stopy miedzi

Czysta miedź ma sześcienną strukturę krystaliczną, brak transformacji alotropowej, jest niemagnetyczna, ma doskonałą przewodność elektryczną i cieplną, dobrą odporność na korozję i dobrą plastyczność. Stopy utworzone przez dodanie jednego lub kilku innych pierwiastków do czystej miedzi jako bazy nazywane są stopami miedzi.

Typowe pierwiastki stopowe to Zn, Sn, Al, Mn, Ni, Fe, Be, Ti, Zr, Cr itp. Stopy miedzi zwiększają wytrzymałość przy zachowaniu właściwości czystej miedzi. Stopy miedzi dzielą się na trzy główne kategorie: mosiądz, brąz i srebro niklowe.

Mosiądz jest stopem miedzi z cynkiem jako głównym pierwiastkiem stopowym. Specjalne mosiądze zawierają również Sn, Al, Mn, Ni, Fe, Pb itp. Popularne gatunki obejmują H59, H62, H68, H70, H80, HPb63-3, HSn62-1.

Srebro niklowe to stop miedzi z niklem jako głównym pierwiastkiem stopowym.

Brąz pierwotnie odnosił się do stopów miedzi i cyny, ale później wszystkie stopy miedzi z wyjątkiem mosiądzu i srebra niklowego nazywano brązem, często poprzedzonym nazwą pierwszego głównego pierwiastka stopowego. Popularne brązy obejmują brąz cynowy (QSn4-3, QSn6.5-0.4), brąz aluminiowy (QA₁5, QAl7), brąz berylowy (QBe2, QBe1.7) itp.

III. Klasyfikacja według procesu produkcji

1. Płyta walcowana na gorąco

Blacha walcowana na gorąco to rodzaj wysokiej jakości stali węglowej o udziale masowym węgla od 0,10% do 0,25%, należącej do stali niskowęglowej. Zgodnie ze specyfikacją grubości, dzieli się na blachy cienkie i blachy średniej grubości. Blachy o grubości mniejszej niż 4 mm nazywane są blachami cienkimi, blachy o grubości 4-20 mm nazywane są blachami średnimi, a blachy o grubości 20-60 mm nazywane są blachami grubymi.

Płyty walcowane na gorąco używane do tłoczenia mają zazwyczaj grubość ≤16 mm, a do głębokiego tłoczenia zazwyczaj ≤8 mm. Jakość powierzchni płyt walcowanych na gorąco można podzielić na dwa poziomy: FA i FB. Obróbka powierzchni blach gorącowalcowanych może być wykonywana metodą wytrawiania lub bez wytrawiania.

Blachy stalowe walcowane na gorąco nie mają mikrostruktury blach stalowych walcowanych na zimno, więc ich formowalność nie jest tak dobra jak blach stalowych walcowanych na zimno. Z drugiej strony, grubość i zmienność wydajności blach stalowych walcowanych na gorąco są duże, co jest również niekorzystne dla proces tłoczenia. Oprócz składu chemicznego materiału, rozmiar i rozmieszczenie jego ziaren również wpływają na jego wytrzymałość i wartość n.

Powszechnie stosowane do tłoczenia blachy gorącowalcowane o powierzchni niepicklowanej są często wykonane z wysokiej jakości węglowej stali konstrukcyjnej. Wysokiej jakości węglowa stal konstrukcyjna to stal węglowa o udziale masowym węgla mniejszym niż 0,8%, zawierająca mniej siarki, fosforu i wtrąceń niemetalicznych niż węglowa stal konstrukcyjna, o stosunkowo dobrych właściwościach mechanicznych.

W oparciu o różną zawartość węgla, można ją podzielić na trzy kategorie: stal niskowęglowa (w _c ≤0,25%), stal średniowęglowa (w _c =0,25%～0,6%) i stali wysokowęglowej (w _c >0,6%). W oparciu o różną zawartość manganu, został on podzielony na dwie grupy: normalna zawartość manganu (w _mn 0,25%～0,8%) i wyższa zawartość manganu (w _mn 0.70%～1.20%), przy czym ten ostatni ma lepsze właściwości mechaniczne i wydajność przetwarzania.

Ten rodzaj blachy jest szeroko stosowany w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym i innych sektorach. Gatunki stali obejmują stale obręczowe 08F, 10F, 15F; stale zabite 08, 08Al, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50.

Blacha trawiona walcowana na gorąco jest półproduktem wykonanym z wysokiej jakości cienkich blach walcowanych na gorąco, przetwarzanych przez jednostki trawiące w celu usunięcia warstw tlenków, przycinania krawędzi i wykańczania. Jej jakość powierzchni i wymagania użytkowe (głównie formowalność przy gięciu na zimno lub wydajność tłoczenia) mieszczą się pomiędzy blachami walcowanymi na gorąco a blachami walcowanymi na zimno, co czyni ją idealnym substytutem niektórych blach walcowanych na gorąco i na zimno. Typowe gatunki to SPHC, SPHD, SPHE.

2. Płyty poddane obróbce cieplnej

Obróbka cieplna jest stosowana do blach walcowanych na gorąco w celu uzyskania pożądanej struktury i właściwości. Typowe procesy obróbki cieplnej obejmują normalizowanie, hartowanie i odpuszczanie (hartowanie + odpuszczanie, normalizowanie + odpuszczanie), odpuszczanie w wysokiej temperaturze, wyżarzanie itp.

