Karbonstålkvaliteter. Klassifisering, GOST, applikasjon

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Stål er et jernholdig metallurgisk produkt, det viktigste strukturelle materialet. Den brukes til å produsere konstruksjonsbeslag, valset metall av forskjellige profiler, rør, deler, mekanismer og verktøy.

Stålproduksjon

Jernmetallurgi er engasjert i produksjon av jern og stål. Støpejern er et hardt, men ikke holdbart materiale. Stål er et sterkt, pålitelig, formbart metall som er utsatt for legeringer som brukes i støperi, valsing, smiing og stempling.

Det er flere måter å lage stål på:

1. Konverter. Utstyr: oksygenomformer. Ladning (råvarer): hvitt støpejern, stålskrap, kalkstein. Bare karbonstål produseres.
2. Martenovsky. Utstyr: åpen ildsted ovn. Ladning: flytende råjern, stålskrap, jernmalm. Universal for både karbon- og legeringsstål.
3. Elektrisk lysbue. Utstyr: lysbueovn. Ladning: stålskrap, støpejern, koks, kalkstein. Generisk metode.
4. Induksjon. Utstyr: induksjonsovn. Ladning: stål og støpejern skrapmetall, ferrolegeringer.

Essensen av stålproduksjonsprosessen er å redusere mengden negative kjemiske inneslutninger for å oppnå et metall som populært kalles "jern", eller rettere sagt, en jern-karbon-legering med et karboninnhold som ikke er mer enn 2,14%.

Deoksidasjonsprosesser

For stål i sluttfasen av smelting er en kokeprosess karakteristisk, som påvirkes av nitrogen, hydrogen og karbonoksider som er iboende i det. En slik legering i størknet tilstand har en porøs struktur, som fjernes ved valsing. Den er myk og formbar, men ikke sterk nok.

Prosessen med deoksidering består i deaktivering av kokende urenheter ved å introdusere ferromangan, ferrosilisium og aluminium i legeringen. Avhengig av mengden av gjenværende gasser og deoksiderende elementer, kan stålet være halvstille eller stillegående.

Ferdig stål med nødvendig deoksidasjonsgrad helles i former for krystallisering og bruk i påfølgende teknologiske stadier i produksjonen av ferdige stålprodukter.

Klassifisering av karbonstål

Alt stål som finnes på verdensmarkedet kan deles inn i karbon og legering. Alle kvaliteter av karbonstål er delt inn i forskjellige klassifiseringsgrupper og betegnelsesfunksjoner.

Basert på de viktigste klassifiseringsfunksjonene, skiller de:

1. Karbon konstruksjonsstål. De inneholder mindre enn 0,8 % karbon. De brukes til å lage armeringsjern, valseprodukter og støpegods.
2. Karbonverktøystål som inneholder karbonbeløp fra 0,7 % til 1,3 %. De brukes til verktøy, instrumentutstyr.

Ved deoksideringsmetoder:

• kokende - deoksiderende elementer (RE) med en sammensetning på mindre enn 0,05 %;
• semi-rolig - 0,05%≦RE≦0,15%;
• rolig - 0,15%≦RE≦0,3%.

Etter kjemisk sammensetning:

• lavkarbon (0,3 %≦C);
• middels karbon (0,3≦C≦0,65 %);
• høykarbon (0,65≦C≦1,3%).

Stål som inneholder karbon over 1,3 %, brukes ikke i industrien.

Avhengig av mikrostruktur:

• hypoeutectoid - i slikt stål er karboninnholdet mindre enn 0,8 %;
• eutectoid - dette er stål med et karboninnhold på 0,8 %;
• hypereutektoid - stål med et karboninnhold over 0,8%.

Kvalitet:

1. Vanlig kvalitet. Svovel her inneholder mindre enn 0,06%, fosfor - ikke mer enn 0,07%.
2. Kvalitetsstål. De inneholder ikke mer enn 0,04 % svovel og fosfor.
3. Høy kvalitet. Mengden svovel her overstiger ikke 0,025%, og fosfor - ikke mer enn 0,018%.

