Cad é Carbón i Cruach? Ábhar, Gráid & Treoir Gaibhnithe

Is é carbón an eilimint aonair a scarann gnáth-iarann ó chruach, agus an méid atá ann, go hiondúil idir 0.05% agus 2.0% de réir meáchain , cinneann beagnach gach rud faoin gcaoi a n-iompraíonn píosa cruach faoi ualach, teas, agus casúr brionnú. Ardaigh an céatadán carbóin agus gnóthachain miotail cruas agus neart teanntachta ach cailleann insínteacht agus weldability; ísligh é agus fanann an cruach bog, foirmithe, agus éasca le táthú ach ní féidir imeall crua nó ard-neart a sheasamh gan cabhair ó eilimintí cóimhiotalaithe. Téann gach teastas muilinn, gach líníocht bhrionnaithe, agus gach sonrúchán grád ar nós 1045 nó 4140 siar go dtí an cóimheas amháin seo.

Cad a Dhéanann Carbóin I ndáiríre Inside Cruach

Is miotal bog, sách lag é iarann ar a shon féin. Nuair a thugtar adaimh charbóin isteach le linn bruithnithe, lóisteálann siad idir na hadaimh iarainn sa laitís criostail agus cruthaíonn siad comhdhúil ar a dtugtar cementite (carbíd iarainn, Fe3C) taobh le tuaslagán soladach ar a dtugtar ferrite. Is é an t-iarmhéid idir an dá mhiocrstruchtúr seo, agus níos déanaí idir pearlite, martensite, agus bainite tar éis cóireála teasa, rud a thugann pearsantacht mheicniúil do chruach.

Bealach úsáideach chun é a phictiúr: is é ferrite an chuid den struchtúr atá bog, maighnéadach, a lúbtar go héasca, agus tá cementite crua agus brittle. De réir mar a dhreapann ábhar carbóin, foirmíonn níos mó cementite, agus ardaíonn cruas an chruach i gcuar sách intuartha. Tá an caidreamh seo á rianú ag miotalóireachteoirí ó thús an fichiú haois, agus tá sé fós mar bhunús leis an léaráid chéim iarainn-charbóin a úsáidtear i ngach seomra ranga miotalóireachta inniu.

Cén Fáth a Thomhaistear Ábhar Carbóin i gCodáin de Chéatadán

Toisc go bhfuil an éifeacht carbóin chomh láidir, difríochtaí chomh beag 0.10% aicmiú cruach agus a chur i bhfeidhm oiriúnach a athrú. Ní dhéanann cruach 1020 (0.20% carbóin) aon rud cosúil le cruach 1095 (0.95% carbóin) cé gur steels carbóin simplí iad araon. Sin é an fáth a dtuairiscíonn táirgeoirí cruach ábhar carbóin go dtí an céadú faoin gcéad ar thuarascálacha tástála muilne seachas a shlánú go dtí an tslánuimhir is gaire.

Aicmithe Cruach Carbóin de réir Céatadáin

Déantar steels carbóin simplí a ghrúpáil i gceithre theaghlach leathana bunaithe ar ábhar carbóin. Tá sraith shainiúil d'úsáidí tipiciúla ag gach teaghlach, agus roghnaíonn brionnóirí ina measc bunaithe ar chothromaíocht an neart, an toughness, agus an machinability a éilíonn an chuid críochnaithe.

Thuas go garbh 2.0% carbóin , ní dhéantar an t-ábhar a aicmiú mar chruach ar chor ar bith; éiríonn sé iarann ​​teilgthe, atá i bhfad níos brittle agus múnlaithe trí réitigh seachas brionnú nó rollta.

Mar a Athraíonn Ábhar Carbóin Airíonna Meicniúla

Tá an gaol idir feidhmíocht carbóin agus meicniúil ar cheann de na treochtaí is comhsheasmhach in innealtóireacht ábhar. De réir mar a mhéadaíonn céatadán carbóin, gluaiseann ceithre airí i dtreo intuartha:

• Ardaíonn cruas - cuireann níos mó cementite sa mhicrstruchtúr i gcoinne eangú agus scríobadh.
• Ardaíonn neart teanntachta — suas go pointe, ligeann carbón breise don chruach níos mó ualach a iompar roimh theip.
• Titeann ductility — lúbann an cruach agus síneann sé níos lú roimh scoilteadh, agus mar sin éiríonn foirmiú fuar níos deacra.
• Titeann weldability — is mó seans go scoilteadh cruacha ardcharbóin sa chrios a bhfuil tionchar ag an teas air mura ndéantar iad a réamhthéite agus a rialú go cúramach.

Sin é an fáth go n-úsáideann seafta acastóra feithicleach brionnaithe, a dteastaíonn an dá neart agus an cumas turraing a ionsú gan briseadh, go hiondúil grád meánach carbóin mar 1045 seachas cruach ardcharbóin a bhaint amach a bheadh ​​níos láidre i dtástáil saotharlainne ach ró-bhriste le haghaidh tionchar bóthair.

