Металл для весов

Материал для изготовления весовых платформ должен быть обязательно прочен и стоек к различным капризам погоды. Что же подходит лучше, чем конструкционная сталь? Давайте разберемся, что же представляет собой сталь, какая бывает и от чего же зависит прочность стальной конструкции весов.

Сталь – важнейший материал, применяемый практически во всех отраслях промышленности. Он обладает необходимыми для строительства свойствами: прочностью и стойкостью. Впервые сталь научились делать примерно 2000 лет назад. Однако, весь процесс создания стали был очень трудоемок и об производстве большого объема не могло быть и речи. Основной составляющей стали является железо. Железо производят из руды, которую добывают по всей планете.

Железная руда – это минеральное образование, основным компонентом которого является железо. Россия входит в состав стран, ведущих в рудодобывающей отросли. В тройку гигантов мировой добычи входят Бразилия, Австралия, Китай. 

Магнитный железняк, в котором содержится максимальное количество железа, добывается в России. Основной регион добычи — это Урал, в таких горах как Магнитная, Качканар, Высокая. 

Крупнейшим карьером по добыче руды не только в России, но и во всем мире является Лебединский карьер. Он дважды занесен в книгу рекордов Гиннеса за его размеры и объем добычи (его глубина составляет 450 м, а диаметр – около 5 км.).

Существует множество категорий классификации сталей, таких как конструкционные стали, нержавеющие стали, инструментальные стали, криогенные стали, жаропрочные стали.

По химическому составу стали подразделяются на: 

• Углеродистые. 
  • Низкоуглеродистые (до 0,25 % С) - отличается пластичностью и относительно легко поддается деформации. 
  • Среднеуглеродистые (0,3—0,55 % С ) – обладает прочностью, однако в тоже время достаточно пластична. 
  • Высокоуглеродистые (0,6—2 % С) – отличается высокой прочностью и трудно поддается деформации. 
• Легированные. 
  • Низколегированные ( до 4% легирующих элементов) 
  • Среднелегированные (до 11% л. э.) 
  • Высоколегированные (свыше 11% л. э.) 

В стали содержится небольшое количество неметаллических включений, их количество зависит от способа обработки руды. Чем меньше неметаллических включений, тем качественней считается сталь. 

По качеству сталь можно разделить на: 

• обыкновенного качества, 
• качественные,
• высококачественные,  
• особо высококачественные.   

В стали присутствуют вредные примеси - фосфор, сера, газы - несвязанный азот и кислород. Фосфор при нагревании снижает пластичность, а при низких температурах придает ей хрупкость (хладноломкость). Превышение определенного количества серы, при нагревании, приводит к образованию мелких трещин.

По своему назначению стали делятся на: 

• Конструкционные
• Инструментальные 
• Специальные 

Конструкционные стали используются для изготовления деталей машин, строительных конструкций и др. Конструкционная сталь – это сталь, содержащая до 0,7% углерода. 

Инструментальные стали – предназначены для производства режущих и мерительных инструментов. Если углерода в сплаве свыше 0,7%, то это инструментальная сталь. 

Стали специального назначения (магнитные, кислотоупорные, жаростойкие, немагнитные и пр.) используются для изготовления деталей приборов, электрических машин, механизмов и двигателей, работающих при очень высоких или очень низких температурах. 
Для того чтобы придать стали свойства коррозионной устойчивости или любых других специальных свойств (магнитные, электрические, механические), в сплав добавляют легирующие элементы.

Легирующие элементы - химические элементы, которые вносят в состав конструкционных сталей для придания им требуемых свойств. Легирующие добавки повышают прочность, коррозийную стойкость стали, снижают опасность хрупкого разрушения.  

Основные легирующие металлы: 

• Никель (Ni), 
• Хром (Cr), 
• Марганец (Mn), 
• Молибден (Mo), 
• Бор (B), 
• Ванадий (V),
• Алюминий (Al). 

Содержание углерода (С) в легированных конструкционных сталях должно быть в пределах 0.25-0.50 %. Легированные конструкционные стали применяются для наиболее ответственных и тяжелонагруженных деталей машин. Практически всегда эти детали подвергаются закалке с последующим высоким отпуском в районе 550 - 680°C (улучшение), что обеспечивает наиболее высокую прочность конструкции.

Нержавеющая сталь - это сложнолегированная сталь, стойкая против коррозии в агрессивных средах, содержащая в своем составе 0,01 – 2% углерода и не менее 12% хрома». Хром является основным легирующим элементом нержавеющей стали, определяющим стойкость к коррозии. Чем выше содержание хрома, тем больше коррозионная стойкость стали.

Нержавеющие платформы для весов используют очень редко, это обходится очень дорого. Однако, если весы используются вместе с агрессивной средой, то нержавеющая сталь очень подойдет для изготовления весовой платформы. 

Кроме легирования, свойства стали можно изменять путем применения различных видов обработки:  

• термической (закалка, отжиг), 
• химико-термической (цементизация, азотирование), 
• термо-механической (прокатка, ковка).  

При обработке для получения необходимой структуры используют свойство полиморфизма, присущее стали так же, как и их основе – железу.

Полиморфизм – способность кристаллической решетки менять свое строение при нагреве и охлаждении. При закалке стали образуется метастабильная фаза - мартенсит – пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе. Сталь при этом теряет пластичность и приобретает высокую твердость. Сочетая закалку с последующим нагревом (отпуском), можно добиться оптимального сочетания твердости и пластичности. 

Платформы для весового оборудования могут быть изготовлены из литого алюминия, конструкционной стали, нержавеющей стали (стойкая для коррозии в агрессивных средах). Степень коррозионной стойкости сплава определяется по содержанию основных элементов – хрома и никеля. Если хрома больше 12% то это нержавеющий сплав, если более 17% - это коррозионный сплав в агрессивной среде. При контакте сплава с окружающей средой, образуется защитная пленка, защищающая платформу от коррозии. 

На Южно-Уральском Весовом Заводе для изготовления платформ для автомобильных, платформенных, вагонных весов используется качественная конструкционная сталь Ст3пс.

В качестве специальных заказов ЮУВЗ изготовляет платформы для автомобильных весов используют легированную сталь, способную выдержать очень низкие температуры арктических регионов России.