Dažādi tērauda veidi un īpašības

Saskaņā ar Pasaules tērauda asociācijas datiem ir vairāk nekā 3500 dažādu kategoriju tērauda, kas ietver unikālas fizikālās, ķīmiskās un vides īpašības.

Būtībā tērauds sastāv no dzelzs un oglekļa, kaut arī tas ir oglekļa daudzums, kā arī piemaisījumu līmenis un papildu leģējošie elementi, kas nosaka katra tērauda īpašības pakāpe.

Oglekļa saturs tēraudā var svārstīties no 0,1% –1,5%, bet visizplatītākās tērauda kategorijas satur tikai 0,1–0,25% oglekļa. Tādus elementus kā mangāns, fosfors un sērs ir atrodami visās tērauda kategorijās, bet, lai gan mangāns rada labvēlīgu iedarbību, fosfors un sērs ir kaitīgi tērauda stiprībai un izturībai.

Tēraudu var plaši iedalīt četrās grupās, pamatojoties uz to ķīmisko sastāvu:

1. Oglekļa tēraudi
2. Leģētie tēraudi
3. Nerūsējošie tēraudi
4. Instrumentu tēraudi

Zemāk esošajā tabulā parādītas tērauda tipiskās īpašības istabas temperatūrā (25 ° C). Plašie stiepes izturības, ražas stiprības un cietības diapazoni lielā mērā ir saistīti ar dažādiem termiskās apstrādes apstākļiem.

Oglekļa tēraudi satur nelielu leģēto elementu daudzumu un veido 90% no kopējās tērauda ražošanas. Oglekļa tēraudu var iedalīt trīs grupās atkarībā no oglekļa satura:

• Tēraudi ar zemu oglekļa saturu / Viegls tērauds satur līdz 0,3% oglekļa
• Vidēja oglekļa tēraudi satur 0,3–0,6% oglekļa
• Tēraudi ar augstu oglekļa saturu satur vairāk nekā 0,6% oglekļa

Leģētie tēraudi satur leģējošus elementus (piemēram, mangānu, silīciju, niķeli, titānu, varu, hromu un alumīniju) dažādās proporcijās manipulēt ar tērauda īpašībām, piemēram, tā cietību, izturību pret koroziju, stiprību, formējamību, metināmību vai elastību. Tērauda sakausējumu lietojumos ietilpst cauruļvadi, auto detaļas, transformatori, enerģijas ģeneratori un elektromotori.

Nerūsējošie tēraudi parasti satur no 10 līdz 20% hroma kā galveno leģējošo elementu, un tiem ir augsta izturība pret koroziju. Ar vairāk nekā 11% hroma tērauds ir aptuveni 200 reizes izturīgāks pret koroziju nekā vieglais tērauds. Šos tēraudus var iedalīt trīs grupās, pamatojoties uz to kristālisko struktūru:

• Austenīts: Austenīta tēraudi ir nemagnētiski un nav apstrādājami ar karstumu, un tie parasti satur 18% hroma, 8% niķeļa un mazāk nekā 0,8% oglekļa. Austenīta tēraudi veido lielāko pasaules nerūsējošā tērauda tirgus daļu, un tos bieži izmanto pārtikas apstrādes iekārtās, virtuves piederumos un cauruļvados.
• Ferīta: Ferīta tēraudi kopā ar citiem leģējošiem elementiem, piemēram, molibdēnu, alumīniju vai titānu, satur nelielu daudzumu niķeļa, 12–17% hroma, mazāk nekā 0,1% oglekļa. Šos magnētiskos tēraudus nevar sacietēt termiskā apstrāde bet to var stiprināt ar aukstu darbu.
• Martenzīts: Martenzīta tēraudi satur 11–17% hroma, mazāk nekā 0,4% niķeļa un līdz 1,2% oglekļa. Šie magnētiskie un termiski apstrādājamie tēraudi tiek izmantoti nažos, griezējinstrumentos, kā arī zobārstniecības un ķirurģijas aprīkojumā.

Instrumentu tēraudi satur volframa, molibdēns, kobalts un vanādijs dažādos daudzumos, lai palielinātu karstumizturību un izturību, padarot tos ideāli griezšanas un urbšanas aprīkojumam.

Tērauda izstrādājumi var arī iedalīt pēc to formas un saistītajām lietojumprogrammām:

• Garos / Cauruļveida izstrādājumos ietilpst stieņi, sliedes, stieples, leņķi, caurules, formas un profili. Šos produktus parasti izmanto automobiļu un būvniecības nozarē.
• Plakanie izstrādājumi ietver plāksnes, loksnes, spoles un sloksnes. Šos materiālus galvenokārt izmanto automobiļu detaļās, ierīcēs, iepakošanā, kuģu būvē un celtniecībā.
• Citos izstrādājumos ietilpst vārsti, veidgabali un atloki, un tos galvenokārt izmanto kā cauruļvadu materiālus.