3. Walcowane na gorąco płyty poddane obróbce termomechanicznej

Obróbka termomechaniczna to proces, który organicznie łączy odkształcenie plastyczne z obróbką cieplną w celu uzyskania kompleksowego efektu wzmocnienia odkształcenia i wzmocnienia przemiany fazowej. Blachy walcowane na gorąco produkowane przy użyciu obróbki termomechanicznej nazywane są blachami walcowanymi na gorąco poddanymi obróbce termomechanicznej.

4. Blachy walcowane na zimno

Blachy walcowane na zimno w kręgach są produkowane przez walcowanie blach walcowanych na gorąco w temperaturze pokojowej poniżej temperatury rekrystalizacji, w tym blach i kręgów. W porównaniu z płytami walcowanymi na gorąco, płyty walcowane na zimno mają lepszą jakość powierzchni, wyższą dokładność wymiarową i mogą spełniać specjalne wymagania dotyczące wydajności i struktury, takie jak właściwości elektromagnetyczne i właściwości głębokiego tłoczenia.

Blachy walcowane na zimno mają stosunkowo słabe właściwości mechaniczne i wysoką twardość, dlatego muszą być poddawane procesom wyżarzania, aby wyeliminować utwardzanie robocze i wady wewnętrzne oraz nadać im pewne specjalne właściwości, takie jak zdolność do głębokiego tłoczenia i przewodność magnetyczna.

Typowe gatunki blach walcowanych na zimno do tłoczenia obejmują: Q195, Q215, Q235, Q275, 08, 08F, 10, 10F, SPCC, St1208A1, SPCD, SPCE, St13, St14, St15.

5. Płyty powlekane

Aby zapobiec korozji produktów z blachy stalowej podczas użytkowania, blachy stalowe poddane obróbce powierzchniowej są wytwarzane po walcowaniu na zimno i walcowaniu na gorąco poprzez galwanizację lub powlekanie na gorąco w odpornych na korozję roztworach metali w temperaturze 450-500°C. Ponieważ powlekanie powierzchniowe jest zakończone w zakładach metalurgicznych, kręgi te mogą być bezpośrednio przetwarzane na produkty przez użytkowników, dlatego są one również nazywane kręgami wstępnie powlekanymi.

W oparciu o różne materiały bazowe i procesy powlekania, są one klasyfikowane jako blachy ocynkowane ogniowo, blachy ocynkowane ogniowo, blachy ocynkowane ogniowo, blachy ocynkowane elektrolitycznie, blachy ocynkowane elektrolitycznie, blachy ocynkowane elektrolitycznie ze stopu niklu, blachy cynowe, blachy stalowe powlekane elektro-chromem i blachy stalowe powlekane kolorami.

(1) Płyty ocynkowane ogniowo

Płyty cynkowane ogniowo to cienkie stalowe płyty i taśmy cynkowane ogniowo w sposób ciągły o grubości 0,25-2,5 mm. Taśma stalowa najpierw przechodzi przez ogrzewany płomieniem piec do podgrzewania wstępnego, aby wypalić pozostałości oleju powierzchniowego i utworzyć warstwę tlenku żelaza na powierzchni. Następnie trafia do pieca do wyżarzania redukcyjnego zawierającego mieszane gazy H₂ i N₂, podgrzewanego do temperatury 710-920°C, redukując warstwę tlenku żelaza do żelaza gąbczastego.

Następnie aktywowana powierzchniowo i oczyszczona taśma jest schładzana do temperatury nieco wyższej niż stopiony cynk i wprowadzana do wanny cynkowniczej o temperaturze 450-460°C, przy użyciu noży powietrznych do kontrolowania grubości warstwy cynku. Na koniec poddawana jest pasywacji roztworem chromianu w celu poprawy odporności na białą rdzę.

Dzięki warstwie stopu cynku i żelaza ma doskonałą odporność na korozję i zużycie, której nie może dorównać cynk galwanizowany. Popularne gatunki obejmują Zn100-PT, Zn200-SC, Zn275-JY, SGCC, SGCD1, SGCD2, SGCD3, St01Z, St02Z, St03Z, St04Z, St05Z.

(2) Płyty cynkowane ogniowo

Po wyjściu z pieca do kąpieli cynkowej taśma stalowa trafia do pieca do stopowania w celu obróbki, tworząc warstwę powłoki ze stopu cynku i żelaza. Powierzchnia blachy stalowej nie ma plam cynkowych i jest szorstka, z dobrą przyczepnością powłoki i spawalnością, odpowiednia do produkcji samochodów, sprzętu AGD itp.

(3) Płyty galwanizowane na gorąco

Proces ciągłego powlekania stopionym materiałem jest stosowany do nakładania ciekłego stopu cynku i aluminium na powierzchnię blachy stalowej. Charakteryzuje się dobrą trwałością i odpornością na ciepło; w porównaniu do ocynkowanych płyt stalowych, ma dłuższą żywotność i lepszą odporność na ciepło; jest mniej podatny na odbarwienia w wysokich temperaturach, przy podobnej wydajności przetwarzania i powlekania natryskowego.

W oparciu o różną zawartość aluminium w powłoce, istnieją dwa typy: 55% płyta aluminiowo-cynkowa (zawierająca 55% Al, 43,4% Zn i 1,6% Si masowo) oraz 5% płyta aluminiowo-cynkowa (zawierająca 5% Al i niewielką ilość pierwiastków ziem rzadkich, a pozostałą część stanowi Zn).