Ábhar Carbóin agus an Gaibhniú Cruach Próiseas

Cruthaíonn brionnú cruach miotail trí dhífhoirmiú plaisteach comhbhrúiteach, ag baint úsáide as casúir, cófraí, nó rollaí chun cruach téite a bhrú isteach i bhfoirm dísle nó inmhianaithe. Is é an t-ábhar carbóin a rialaíonn beagnach gach cinneadh a dhéanann siopa brionnaithe sula dtagann an chéad buille casúr i dtír.

Windows Teocht a chruthú

Is gnách go ndéantar steels carbóin íseal agus meánmhéide a bhrionnú idir 1150°C agus 1250°C (thart ar 2100°F go 2280°F), áit a bhfuil an t-ábhar ina shuí ina chéim austenític agus ag sreabhadh go héasca faoi bhrú. De ghnáth déantar steels ardcharbóin a bhrionnú i dtreo foirceann íochtair an raoin sin, toisc go spreagann teas iomarcach in éineacht le hábhar ardcharbóin fás gráin agus dícharbúrú dromchla, agus lagaíonn an dá cheann acu an chuid críochnaithe.

Cén Fáth ar Fearr le Forgers Gráid Mheáncharbóin

Steels meáncharbóin ar nós 1040, 1045, agus 4140 i gceannas ar an tionscal brionnú toisc go bhfuil siad cothromaíocht inoibrithe: go leor carbóin chun freagairt go maith do chóireáil teasa iar-bhrionnaithe mar múchadh agus faghartha, ach ní an oiread sin go scoilteanna billet faoin dísle. Déantar comhpháirteanna mar chromáin, slata ceangail, giaranna, feansaí, agus uirlisí láimhe beagnach i gcónaí a bhrionnú ón mbanda lár seo seachas ó na foircinní.

Sreabhadh Gránach agus Gnóthachain Neart

Déanann brionnú níos mó ná cruach a mhúnlú; ailíníonn sé an struchtúr inmheánach gráin feadh comhrianta na coda. Leanann comhpháirt brionnaithe línte sreafa gráin leanúnach, agus gearrann cuid meaisínithe nó teilgthe trasna an ghráin nó níl aon chuid ar bith aige. Tá sé léirithe ag tástáil tionscail arís agus arís eile gur féidir le páirteanna cruach brionnaithe friotaíocht tuirse níos airde a iompar ná na codanna teilgthe nó meaisínithe den chomhdhéanamh ceimiceach comhionann, agus is é sin an fáth go bhfuil cruach carbóin brionnaithe fós mar an gcaighdeán do chomhpháirteanna atá ríthábhachtach ó thaobh sábháilteachta de, mar chnoic stiúrtha agus cromáin.

Cruach Carbóin i gcomparáid le Cruach Alloy agus Cruach Dhosmálta

Ní insíonn ábhar carbóin amháin an scéal iomlán nuair a théann gnéithe eile isteach sa mheascán. Cabhraíonn tuiscint a fháil ar an áit a shuíonn cruach charbóin shimplí i gcoibhneas lena chol ceathracha cóimhiotalacha a mhíniú cén fáth a bhféadfadh teaghlach amháin thar theaghlach eile a bheith ag teastáil ó líníocht bhrionnú.

Go praiticiúil, roghnaíonn innealtóir ceannaigh cruach carbóin simplí nuair a bheidh an chuid brataithe, péinteáilte nó coimeádta taobh istigh, agus sroicheann sé gráid cóimhiotail nó dhosmálta nuair a éilíonn an t-iarratas friotaíocht creimeadh nó hardenability níos airde trí thrasghearrthacha níos tiús.

Roghnú Grád Cruach Carbóin le haghaidh Cuid Brionnaithe

Is gníomh cothromaíochta é an céatadán ceart carbóin a roghnú idir trí cheist: cé chomh láidir is gá an pháirt a bheith, cé mhéad turraing nó tuirse a shúfidh sé, agus conas a dhéanfar é a mheaisíniú nó a cheangal ina dhiaidh sin.

1. Sainaithin an cineál ualaigh. Glacann ualaí statacha le hábhar carbóin níos airde; bíonn ualaí tionchair arís agus arís eile i bhfabhar meáncharbóin le cruas maith.
2. Seiceáil na hoibríochtaí iar-bhrionnú. Más rud é go mbeidh an chuid táthaithe le sruth, coinnigh an t-ábhar carbóin faoi thart ar 0.30% ach amháin má tá réamhtheas agus fuarú rialaithe mar chuid den phlean próiseas.
3. Deimhnigh an cosán cóireála teasa. Freagraíonn steels meánacha agus ardcharbóin go maith do thimthriallta múchta agus meon; bíonn steels ísealcharbóin ag brath ar chruasú cáis nó carburizing ina ionad.
4. Meáigh machinability i gcoinne cruas. Ciallaíonn ábhar carbóin níos airde go ginearálta luasanna gearrtha níos moille agus caitheamh uirlisí níos tapúla le linn meaisínithe tánaisteacha.

