2015. sze 18.

Acél

írta: Fémszerkezet
Acél

Az acél a vas legfontosabb ötvözete, fő ötvözője a szén, amiből legfeljebb 2,11 tömegszázalékot tartalmaz. Ez az acél egyik definíciója. A másik definíció szerint az acél olyan vasalapú ötvözet, amelyet képlékeny alakítással lehet megmunkálni (kovácsolni, hengerelni stb.). Ebben a megfogalmazásban nem kritérium a szén jelenléte, noha a szén a vas legáltalánosabb ötvözőanyaga. Ötvözőként sok más elem is használatos. A szén és más elemek növelik az acél szilárdságát, egyben csökkentik képlékenységét. Különböző fajta és mennyiségű ötvözőkkel az acél olyan tulajdonságait lehet megváltoztatni, mint a keménység, rugalmasság, hajlékonyság, szilárdság, hőállóság, savállóság, korróziómentesség. Előállítanak a különböző acélfajtákhoz hasonló olyan vasötvözeteket is, amelyekben a szenet más ötvözőanyagokkal helyettesítik, és a ha a szén jelen is van, nemkívánatos szennyeződésnek számít.

A vas 1538 °C-on, az acél – széntartalmától függően – ennél kisebb hőmérsékleten olvad. Ezeket a hőmérsékleteket – többé-kevésbé – már az ókori technológiai módszerekkel el lehetett érni, ezért a vasat legalább 6000 éve használják (a bronzkorszaktól kezdve).

 

A vas a Föld kérgének mintegy 4,7%-át alkotja több mint száz vasásvány formájában, de – a fémek többségéhez hasonlóan – elemi állapotban nem található meg. A vas ércásványai közül legfontosabbak az oxidok, pl: a magnetit (mágnesvasérc), a hematit (vörösvasérc), a limonit (barnavasérc), valamint a karbonát alapú sziderit (vaspát). A vasat az ércből úgy állítják elő, hogy redukálják, azaz oxigéntartalmát eltávolítják. A redukciót szénnel és szén-monoxiddal valósítják meg, például:

\mathrm{2\ Fe_2O_3 + 3\ C \rarr 4\ Fe + 3\ CO_2},      \mathrm{Fe_2O_3 + 3\ CO \rarr 2\ Fe + 3\ CO_2}.

Az általános gyártástechnológia szerint az acélt két lépésben gyártják. Először nyersvasat állítanak elő nagyolvasztóban, itt hajtják végre a fenti redukciót (nyersvasgyártás). Mivel a folyékony vas jól oldja a szenet (jól ötvöződik vele), a nyersvasnak olyan magas a karbontartalma, hogy képlékenyen nem alakítható. A képlékenyen alakítható acél előállítása céljából a fölösleges szenet el kell távolítani. Ez az acélgyártás művelete, amely – a nyersvasgyártással szemben – oxidációs jellegű művelet. Az acélgyártás során az acélt a szén eltávolítása mellett szükség esetén más elemekkel is ötvözik, így kapják a sokoldalúan felhasználható acélminőségeket.

Az acélfajtákat többféle szempont szerint lehet csoportosítani.

  • Gyártási módszer szerinti csoportosítás. A különböző gyártási eljárások – sajátos technológiájukból adódóan - különböző minőségű és mennyiségű járulékos ötvözőt hagynak vissza az acélban. Eszerint meg lehet különböztetni
  • Felhasználási cél szerinti felosztás. Eszerint lehet szólni a szerkezeti, a szerszám- és a különleges acélfajtákról.
    • A szerkezeti acélfajtáktól a szilárdság mellett megfelelő szívósságot is kívánnak, ellenállást a lökésszerű igénybevételekkel szemben. A szerkezeti acélfajták karbontartalma 0,6%-nál többnyire kisebb.
    • A szerszámacélok legfontosabb tulajdonságai a keménység és a kopásállóság. Karbontartalmuk 0,6% fölötti, többnyire edzett állapotban használják.
    • A különleges acélfajták valamely tulajdonsága a vas megfelelő tulajdonságától gyökeresen különbözik: lehetnek nem rozsdásodó vagy egyes savaknak ellenálló minőségűek, a vasnál jobban vagy rosszabbul mágnesezhetőek, meleg állapotukban teherbíróbbak stb.
  • Az ötvözés mértéke szerinti felosztás szerint ötvözetlen, gyengén és erősen ötvözött acélt különböztetnek meg.
    • Az ötvözetlen acél szándékosan adagolt ötvözőelemet – természetesen a szénen kívül – nem tartalmaz.
    • A gyengén és erősen ötvözött acél között a határt rendszerint 5–8% ötvözőfém tartalomnál húzzák meg. Általában az ötvözés következtében a vas valamelyik jellegzetes tulajdonsága ezen a határon változik meg jelentősebben. Ezt a határértéket rugalmasan kell kezelni, például a 3–3,2% szilíciummal ötvözött transzformátorlemez anyaga erősen ötvözöttnek számít.
    • Mikroötvözött acélok. Néhány ötvözőelem nagyon kis mennyiségben is hatással van az acél valamelyik tulajdonságára. Például néhány ezred százalék bór az acél átedzhetőségét, néhány század százalék nióbium pedig a kis széntartalmú acél folyáshatárát növeli.

 

 Lépjen kapcsolatba velünk.

web:femszerkezet.eu

 Tel:70-541-4445 vagy 70-406-2945

Szólj hozzá

vas kapu kerítés acél kovácsoltvas hegesztés lakatos korlátok vasszerkezet lakatos munka kerítés elemek kerítés gyártás előtetők vasszerkezetek gyártása tetőlépcsők padlásfeljárók