(4) Płyty ocynkowane elektrolitycznie

Elektroliza służy do tworzenia jednolitej, gęstej i dobrze związanej warstwy cynku na powierzchni blachy stalowej. Powłoka cynkowa płyt ocynkowanych elektrolitycznie jest grubsza, z drobną krystalizacją, jednolita i pozbawiona porów, oferując dobrą odporność na korozję.

Po pasywacji kwasem chromowym powłoka cynkowa tworzy białą, kolorową lub wojskową zieleń, która jest estetyczna i ma pewne właściwości dekoracyjne. Typowe gatunki obejmują SECC (oryginalna płyta SPCC), SECD (oryginalna płyta SPCD), SECE (oryginalna płyta SPCE).

(5) Płyty cynkowane elektrolitycznie

W oparciu o udział masowy żelaza w powłoce, są one podzielone na typy o wysokiej zawartości żelaza i niskiej zawartości żelaza. 0,4%-0,8% jest uważane za niską zawartość żelaza, podczas gdy 3%-25% to wysoka zawartość żelaza, przy czym ta pierwsza jest częściej stosowana niż druga.

Odporność na korozję warstwy stopu cynku i żelaza jest 5-20 razy większa niż w przypadku warstwy czystego cynku, o twardości 110-130HV, szeroko stosowanej w przemyśle motoryzacyjnym i AGD.

(6) Galwanizowany elektrolitycznie stop niklu

Udział masowy cynku wynosi 80%-90%, a niklu 10%-20%. Efekt testu mgły solnej może osiągnąć ponad 2000 godzin, czyli 5-10 razy więcej niż w przypadku zwykłego cynku ocynkowanego elektrolitycznie.

(7) Blachy cynowane

Angielski skrót to SPTE, odnoszący się do walcowanych na zimno cienkich płyt lub taśm ze stali niskowęglowej pokrytych komercyjnie czystą cyną po obu stronach, zwykle o grubości ≤0,6 mm. Cyna służy głównie do zapobiegania korozji i rdzewieniu. Ma pewną wytrzymałość i twardość, dobrą formowalność, łatwą spawalność, jasną powierzchnię i może być zadrukowana obrazami w celu upiększenia produktów.

Stosowana jest głównie w przemyśle konserw spożywczych, a także jako materiał opakowaniowy w farbach chemicznych, olejach, farmaceutykach itp. Blachy cynowane są podzielone na blachy cynowane na gorąco i blachy cynowane elektrolitycznie w oparciu o procesy produkcyjne.

(8) Elektrolityczna stal chromowana (ECCS)

Produkt powstały w wyniku katodowej redukcji cienkich blach stalowych walcowanych na zimno w roztworze kwasu chromowego, tworzący niezwykle cienką warstwę metalicznego chromu i uwodnionego tlenku chromu na powierzchni blachy stalowej. Ze względu na silną zdolność pasywacji warstwy metalicznego chromu, chromowane płyty mają wysoką stabilność chemiczną i odporność na korozję.

Charakteryzuje się niską ceną, silną przyczepnością farby (3-4 razy wyższą niż płyty ocynowane), dobrą odpornością na ciepło umożliwiającą pieczenie w wysokiej temperaturze w celu poprawy wydajności produkcji druku oraz dobrą odpornością na siarkę, aby zapobiec plamom siarczkowym. Może być stosowany do ryb, mięsa i niektórych konserw zawierających siarkę bez łatwego czernienia. Pod względem odporności na korozję i wyglądu ustępuje jednak płytom ocynowanym.

(9) Kolorowe płyty stalowe

Blachy stalowe powlekane kolorem są produkowane na ciągłych liniach produkcyjnych przy użyciu taśm stalowych walcowanych na zimno lub taśm stalowych ocynkowanych (ocynkowanych elektrolitycznie i ogniowo) jako płyt bazowych. Po wstępnej obróbce powierzchni (odtłuszczanie i obróbka chemiczna), nakładana jest jedna lub więcej warstw ciekłej powłoki przy użyciu metod powlekania wałkiem, a następnie wypalania i chłodzenia.

Ponieważ powłoka może mieć różne kolory, powlekane blachy stalowe są powszechnie nazywane kolorowymi blachami stalowymi. W zależności od płyty bazowej i powłoki, istnieje kilka głównych typów.

1) Walcowane na zimno płyty stalowe powlekane kolorem.

Blachy powlekane kolorami produkowane z blach walcowanych na zimno mają gładki i piękny wygląd oraz zachowują właściwości przetwarzania blach walcowanych na zimno. Jednak każde małe zadrapanie na powłoce powierzchniowej wystawi walcowaną na zimno płytę bazową na działanie powietrza, powodując szybkie powstawanie czerwonej rdzy w miejscu zadrapania. Dlatego produkty te mogą być używane tylko do tymczasowych środków izolacyjnych o niskich wymaganiach i zastosowań wewnętrznych.

2) Blachy stalowe ocynkowane ogniowo z powłoką kolorową.

Blachy stalowe ocynkowane ogniowo z powłoką kolorową to produkty uzyskiwane poprzez powlekanie farbami organicznymi blach stalowych ocynkowanych ogniowo. Oprócz ochronnego działania cynku, powłoka organiczna na powierzchni zapewnia również ochronę izolacyjną i zapobiega rdzewieniu, co skutkuje dłuższą żywotnością w porównaniu z płytami ocynkowanymi ogniowo.

3) Blachy stalowe powlekane galwanicznie na gorąco.