Déanfaidh siopa bréige a sholáthraíonn monaróirí trealaimh gluaisteán nó talmhaíochta caighdeánú go minic ar dornán de ghráid, is coitianta 1045 le haghaidh seaftaithe ginearálta agus 4140 648/2012 Téacs atá ábhartha maidir leis an LEE i gcás ina bhfuil gá le cóimheas neart-le-meáchan níos airde, go beacht toisc go bhfuil na gráid sin suite sa spota milis idir brionnúsacht agus feidhmíocht na bpáirteanna críochnaithe.

Cóireáil Teasa Tar éis Gaibhnithe

Is annamh a sheachadann brionnú ina n-aonar airíonna meicniúla deiridh cuid. Cinneann ábhar carbóin cé na cóireálacha teasa is féidir fiú ina dhiaidh sin.

normalú

Déantar beagnach gach gaibhneachta cruach carbóin a ghnáthú tar éis gaibhnithe, a théamh os cionn na teochta criticiúla agus an t-aer fuaraithe, chun an struchtúr gránach a bheachtú agus chun an strus míchothrom a d'fhág an próiseas gaibhnithe a mhaolú.

Múchadh agus Tempering

Is féidir steels meánacha agus ardcharbóin a múchadh in ola nó in uisce chun martensite a fhoirmiú, ansin iad a mhaolú chun cruas éigin a thrádáil ar ais le haghaidh déine. Socraíonn an céatadán carbóin uasteorainn ar chruas insroichte; ní féidir le cruach faoi bhun thart ar 0.30% de charbóin an cruas céanna a bhaint amach mar atá múchta agus grád 1060 nó 1080, beag beann ar dhéine an mhúchadh.

Cás cruaite le haghaidh Páirteanna Ísealcharbóin

Déantar steels ísealcharbóin a dteastaíonn dromchla crua a chaitheamh orthu ach croí daingean, cosúil le giaranna, a charbú ina ionad sin: déantar carbóin a scaipeadh isteach sa dromchla seachtrach ag teocht ard, ansin múchtar an ciseal dromchla sin amháin go crua agus fanann an croí ísealcharbóin insínte.

Ceisteanna Coitianta

Cén céatadán carbóin a dhéanann cruach crua go leor le haghaidh uirlisí?

Is gnách go dtosaíonn feidhmchláir uirlisí thart 0.60% carbóin agus dul suas go dtí thart ar 1.0%, ós rud é go cruaíonn an raon seo go maith trí múchadh agus go bhfuil imeall géar aige.

An gciallaíonn carbóin níos airde cruach níos láidre i gcónaí?

Ach suas go pointe. Neart teanntachta agus toraidh tóg le cion carbóin, ach thart ar 0.80-0.90% anuas ar na gnóthachain leata fad is a leanann brittleness ag méadú, mar sin níl níos mó carbóin níos fearr go huathoibríoch do gach feidhmchlár.

Cén fáth gurb é cruach mheáncharbóin an t-ábhar brionnú is coitianta?

Cuireann sé an fhuinneog phraiticiúil is leithne ar fáil: a dhóthain carbóin le hardú trí chóireáil teasa, fós sách insínte chun fórsaí comhbhrúiteacha na gaibhnithe a sheasamh gan an billet a scoilteadh.

An féidir cruach ísealcharbóin a bhrionnú?

Tá. Cruthaíonn cruach ísealcharbóin go héasca mar gheall ar a insínteacht ard, agus déantar é a roghnú go coitianta le haghaidh páirteanna a bheidh táthaithe nó a dteastaíonn croí daingean, turraing-resistant seachas cruas dromchla.

Conas a dhéantar ábhar carbóin a thomhas i gcuid cruach críochnaithe?

Úsáideann táirgeoirí anailís dócháin nó speictreascópacht astaithe optúla chun céatadán carbóin a thomhas go díreach ó shampla, agus tuairiscítear an toradh ar an deimhniú tástála muileann a ghabhann leis an ábhar.

Cad a tharlaíonn má tá cion carbóin ró-ard le haghaidh feidhmchlár brionnú?

Laghdaíonn an iomarca carbóin insínteacht go dtí an pointe inar féidir leis an billet crack le linn comhbhrú, go háirithe ag coirnéil dísle agus rannóga tanaí, agus is é sin an fáth a shonraíonn siopaí brionnaithe raonta ábhar carbóin seachas glacadh le lamháltais mhuilinn leathana.