I henhold til hovedstandarden er karbonstålkvaliteter delt inn i:

• Vanlig konstruksjonskvalitet;
• konstruksjonskvalitet;
• instrumental kvalitet;
• instrumental høy kvalitet.

Funksjoner ved merking av konstruksjonsstål av vanlig kvalitet

Stål av ordinær kvalitet inneholder: Fra - til0,6 %, S - opptil 0,06 %, P - opptil 0,07 %. La oss se på hvordan dette karbonstålet er merket. GOST 380 definerer følgende nyanser av betegnelse:

• A, B, C - gruppe; A - ikke angitt i frimerker;
• 0–6 etter bokstavene "St" - et serienummer der den kjemiske sammensetningen og (eller) mekaniske egenskapene er kryptert;
• G - tilstedeværelsen av Mangan Mn (mangan);
• kp, ps, cn - grad av deoksidasjon (kokende, semi-rolig, rolig).

Tallene fra 1 til 6 etter graden av deoksidering gjennom en strek er kategorier. I dette tilfellet er den første kategorien ikke angitt på noen måte.

Bokstavene M, K i begynnelsen av merket kan bety en metallurgisk produksjonsmetode: åpen ildsted eller oksygenkonverter. Forresten, karbonstål av vanlig kvalitet er representert ved en kvantitativ sammensetning av kvaliteter, omtrent 47 stykker.

Klassifisering av vanlige kvalitetskonstruksjonsstål

Karbonstål av vanlige kvalitet er delt inn i grupper.

• Gruppe A: stål som nøyaktig må samsvare med de spesifiserte mekaniske egenskapene. De leveres oftest til forbrukeren i form av rullede plater og flerseksjonsprodukter (plater, T-stykker, I-bjelker, beslag, nagler og etuier). Karakterer: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), kategori 1-3, inkludert St3Gps, St5Gps.
• Gruppe B: stål som må reguleres av nødvendig kjemisk sammensetning og egenskaper. Det produseres støping og valsede produkter, som vil bli utsatt for ytterligere maskineringvarmt trykk (smiing, stempling). Karakterer: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, inkludert Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), kategori 1 og 2.
• Gruppe B: stål som må oppfylle de nødvendige kjemiske, fysiske, mekaniske og teknologiske egenskapene. Denne gruppen er preget av en rekke karakterer som plastplateprodukter er laget av, holdbare beslag for arbeid i områder med betydelige temperaturforskjeller, kritiske deler (bolter, muttere, aksler, stempelstifter). Alle produkter med forskjellig sammensetning, egenskaper og karakterer i denne gruppen er forent med god teknologisk sveisbarhet. Karakterer: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), inkludert VSt3Gps, kategoriene 1-6.

Strukturstål av ordinær kvalitet er legeringer som har en lang rekke bruksområder i industrien.

Merking av karbonkvalitetsstål

Karboninnholdet i stål av den angitte kvaliteten er fra 0,05 % til 0,6 %. Smelting av metall i denne klassifiseringsgruppen skjer ved hjelp av åpen ildsted eller elektrisk lysbuemetoder. Et bredt spekter av tilstedeværelse av karbon diversifiserer de mekaniske egenskapene: lavkarbon - duktil, middels karbon - sterk.

Karbonkvalitetsstål har et S- og P-innhold på ikke mer enn henholdsvis 0,04 %.

Marking (GOST 1050-88):

• numbers 05-60 - kryptert tilstedeværelse av karbon (minimum - 0,05 %, maksimum - 0,6 %);
• kp, ps, cn - graden av deoksidering ("sp" er ikkeangitt);
• G, Yu, F - inneholder mangan, aluminium, vanadium.

Markering av unntak

Karbonkvalitetsstål har unntak i merkingen:

• 15K, 20K, 22K - høykvalitetsstål, egnet i kjelebygging;
• 20-PV - karbon - 0,2%, stål er anvendelig i produksjon av rør ved varmvalsing, i kjelebygging og installasjon av varmesystemer, inneholder kobber og krom;
• OSV - stål for produksjon av vognaksler, inneholder nikkel, krom, kobber.