Wykorzystują one blachy stalowe ocynkowane ogniowo jako bazę do powlekania kolorowego (blachy aluminiowo-cynkowe 55% i aluminiowo-cynkowe 5%).

4) Powlekane elektrolitycznie blachy stalowe.

Ocynkowane elektrolitycznie blachy stalowe powlekane kolorami to produkty otrzymywane przez powlekanie farbami organicznymi blach ocynkowanych elektrolitycznie i wypalanie. Ze względu na cienką warstwę cynku w płytach ocynkowanych elektrolitycznie, produkty te nie nadają się do użytku zewnętrznego na ścianach, dachach itp.

Jednak ze względu na ich piękny wygląd i doskonałe właściwości przetwórcze, są one stosowane głównie w urządzeniach domowych, sprzęcie audio, meblach i dekoracji wnętrz.

5) Blachy stalowe z nadrukiem.

Drukowane blachy stalowe, znane również jako drukowane płyty stalowe, są wytwarzane poprzez pierwsze nałożenie warstwy oleju na ocynkowane ogniowo lub elektrolitycznie płyty stalowe, wypalanie, a następnie drukowanie wzorów atramentowych przy użyciu metod druku fotograwiurowego lub litograficznego, a na koniec nakładanie bezbarwnej powłoki i wypalanie. Są one używane głównie do przedmiotów dekoracyjnych.

6) Laminowane blachy stalowe.

Warstwa kleju jest najpierw nakładana i wypalana na materiale bazowym, a następnie folia PVC lub PVF jest laminowana z materiałem bazowym. Jest to najwyższa klasa produktów powlekanych kolorami, oferująca zarówno estetykę, jak i trwałość.

7) Arkusze wytłaczane z folii.

Folia PVC jest nakładana na galwanizowane płyty, wypalana, a następnie wzory są wytłaczane na folii za pomocą rolek wytłaczających. Są one stosowane w budynkach, dekoracji wnętrz i meblach.

8) Arkusze wytłaczane z metalu.

Metalowa podstawa jest wytłaczana z wklęsłymi i wypukłymi wzorami, zapewniając doskonały efekt trójwymiarowości. Są one używane do dekoracji wnętrz.

IV. Klasyfikacja według zastosowania

1. Blachy samochodowe

Komponenty tworzące nadwozie pojazdu są generalnie podzielone na komponenty panelowe, komponenty strukturalne, komponenty układu jezdnego i komponenty wzmacniające. Płyty samochodowe obejmują płyty konstrukcyjne nadwozia, płyty pokrywy nadwozia (wewnętrzne panele nadwozia, zewnętrzne panele nadwozia), płyty podwozia samochodowego i płyty obręczy kół. Komponenty te odpowiadają różnym wymaganiom i mają różne właściwości.

Z punktu widzenia charakterystyki procesu produkcyjnego, blachy stalowe można podzielić na blachy stalowe walcowane na gorąco, blachy stalowe walcowane na zimno i blachy stalowe powlekane; z punktu widzenia wytrzymałości można je podzielić na zwykłe blachy stalowe (miękkie blachy stalowe), wysokowytrzymałe blachy stalowe niskostopowe (HSLA), zwykłe blachy stalowe o wysokiej wytrzymałości (wysokowytrzymała stal IF, stal BH, stal RP i stal IS itp.) oraz zaawansowane blachy stalowe o wysokiej wytrzymałości (AHSS) itp.

2. Płyty urządzeń gospodarstwa domowego

Stosowany głównie do paneli zewnętrznych urządzeń gospodarstwa domowego (takich jak lodówki, pralki, klimatyzatory, komputery itp.), głównie przy użyciu PCM, zwykłych płyt walcowanych na zimno, płyt ocynkowanych i płyt wzorzystych.

3. Płyty lotnicze

Odnosi się głównie do materiałów stosowanych w samolotach, z których najważniejszymi są materiały konstrukcyjne płatowca. Ze względu na różne warunki naprężeń na górnej i dolnej powierzchni skrzydła, poszycie skrzydła wykorzystuje ultratwarde aluminium o dobrych właściwościach ściskających i twarde aluminium o dobrych właściwościach rozciągających i zmęczeniowych; kadłub wykorzystuje twarde aluminium o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie i odporności na zmęczenie jako materiał poszycia.

Ramy kadłuba zazwyczaj wykorzystują ultratwarde aluminium, podczas gdy wzmocnione ramy, które przenoszą większe obciążenia, wykorzystują wysokowytrzymałą stal konstrukcyjną lub stopy tytanu.

4. Stal konstrukcyjna kadłuba statku

Stal konstrukcyjna kadłuba statku, znana również jako stal okrętowa, odnosi się głównie do materiałów płytowych używanych do produkcji kadłubów, pokładów itp. statków oceanicznych, przybrzeżnych i śródlądowych. Gatunki stali obejmują blachy okrętowe o ogólnej wytrzymałości (gatunki od A do E4), blachy okrętowe o wysokiej wytrzymałości (12 gatunków od AH32 do EH40) oraz stal kadłubową o bardzo wysokiej wytrzymałości (od AH42 do FH69).

5. Stalowe płyty kotłowe

Blachy stalowe kotłowe to głównie walcowane na gorąco materiały o średniej i dużej grubości stosowane do produkcji przegrzewaczy, głównych rur parowych i powierzchni grzewczych pieców kotłowych. Głównymi materiałami są wysokiej jakości stal konstrukcyjna i niskostopowa stal żaroodporna.

