Az acélról átlagembereknek

Dátum: 2023. július 23. 00:10:01.
Forrás : doksi.net/hu

Az acél a vas legfontosabb ötvözete, fő ötvözője a szén. Emellett olyan vasalapú ötvözet is, amelyet képlékeny alakítással lehet megmunkálni (pl. kovácsolni). Ötvözőként nemcsak a szén jelenhet meg, hanem más elemek is, például szilárdság növelése (egyben a képlékenység csökkentése) érdekében.

Különböző fajta és mennyiségű ötvözőkkel az acél alábbi tulajdonságait lehet megváltoztatni:

- keménység

- rugalmasság

- hajlékonyság

- szilárdság

- hőállóság

- savállóság

- korróziómentesség

Érdekes, hogy a vasat már a bronzkorszaktól kezdve használja az emberiség – mintegy 6000 éve [1].

Forrás: steelfabservices.com

Ötvözés
A leggyakrabban használt ötvözőelemek közül a nikkel és a mangán az acél szilárdságát növeli, az ausztenitet kémiailag stabilabbá teszi, keménységét és olvadáspontját növeli, és ezzel a szilárdsága magasabb hőmérsékleten javul (hőálló acél). A vanádium ugyancsak növeli a keménységet és a kifáradással szembeni ellenállást. Nagy mennyiségű króm és nikkel az acélt rozsdamentessé (alacsony hőmérsékleten korrózióállóvá), savállóvá teszi. A hőálló acélok nagy hőmérsékleten is kevéssé oxidálódnak, amit króm, alumínium és szilícium ötvözésével érnek el.

Az acél előállítása
Az általános gyártástechnológia szerint az acélt két lépésben gyártják: először nyersvasat állítanak elő a nagyolvasztóban, majd végrehajtják a redukciót (nyersvasgyártás). Mivel a folyékony vas jól oldja a szenet (vagyis 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 [1].

Acélminőség
Az Acélminőség megadásával a gyártó bizonyos tulajdonságokat garantál, amelyek a kiindulási anyag összetételétől és hőkezeltségi állapotától függenek. Acélminőségek jelölési rendszereit a különböző acélok osztályozására szabványügyi szervezetek dolgozták ki, mechanikai tulajdonságok és vegyi összetétel alapján. Világszerte a hasonló acélok esetében különböző jelölési módszereket alkalmaznak. Az Európai Unióban, így Magyarországon is az acélminőség jelölését az MSZ EN 10027-1 és MSZ EN 10027-2 szabvány határozza meg. [3]

Forrás: economictimes.indiatimes.com

Ha a gyakorlatban szeretnénk értelmezni a szabványok által előírt jelöléseket, akkor érdemes felkeresni egy acélgyártással foglalkozó vállalkozás weboldalát. Például, ha kazánacélról van szó, az acélminőségről megfeleltető tábla segítségével lehet tájékozódni. Ez alapján mondjuk egy kazánacél adatlap már pontosan megadja az ötvözet összetételét, illetve az összes gyakorlatban is érdekes tulajdonságot.

Ahhoz, hogy egy ilyen adatlapot értelmezni tudjunk, ismernünk kell a fő jeleket:

- Szerzeti acél: S

- Nyomástartó felhasználásra: P

- Csővezetékekhez: L

- Gépacélok: E

- Betonacélok: B

- Előfeszített betonszerkezetekhez: Y

- Sínacélok: R

- Hidegen hengerelt lapos termék: H

- Lapos termék hidegalakításra (Például a C hidegen hengerelt)

- Ónozott termékek

- Elektrotechnikai acél

Ötvözők mennyisége
Nekünk átlagembereknek érdekes lehet még a vegyi összetétel, ahol fontos kérdés az ötvözők mennyiségének középértéke, vagyis a koncentráció megszorozva a szorzótényezővel. Az összes többi tulajdonság megtekinthető a Wikipedia vonatkozó oldalán.

