Болатты химиялық құрамы, белгіленуі, сапасы, қышқылдану дәрежесі және құрылымы бойынша жіктейді.
Химиялық құрамы бойынша жіктелуі.
Химиялық құрамы бойынша болаттарды көміртекті және қоспалы деп бөледі. Құрамындағы көміртекке байланысты қасиеті бар болатты көміртектті деп атайды. Көміртектті болаттар құрамындағы көміртегі бойынша төмен көміртекті(0,25%-ға дейін), орта көміртекті(0,25 – 0,6%) және жоғары көміртекті(0,6%-дан аса) болып бөлінеді.
Қоспалы деп талап етілген қасиеттерді беру үшін құрамына арнайы элементтер енгізіліген болаттарды айтамыз. Енгізілген қоспалаушы элементтрдің саны бойынша үш топқа бөледі: төмен қоспалы(2,5%-ға дейін), орташа қоспалы(2,5-10%-ға дейін) және жоғары қоспалы(10% аса). Енгізілген элементтерге байланысты болаттарды — хромды, марганецті, хромникельді деп бөледі. Цементтелетін қоспалы болаттарға (ГОСТ 4543-71)- төмен көміртекті төмен және орташа қоспалы болаттарға жіктеледі. Бұл болаттар үйкеліс жағдайында жұмыс жасайтын машиналар мен құралдардың бөлшектерін жасауға арналған. Мысалы: 15ХА, 18ХГ, 25ХГМ, 20ХН, 20Х2Н4А, 18Х2Н4МА. Жақсартылған қоспалы болаттар(ГОСТ 4542-71) орташа көміртекті және төмен қоспалы болаттар. Қажетті қасиеттерді қамтамасыз ету үшін бұл болаттарды, шыңдауға және жоғары жасытуға итермелеп, жылумен өңдеуді арттырады. Мысалы: 40ХС, 40ХФА, 30ХГСА, 40ХМ2МА.
Белгіленуі бойынша жіктелуі.
Белгіленуі бойынша болаттарды құрылымдық, құралдық, арнайы қасиеттері бар арнайы белгіленудегі болаттар деп бөледі. Құралдық болаттар(ГОСТ 1435-74) өлшеуіш және кескіш аспаптарын, штамптарын жасауда пайдаланылады. Кесу аспаптары үшін болаттар жоғары қаттылыққа, тозуға төзімділікке және жылуға төзімділікке ие болуы керек. Өлшеуіш аспаптары үшін болаттар қатты , тозуға төзімді және ұзақ уақыт аспаптың өлшемдерін және пішіндерін сақтау керек. Штамптарға арналған болаттар жоғары температура жағдайында да сақталатын механикалық қасиеттерге, сонымен қатар, қыздыру және салқындату барысында пайда болатын жарықшалардың түзілуіне қарсы төзімділікке ие. Мысалы:К7, К8Г, К9, К10, К11, К12, К13. Арнайы құрылымдық болаттар коррозиялы, қыстық төзімділікке, беріктікке ие қоспалы болаттар. Хром немесе никельді енгізу болаттарға антикоррозиялық касиет береді. Жоғары температураға төзімділерге алюминий, хром, кремнийі бар болаттар жатады. Ал жоғары температураға берік тілер құрамында хром, никель, молибден, кремнийі бар болаттар жатады.
3. Сапасы бойынша жіктелуі.Сапасы бойынша болаттарды – қарапайым сапалы, сапалы, жоғары сапалы, аса сапалы деп жіктейді. Сапа — металлургиялық процесте анықталатын болат қасиеттерінің жиынтығын түсіндіреді. Сапасы бойынша болаттарды бөлудегі негізгі көрсеткіштері құрамындағы зиянды қоспалардың нормалары болып табылады(күкірт, фосфор).
Қышылдану дәрежесі бойынша жіктелуі.