Ponieważ stalowe blachy kotłowe pracują w warunkach średniej temperatury (około 350°C) i wysokiego ciśnienia, oprócz odporności na wysokie ciśnienie, są one również narażone na uderzenia, obciążenia zmęczeniowe oraz korozję powodowaną przez wodę i gaz. Główne wymagania dotyczące wydajności płyt ze stali kotłowej obejmują dobre właściwości spawania i gięcia na zimno, pewną wytrzymałość w wysokich temperaturach oraz odporność na korozję alkaliczną i utlenianie. Typowe gatunki obejmują Q245R, Q345R i 15CrMoR.

6. Stal na zbiorniki ciśnieniowe

Stal na zbiorniki ciśnieniowe jest wykorzystywana do produkcji zbiorników ciśnieniowych lub innego podobnego sprzętu dla przemysłu naftowego, chemicznego, separacji gazu oraz magazynowania i transportu gazu. Obejmuje ona stal węglową, węglową stal manganową, stal mikrostopową, niskostopową stal o wysokiej wytrzymałości i stal niskotemperaturową. Główne gatunki stali to Q245R, Q345R i Q370R.

V. Klasyfikacja według charakterystyki działania

1. Stal ciągniona

Stal węglowa o zawartości węgla ≤0,20% i granicy plastyczności poniżej 275 MPa. Charakteryzuje się doskonałą plastycznością i doskonałymi właściwościami głębokiego tłoczenia, dzięki czemu jest szeroko stosowana w produktach o złożonej strukturze, które wymagają głębokiego tłoczenia.

Jest on podzielony na ogólne zastosowanie komercyjne (gatunek CQ, np. 08Al, St12, SPCC itp.), zastosowanie do ciągnienia (gatunek DQ, np. 08Al, St13, SPCD itp.), głębokie ciągnienie (gatunek DDQ, np. 08Al, St14, SPCE itp.), bardzo głębokie ciągnienie (gatunek SDDQ, np. St15) i bardzo głębokie ciągnienie (EDDQ, np. St16).

2. Konwencjonalna stal o wysokiej wytrzymałości (CHSS)

Stal o wytrzymałości na rozciąganie 300-600 MPa, w tym głównie stal węglowo-manganowa (C-Mn), stal utwardzana wydzieleniowo (BH), stal izotropowa (IS), wysokowytrzymała stal bezmiędzywęzłowa (HSS-IF) i wysokowytrzymała stal niskostopowa (HSLA).

(1) Wysokowytrzymała stal bezmiędzywęzłowa (HSS-IF)

Wysokowytrzymała stal bezmiędzywęzłowa należy do stali wzmocnionej roztworem stałym, głównie poprzez dodanie elementów wzmacniających roztwór stały, takich jak P, Mn, Si do stali bezmiędzywęzłowej w celu zwiększenia wytrzymałości. Jej wartość r może wzrosnąć do 2,0, a wytrzymałość na rozciąganie może osiągnąć 400 MPa. Wysokowytrzymała stal bezmiędzywęzłowa z dodatkiem Ti, Nb i B może osiągnąć wytrzymałość na rozciąganie 400-450 MPa.

Ze względu na połączenie wysokiej wytrzymałości i wydajności głębokiego tłoczenia, wysokowytrzymała stal bezmiędzywarstwowa może być przetwarzana na części o złożonych kształtach i poprawiać odporność samochodów na wgniecenia przy jednoczesnym zmniejszeniu masy pojazdu, spełniając wymagania bezpieczeństwa samochodów, redukcji masy, oszczędzania energii i ochrony środowiska.

(2) Stal izotropowa (IS)

Stal izotropowa to rodzaj stali o określonym współczynniku odkształcenia plastycznego (wartość r). Ze względu na swoje właściwości izotropowe, stal ta ma dobrą podatność na głębokie tłoczenie i nadaje się do produkcji zewnętrznych paneli samochodowych.

(3) Stal hartowana w procesie wypalania (BH)

Stal do hartowania w procesie wypalania jest rodzajem blachy stalowej walcowanej na zimno, która łączy w sobie właściwości głębokiego tłoczenia stali do ciągnienia z mechanizmem wzmacniania roztworu stałego pierwiastków stopowych P (lub Mn) i uzyskuje doskonałe kompleksowe właściwości, takie jak wysoka wytrzymałość, zdolność do głębokiego tłoczenia i dobra odporność na wgniecenia dzięki mechanizmowi utwardzania odkształceniowego hartowania w procesie wypalania.

Obecnie opracowano cztery główne rodzaje blach stalowych BH: azotowane blachy stalowe, dwufazowe blachy stalowe, blachy stalowe utwardzane wydzieleniowo fosforem i aluminium oraz blachy stalowe utwardzane wydzieleniowo o bardzo niskiej zawartości węgla (blachy stalowe ELC-BH).

Blachy stalowe BH mają dobrą wydajność formowania tłocznego i plastyczność, wysoką odporność na wgniecenia i wytrzymałość, nadają się do części samochodowych, zwłaszcza do formowania tłocznego zewnętrznych paneli nadwozia samochodowego i są szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym.

(4) Stal niskostopowa o wysokiej wytrzymałości (HSLA)

Wysokowytrzymała stal niskostopowa została opracowana na bazie węglowej stali konstrukcyjnej o zawartości węgla ≤0,20%, z dodatkiem niewielkich ilości pierwiastków stopowych i ma granicę plastyczności wyższą niż 275 MPa.

