UNIVERZITET U NIŠU
Fakultet zaštite na radu
Predmet: Tehnički materijali
SEMINARSKI RAD
Tema: Čelik i njegove legure
Mentor:
Student:
Niš, 2009.
SADRŽAJ
Uvod
................................................................................................................................
3
1.
Osobine
čelika
.........................................................................................................4
2.
Proizvodnja
čelika
..................................................................................................5
3.
Vrste
čelika
..............................................................................................................5
4.
Podela
čelika
u
grupe
.............................................................................................6
5.
Podela čelika prema oblastima
primene
..............................................................9
6.
Legirajući elementi i njihov uticaj na osobine
čelika
........................................10
7.
Zaključak
..............................................................................................................22
2
mehanički, hemijski ili toplotno postojani. Ako je maseni udeo legirajućih
elemenata veći od masenog udela gvožđa, ili se gvožđe nalazi samo u
tragovima, onda ne govorimo o čeliku već o novim tipovima legura.
Neverovatan raspon i fleksibilnost osobina (uz pomoć legiranja, termičke
obrade i plastične prerade) kao i relativno niska cena proizvodnje čine ga i
dalje najrasprostranjenije korišćenim metalnim materijalom.
4
Osobine čelika
Kao što smo već rekli, čelik ima neverovatan raspon i fleksibilnost
osobina. Može biti vrlo mek i kao takav izuzetno pogodan za duboko izvlačenje
(pravljenje limenki, konzervi i td.). Nasuprot tome čelik može biti vrlo tvrd i krt
kao na primer kod martenzitnih čelika koji se koriste za sečiva. Pred modernu
proizvodnju čelika postavljaju se vrlo visoki zahtevi, koji najčešće uključuju
optimalnu kombinaciju osobina kao što su zatezna čvrstoća sa jedne i
duktilnost odnosno deformabilitet sa druge. Pored toga mora se stalno voditi
računa o isplativosti proizvodnje što je posledica neprestane promene cena
legirajućih elemenata.
Najvažniji legirajući element u čeliku je ugljenik. On se u čeliku nalazi u
obliku jedinjenja pod imenom cementit, Fe3C. Povišeni maseni udeo ugljenika
čini čelik čvršćim, ali u isto vreme krtim materijaliom. U zavisnosti od udela
ugljenika i temperature na kojoj se uzorak čelika nalazi na faznom dijagramu
se mogu uočiti sledeći mikrokonstituenti: Austenit, Ferit, Primarni-,
Sekundarni-, cementit kao i mikrostrukture (mešavine faza): Perlit, Ledeburit.
Ako se čelik naglo ohladi, tako da se difuzioni procesi (na prvom mestu difuzija
ugljenika) ne odviju do kraja, onda se u strukturi čelika pojavljuju nove
mikrostrukture koje su većinom presićene ugljenikom. Ako se ubrzano
hlađene odvija iz austenitne oblasti mogu se javiti finolamelirane
mikrostrukture Sorbit ili Trosit) kao i igličati/zrnasti Beinit ili igličasti
Martenzit.
Specifična težina čelika je skoro ista kao specifična težina čistog gvožđa i
iznosi oko 7.850 kg/m³.
Osobine čelika kao što su tvrdoća, duktilnost, zatezna čvrstoća... mogu se
kreirati i kontrolisati u veoma širokom spektru, što čelik čini osnovnim
5
Po DIN EN 10020 postoje samo dve Glavne klase čelika:
- Kvalitetni čelici (QS)
- Specijalni (plemeniti) čelici (SS)
Danas je registrovano negde oko 2500 različitih vrsta čelika.
Dalje grupiranje na podgrupe vrši se prema legurajućim elementima,
mikrostrukturi, ili mehaničkim osobinama.
Prema sadržaju legirajućih elemenate čelici se dele na:
- Nelegirani čelici - Nelegirani čelici se dele na one koji su predviđeni za
termičku obradu i one koji to nisu.
- Niskolegirani čelici -
Kao niskolegirani čelici tretiraju se oni čelici sa ukupnim
masenim udelom legirajućih elemenata ne manjim od 1%, ali ne većim od 5%.
Ovi čelici posduju poboljšane mehaničke osobine u odnosu na nelegirane
čelike.
- Visokolegirani čelici -
Kao visoko legirani čelik tretira se čelik koji sadrži više
od 5% legirajućih elemenata. Ovi čelici poseduju izuzetne osobine u zavisnosti
koja kombinacija legirajućih elemenata je primenjena. Tipičan primer je
nerđajići čelik, koji svoju optpornost na koroziju duguje u prvom redu Hromu.
Podela čelika u grupe
Razvrstavanje čelika po srodnim grupama moguće je izvesti na više
načina. To su: način proizvodnje, hemijski sastav, kvalitet, mikrostruktura,
namena itd.
Prema načinu proizvodnje čelici se dele na:
Bessemerov čelik
Thomasov čelik
Simens-Martinov čelik
Elektro čelik
7