Қышқылдану дәрежесі бойынша болаттарды жайлы, жартылай жайлы және қайнаушы деп жіктейді. Сұйық болаииан оттегіні жою процесін қышқылдану деп атайды. Тынық болаттар – марганецпен, алюминимен және кремнимен пеште және ожауда жақсы қышқылданған. Олар газды шығармай — ақ, жайлы қатаяды. Болаттың иілгіштік қасиеті көлденең қимадан тік қимаға қарағанда өте төмен. Қайнаушы болаттар — тек марганецпен қышқылданады. Олар жеткіліксіз қышқылданған. Құю алдында олардың құрамында оттегі көп болады, ол қалыптың қатаюы барысында көміртекпен жартылай әрекеттеседі және сол көміртек тотығының көпіршіктері түрінде шығып болаттың жалған «қайнауын» тудырады. Қайнаушы болаттар арзан. Олардың құрамында кремниі (0,07%) аз, бірақ газ тәрізді қоспалардың саны көп, төмен көміртектілермен балқытады. Мұндай болаттың қалыптарын прокаттау барысында көміртек тотығымен толырылған газ көпіршіктері қайнайды. Автомашина шанақтарын жасауға арналған, болаттан жасалған мұндай беттер жақсы штампталады. Жартылай тынық болаттар — олар қышқылдану дәрежесі бойынша тынық және қайнаушы болаттар арасындағы аралық орынды алады. Олардың жартысын пеште және ожауда, ал қалған жартысын — металл құрамындағы көміртек есебінен қышқылданырады.
Болаттың сұр шойыннан негізгі айырмашылығы — құрамында көміртегі мен басқа да қоспалардың аз болуынжда. Болаттың құрамындағы көміртегінің мөлшері артқан сайын, оның беріктігі мен қаттылығы арта түседі, ал пластикалық қасиеті мен тұтқырлығы едәуір төмендейді. Болатта кездесетін қоспаларды келесі шартты төрт топқа бөлуге болады:
Тұрақты қоспалар — марганец, кремний, фосфор, күкірт.
Жасырын қоспалар — оттегі, сутегі, азот.
Кездейсоқ қоспалар — мысалы, күшала, қорғасын және басқа элементтер.
Арнайы қоспалар — болат құрамына пайдаланудағы керекті қасиеттерін шығару үшін қосылады.
Болат өндірудің конвертер әдісі.
Конвертер деп іші отқа төзімді кірпішпен астарланған болат ретортаны айтады. Бастапқыда бұл әдіс бойынша болат алғанда, конвертерге құйылған сұйық шойынды астынан ауамен үрлегн. Ауадағы оттегімен әрекеттесіп, шойындағы көміртегі кремний марганец т.б. қоспалар тотыққанд, қосымша көп жылу бөлініп шығады. Сондықтан бұл әдіс отынды қажет етпейді. Қазіргі заманда ауаның орнына техникалық оттегі қолданылады. Бұл әдіс оттегі-конвертерлік әдіс деп аталады. Зауыттардың көбінде түді жабық доломит немесе хром-мгнезит кірпішімен астарланған көлемі 250…400 тонналық конвертерлер қолданылады. Оттегі конвертерінің құрылысы мен жұмысы 1- суретте көрсетілген. Оның жұмыс циклі оның ішіне металл сынықтарын, кейде темір рудасын салудан басталады.
Болат өндірудің мартен әдісі.
Мартен пеші жалынды және регенаривті пеш болып табылады. Оның балқыту кеңістігіндегі газ тәрізді отын немесе мазут жағылады. Мартен пештерінде болатты қатқан немнсе сұйық шойыннан, болат және шойын сынықтарынан, темір рудасынан, флюстер, ферроқорытпалар қосып өндіреді. Мартен пешінің құрылысының нобайы 2-суретте көрсетілген. Мартен үдерісі металл, шлак, газ орталығы және пеш астары арасындағы өзара физико-химиялық әсерлесуге негізделген. Мартен үдерісінің негізгі түрлеріне скрап-рудалық үдеріс және скрап үдеріс жатады. Мартен пештерінде көмітртекті конструкциялық және легірленген болаттар өндіріледі.