Oprócz pewnych ilości podstawowych pierwiastków, takich jak krzem (Si) lub mangan (Mn), ten rodzaj stali zawiera również śladowe ilości innych pierwiastków, takich jak wanad (V), niob (Nb), tytan (Ti), aluminium (Al), molibden (Mo), azot (N) i pierwiastki ziem rzadkich (RE).

W porównaniu ze stalą konstrukcyjną węglową ma takie zalety, jak wysoka wytrzymałość, dobra kompleksowa wydajność, długa żywotność, szeroki zakres zastosowań i efektywność ekonomiczna. Jest szeroko stosowana w mostach, statkach, kotłach, pojazdach i ważnych konstrukcjach budowlanych. Gatunki obejmują Q345 (A, B, C, D, E), Q390 (A, B, C, D, E), Q420 (A, B, C, D, E), Q460 (C, D, E) itp.

3. Zaawansowana stal o wysokiej wytrzymałości (AHSS)

Zaawansowana stal o wysokiej wytrzymałości, znana również jako wysokogatunkowa stal o wysokiej wytrzymałości. Obejmuje ona głównie stal dwufazową (DP), stal o plastyczności indukowanej transformacją (TRIP), stal o złożonej fazie (CP), stal martenzytyczną (M), stal formowaną na gorąco (HF) i stal o plastyczności indukowanej bliźniakami (TWIP).

AHSS ma wytrzymałość na rozciąganie 500-1500 MPa i doskonałe właściwości pochłaniania energii. Odgrywa bardzo ważną rolę w redukcji masy samochodów i poprawie bezpieczeństwa, i jest szeroko stosowany w przemyśle motoryzacyjnym, głównie do produkcji samochodowych części konstrukcyjnych, elementów bezpieczeństwa i części wzmacniających.

(1) Dwufazowy stalowy (DP)

Uzyskana ze stali niskowęglowej lub niskowęglowej stali mikrostopowej poprzez dwufazową obróbkę cieplną lub kontrolowane walcowanie i chłodzenie, jej mikrostruktura składa się głównie z ferrytu + martenzytu lub ferrytu + bainitu. Faza wzmacniająca nadaje materiałowi wysoką wytrzymałość na rozciąganie, podczas gdy matryca ferrytowa zapewnia dobrą plastyczność i wytrzymałość. Główną cechą stali dwufazowej pod względem składu chemicznego jest niska zawartość węgla i stopów.

Głównymi pierwiastkami stopowymi są Si i Mn. Dodatkowo, w zależności od procesu produkcyjnego i wymagań użytkowych, można dodać odpowiednie ilości pierwiastków Cr, Mo, V i Nb, tworząc serie składów stali dwufazowych opartych głównie na układach C-Si-Mn, C-Mn-Mo, C-Si-Mn-Cr-V i C-Si-Mn-Cr-Mo.

(2) Stal o plastyczności indukowanej transformacją (TRIP)

Stal o plastyczności indukowanej transformacją to stal o strukturze wielofazowej. Fazy te to zazwyczaj ferryt, bainit, austenit szczątkowy i martenzyt.

Podczas odkształcania, przemiana stabilnego austenitu szczątkowego w martenzyt powoduje wzmocnienie przemiany i zwiększenie plastyczności. Z tego powodu zachowany austenit musi mieć wystarczającą stabilność, aby osiągnąć progresywną transformację, z jednej strony wzmacniając matrycę, a z drugiej poprawiając równomierne wydłużenie, aby osiągnąć cel jednoczesnej poprawy wytrzymałości i plastyczności.

Właściwości stali TRIP to: granica plastyczności 340-860 MPa, wytrzymałość na rozciąganie 610-1080 MPa, wydłużenie 22%-37%. Stal TRIP jest używana głównie do produkcji błotników samochodowych, elementów podwozia, obręczy kół i belek uderzeniowych drzwi.

(3) Complex Phases Steel (CP)

Struktura jest podobna do stali TRIP, przy czym główną strukturą jest drobny ferryt i wysoki udział faz utwardzających (martenzyt, bainit), zawierających takie pierwiastki jak Nb i Ti. Dzięki połączonemu efektowi martenzytu, bainitu i wzmocnienia wydzieleniowego, stal CP może osiągnąć wytrzymałość 800-1000 MPa, przy stosunkowo wysokiej absorpcji energii uderzenia i wydajności rozszerzania otworów, co czyni ją szczególnie odpowiednią do produkcji samochodowych części bezpieczeństwa, takich jak pręty antykolizyjne drzwi, zderzaki i słupki B.

(4) Stal martenzytyczna (MART)

Stal martenzytyczna jest wytwarzana poprzez szybkie hartowanie wysokotemperaturowej struktury austenitu w celu utworzenia struktury martenzytu, co można osiągnąć poprzez walcowanie na gorąco, walcowanie na zimno, ciągłe wyżarzanie lub wyżarzanie po formowaniu. Jej maksymalna wytrzymałość może osiągnąć 1600 MPa, co czyni ją najwyższą klasą wytrzymałości wśród dostępnych na rynku blach stalowych o wysokiej wytrzymałości. Ze względu na ograniczenia formowalności, może być używana tylko do tłoczenia części o prostych kształtach i jest używana głównie do produkcji części o niskich wymaganiach formowania, takich jak pręty antykolizyjne drzwi.