Szorzótényezők:

4: Cr, Co, Mn, Ni, Si, W

10: Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr

100: Ce, N, P, S

1000: B

Gyakorlati példák
A fenti szorzótényezők lényegesek például a szerszámacélok gyártásakor, ahol a nagy szilárdság, keménység és a kopásállóság alapvető igény. Széntartalmuk 0,6% fölötti, többnyire edzett állapotban használják őket, hogy jól alakíthatóak, kovácsolhatóak, edzhetőek legyenek. Természetesen nem hegeszthetők. [4]

Forrás: brandedstocklots.com

Az ötvözetlen acélok a savak, a légkör, a vízgőz korrodáló hatásával szemben nem ellenállóak. A felületükön lévő oxidhártya nem elég tömör, a fémet nem zárja el a korrodáló közegtől, így nem akadályozza meg a további korróziót. Az acélok korrózióállósága a fentiekben már ismertetett módon ötvözőelemekkel növelhető: olyan ötvözőket kell alkalmazni, melyek az acél felületén vékony, jól tapadó, a korrodáló közegtől elválasztó hártyát hoznak létre. Erre a célra Cr-t és Al-t használnak kb. 1% mennyiségben. Másik lehetőség a korrózióállóság ugrásszerű növekedése érdekében, ha az ötvözőelem mennyisége az acélban 1/8 atomsúlyrész egész számú többszöröse. [5]

Az acél edzése
Az acéllal kapcsolatban fontos fogalom az edzés. Ennek célja az, hogy az acél szövetét a kívánt mértékben keménnyé (martenzitessé) tegyék; ehhez összetételtől függően felhevítik és hőntartják (ausztenitesítik), majd gyorsan lehűtik. A hűlés megfelelő gyorsaságát a hűtő közeg (víz, olaj, só- vagy fémolvadék fürdő) helyes megválasztásával érik el [1].

A martenzites melegszilárd acélok nemcsak jó kúszásállók, hanem még tartós üzemeltetés esetén is revesedésállóak. Szemben a más melegszilárd acélokkal, ezek a nagyobb krómtartalmuk következtében már levegőn való lassú hűlés esetén is martenzites szerkezetűek lesznek. Ilyen anyagminőségek a 600 Celsius fok körüli hőmérsékleten üzemelő hőerőművi elemek, vegyipari- és petrolkémiai berendezések esetén egyaránt előfordulnak. A vanádiummal ötvözött martenzites melegszilárd acélok kiválásosan keményíthetők. A szilárdságnövekedés mértéke elsősorban attól függ, hogy az ágyazó mátrixban a kiváló vanádium-karbid eloszlása mennyire diszperz. [2]

Forrás: slideplayer.hu

Érdekességek

Az itt elérhető dokumentumban átolvashatók a főbb adatok a világ acéltermelésével kapcsolatban.

Itt pedig az Eredeti damaszkuszi acél technológiájáról tudhatunk meg többet.

Felhasznált irodalom
[1] Wikipedia
[2] Tankonyvtar.hu
[3] Wikipedia
[4] Ferropont
[5] Rozsdamentes csavarok

Van jó témaötleted? Írj nekünk egy vendégcikket!

Kapcsolódó olvasnivalók

09.11-én omlott össze a WTC

A Világkereskedelmi Központ (World Trade Center - WTC) 110 emeletes, 414 méter magas, Manhattan sziklatalapzatába 20 méter mélyen beágyazott ikertornyainak gyors romba dőlése számos technológiai kérdést is felvetett, melyek évekre ellátták kutatási témával az építészeket. Az okok magyarázata messzire vezetett.

A Turán magyar harckocsicsalád

Cikkünkben a magyar gyártású Turán harckocsicsalád három tagját mutatjuk be. Mindhárom tankot a második világháború alatt készítették, néhány száz darabos tételben. A Skoda-licenszre épülő Turán sorozat utolsó változata a Turán III. volt, ami a Weiss Manfréd Műveket ért bombatámadások miatt nem készülhetett el.

Grúziáról bővebben

Grúzia köztársaság a Fekete-tenger keleti partján, a Kaukázus hegységben, Európa és Ázsia határán. Egyesek európai, mások ázsiai országnak tartják. Lakóinak túlnyomó többsége ortodox keresztény. Északi szomszédja Oroszország, délről Törökország és Örményország, keletről Azerbajdzsán határolja. Az ország földrajzi-éghajlati szempontból változatos, egyaránt vannak alpesi és szubtrópusi klímájú területei.