(5) Stal o indukowanej plastyczności bliźniaczej (TWIP)

Stal o plastyczności bliźniaczej jest stalą austenityczną o niskiej energii uskoku stosu. Gdy jest używana bez obciążenia zewnętrznego, jej struktura schłodzona do temperatury pokojowej jest stabilnym austenitem. Jednak pod obciążeniem zewnętrznym, w wyniku indukcji odkształcenia, powstaje mechaniczne bliźniakowanie, co skutkuje dużym równomiernym wydłużeniem bez szyjki, wykazując doskonałe właściwości mechaniczne, wysoką szybkość utwardzania odkształceniowego, wysoką plastyczność i wytrzymałość.

Bliźniakowanie jest głównym mechanizmem wpływającym na jej odkształcenie plastyczne, a jej właściwości mechaniczne zależą głównie od energii uskoku. Stal TWIP charakteryzuje się niezwykle wysokimi wskaźnikami plastyczności (wydłużenie po złamaniu 60%-80%), wysoką wytrzymałością (wytrzymałość na rozciąganie 600-800 MPa) i wysokim współczynnikiem utwardzania odkształceniowego. Jego absorpcja energii uderzenia jest dwukrotnie wyższa niż w przypadku istniejących stali o wysokiej wytrzymałości.

Ponadto stal TWIP charakteryzuje się wysoką zdolnością pochłaniania energii i brakiem niskotemperaturowej temperatury przejścia z ciągliwości do kruchości. Skład stali TWIP zazwyczaj składa się głównie z Fe, z 15%-30% Mn w masie, 2%-4% Al i Si w masie, a także może zawierać niewielkie ilości Ni, V, Mo, Cu, Ti, Nb itp.

4. Stal odporna na warunki atmosferyczne

Stal odporna na warunki atmosferyczne jest rodzajem niskostopowej stali o wysokiej wytrzymałości. Poprzez dodanie do stali niewielkich ilości pierwiastków stopowych, takich jak Cu, P, Cr i Ni, między warstwą rdzy a podłożem tworzy się gęsta, amorficzna warstwa tlenku typu spinelowego o grubości 50-100 μm i dobrej przyczepności do metalu podstawowego. Warstwa ta zapobiega przenikaniu tlenu i wody z atmosfery do stalowego podłoża, chroniąc metal podstawowy pod warstwą rdzy i spowalniając postęp korozji w materiale stalowym, co znacznie poprawia odporność materiału stalowego na korozję atmosferyczną.

Stal odporna na warunki atmosferyczne jest szeroko stosowana w produkcji różnych metalowych elementów konstrukcyjnych lokomotyw, pojazdów, budynków itp. Popularne gatunki obejmują Corten A, Corten B, 10CrNiCuP, 09CuPTiRE, SPA-H itp.

5. Stal nierdzewna

Stal nierdzewna odnosi się do stali, która jest odporna na korozję ze strony słabych mediów korozyjnych, takich jak powietrze, para wodna, woda i chemiczne media korozyjne, takie jak kwasy, zasady i sole. Znana jest również jako stal nierdzewna kwasoodporna. Stal nierdzewna jest zwykle klasyfikowana według struktury bazowej na: austenityczną stal nierdzewną, ferrytyczną stal nierdzewną, austenityczno-ferrytyczną stal nierdzewną duplex i martenzytyczną stal nierdzewną. Pierwsze trzy rodzaje są stosowane głównie jako materiały do tłoczenia.

(1) Austenityczna stal nierdzewna

Austenityczna stal nierdzewna odnosi się do stali nierdzewnej o strukturze austenitycznej w temperaturze pokojowej. Gdy ułamki masowe pierwiastków w stali wynoszą około 18% Cr, 8%-10% Ni i około 0,1% C, ma ona stabilną strukturę austenityczną.

Austenityczna stal nierdzewna jest niemagnetyczna i ma wysoką wytrzymałość i plastyczność, ale jej wytrzymałość jest stosunkowo niska. Nie można jej wzmocnić poprzez przemianę fazową i można ją wzmocnić jedynie poprzez obróbkę na zimno.

(2) Ferrytyczna stal nierdzewna

Ferrytyczna stal nierdzewna odnosi się do stali nierdzewnej, która podczas użytkowania ma głównie strukturę ferrytyczną. Ułamek masowy Cr wynosi 11%-30% i ma sześcienną strukturę krystaliczną skoncentrowaną na ciele.

Ten rodzaj stali zazwyczaj nie zawiera niklu, a czasami zawiera niewielkie ilości Mo, Ti, Nb i innych pierwiastków. Ten rodzaj stali charakteryzuje się wysoką przewodnością cieplną, niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, dobrą odpornością na utlenianie i doskonałą odpornością na korozję naprężeniową. Jest ona często wykorzystywana do produkcji części odpornych na korozję atmosferyczną, parową, wodną i kwasową.

Typowe odmiany obejmują AISI409(L), 06Cr13Al, 00Cr12Ni, 430 (10Cr17), 444 (019Cr19Mo2NbTi), 44629 (000Cr26Mol), 447J1 (000Cr30Mo2) itp.

(3) Stal nierdzewna Duplex

W strukturze roztworu stałego fazy ferrytyczna i austenityczna stanowią po około połowie, a nawet faza podrzędna powinna osiągnąć ułamek objętościowy 30%. Przy niskiej zawartości C, udział masowy Cr wynosi 18%-28%, a udział masowy Ni wynosi 3%-10%. Niektóre stale zawierają również pierwiastki stopowe, takie jak Mo, Cu, Nb, Ti i N.

Ten rodzaj stali łączy w sobie cechy austenitycznych i ferrytycznych stali nierdzewnych. W porównaniu z ferrytyczną stalą nierdzewną charakteryzuje się wyższą plastycznością i wytrzymałością, brakiem kruchości w temperaturze pokojowej oraz znacznie lepszą odpornością na korozję międzykrystaliczną i spawalnością, zachowując jednocześnie kruchość w temperaturze 475°C, wysoką przewodność cieplną i superplastyczność ferrytycznej stali nierdzewnej.

W porównaniu z austenityczną stalą nierdzewną ma wyższą wytrzymałość i znacznie lepszą odporność na korozję międzykrystaliczną i korozję naprężeniową. Stal nierdzewna Duplex ma doskonałą odporność na wżery i jest również rodzajem stali nierdzewnej oszczędzającej nikiel.

6. Stal krzemowa

Stal krzemowa to stop krzemu i żelaza o udziale masowym krzemu wynoszącym około 3%. Jest to ważny miękki stop magnetyczny niezbędny w przemyśle elektroenergetycznym, elektronicznym i wojskowym, stosowany głównie jako materiał rdzenia dla różnych silników, generatorów i transformatorów.

Dzieli się na blachę ze stali krzemowej walcowaną na gorąco (stosowaną w produkcji generatorów), blachę ze stali krzemowej niezorientowaną walcowaną na zimno (stosowaną w produkcji generatorów), blachę ze stali krzemowej zorientowaną walcowaną na zimno (stosowaną w produkcji transformatorów) oraz blachę ze stali krzemowej zorientowaną walcowaną na zimno o wysokiej indukcji magnetycznej (stosowaną w produkcji różnych transformatorów, dławików i innych elementów elektromagnetycznych w przemyśle telekomunikacyjnym i przyrządów).

VI. Klasyfikacja według charakterystyki technologii przetwarzania i formowania

1. Laserowo dopasowane półfabrykaty

Dostosowane półfabrykaty są wytwarzane przez spawanie laserowe krawędzi kilku arkuszy stali o różnych materiałach, grubościach i powłokach w jeden integralny arkusz, aby spełnić różne wymagania dotyczące wydajności materiałów dla części. Po procesach takich jak tłoczenie, stają się one komponentami samochodowymi.

Rozwiązuje głównie problem, że walcowanie na zimno nie może produkować bardzo szerokich płyt i płyt o nierównej grubości. Obecnie materiały wykorzystywane do spawania laserowego obejmują stal niskowęglową, stal niskostopową, stal o wysokiej wytrzymałości, stop aluminium i stop magnezu. Części tłoczone są wykorzystywane głównie do produkcji komponentów samochodowych, takich jak wewnętrzne panele drzwi, panele podłogowe i słupki.

2. Płyty hydroformowane (rury)

Technologia hydroformowania blachy odnosi się do procesu, który wykorzystuje ciekłe medium zamiast wklęsłych lub wypukłych form, polegając na ciśnieniu ciekłego medium do formowania blachy. Proces ten może nie tylko formować elementy o złożonych kształtach, ale także produkować części o wysokiej precyzji, dobrej jakości powierzchni i niższych kosztach przetwarzania w porównaniu z konwencjonalnymi procesami.

3. Kompozytowe panele warstwowe

Nowy rodzaj materiału kompozytowego z kolorowymi blachami stalowymi, blachami ze stali nierdzewnej itp. jako warstwami wierzchnimi oraz lekkimi, ognioodpornymi i trudnopalnymi materiałami, takimi jak wełna szklana, wełna mineralna, polistyren jako warstwa rdzeniowa. Ma zalety takie jak ognioodporność, izolacja termiczna, izolacja cieplna, izolacja akustyczna, izolacja drgań i niewielka waga, i jest szeroko stosowany w przemyśle lotniczym, stoczniowym, samochodowym oraz budownictwie przemysłowym i cywilnym.

4. Płyta stalowa formowana na gorąco

Specjalna wysokowytrzymała stal stopowa z dodatkiem boru jest podgrzewana w celu austenityzacji, a następnie rozgrzany do czerwoności arkusz jest wysyłany do formy z systemem chłodzenia w celu formowania tłocznego, przy jednoczesnym szybkim i równomiernym chłodzeniu. Struktura blachy stalowej zmienia się z austenitu w martenzyt, w wyniku czego powstaje blacha stalowa o bardzo wysokiej wytrzymałości. Może być szeroko stosowana w produkcji komponentów samochodowych, takich jak przednie i tylne zderzaki, słupki A, słupki B, słupki C, wewnętrzne panele drzwi i belki uderzeniowe drzwi.

5. Materiały superplastyczne

Superplastyczność odnosi się do zdolności niektórych metali lub stopów do wydłużania się ponad 100% w określonych warunkach, a mianowicie przy niskich prędkościach odkształcenia (ε=10-⁴～10-² s-¹), w określonej temperaturze odkształcenia (około połowy termodynamicznej temperatury topnienia) oraz przy stabilnych i drobnych rozmiarach ziaren (0,5～5μm).

Na przykład stal o wydłużeniu przekraczającym 500%, czysty tytan przekraczający 300%, stop aluminium i cynku przekraczający 1000%, materiały o takich właściwościach nazywane są materiałami superplastycznymi. Obecnie powszechnie stosowane materiały superplastyczne obejmują głównie stopy aluminium, stopy magnezu, stopy tytanu, stal niskowęglową, stal nierdzewną itp.