For alle kvaliteter av kvalitetsstål er det mulige behovet for å bruke termisk (for eksempel normalisering) og kjemisk-termisk behandling (for eksempel karburering) typisk.

Klassifisering av karbonkvalitetsstål

Denne typen karbonstål kan grovt deles inn i 4 grupper:

1. Svært plastmateriale egnet for kaldbearbeiding (valsing), plate- og rørvalsing. Karakterer - stål 08ps, stål 08, stål 08kp.
2. Metal brukt i varmvalsing og stempling som vil fungere under termisk aggressive forhold. Karakterer - fra stål 10 til stål 25.
3. Stål som brukes til fremstilling av kritiske deler, inkludert fjærer, fjærer, koblinger, bolter, aksler. Karakterer - fra stål 60 til stål 85.
4. Stål som krever pålitelig drift under aggressive forhold (for eksempel kjedet til en larvetraktor). Kvaliteter stål 30, stål 50, stål 30G, stål 50G.

Det er også mulig å dele alt i 2 gruppervelkjente kvaliteter av karbonstål fra kvalitetsklassen: strukturelt konvensjonelt og strukturelt mangan.

Anvendelse av karbonkonstruksjonsstål

Stålkvalitet etter kvalitet	Brand	Application
vanlig kvalitet	St0	armering, kappe
	St1	tas, I-beams, channels
	St3Gsp	konstruksjonsstål
	St5sp	foringer, muttere, bolter
	St6ps	byggeskrot
	ST4kp	formede, ark, lange produkter for holdbare strukturer
quality	Steel10	rør for kjeler, stemplinger
	Steel15	deler med høy duktilitet, kam, bolter, muttere
	Steel18kp	sveisede strukturer
	Stål 20ps	aksler, gafler, pinner, beslag, rør
	Steel50	gir, clutcher
	Steel60	spindler, skiver, fjærringer

Karbonverktøystål har høy styrke og seighet. De er nødvendigvis gjenstand for flertrinns varmebehandling.

Karboninnhold i stål: 0,7 – 1,3 %. For høy kvalitet - opptil 0,03%, fosfor - opptil 0,035%. Og for det instrumentalehøy kvalitet: svovel - opptil 0,02%, fosfor - opptil 0,03%.

Merkebetegnelse (GOST 1435-74):

• U - karboninstrumental;
• 7 -13 - karboninnholdet i den er henholdsvis 0,7-1,3 %;
• G - tilstedeværelsen av mangan;
• A er av høy kvalitet.

Unntak fra de grunnleggende prinsippene for merking av karbonverktøystål er materialet for deler av urverk A75, ASU10E, AU10E.

Krav for karbonverktøystål

I henhold til GOST må verktøystål oppfylle en rekke egenskaper.

Nødvendige fysiske, kjemiske og mekaniske egenskaper: kvalitetsindikatorer for hardhet, slagstyrke, styrke, motstand mot temperaturendringer under drift (under skjæring, boring, sjokkbelastninger), korrosjonsbestandighet.

Spesifiserte teknologiske egenskaper:

• motstand mot negative prosesser med skjæreteknologi (sponklebing, herding);
• god bearbeidbarhet ved dreiing og sliping;
• følsomhet for varmebehandling;
• overopphetingsmotstand.

For å forbedre kvaliteten på mekaniske og teknologiske indikatorer, utsettes verktøystål for flertrinns varmebehandling:

• gløding av råmateriale før du lager verktøy;
• herding (avkjøling i s altløsninger) og påfølgende temperering av ferdige produkter (hovedsakelig lavtempering).

Mottattegenskaper bestemmes av den kjemiske sammensetningen og den resulterende mikrostrukturen: martensitt med sementitt- og austenittinneslutninger.

Using carbon tool steels

De beskrevne stålene brukes til fremstilling av alle typer verktøy: skjæring, perkusjon, hjelpemidler.

• Stål U7, U7A - hammere, meisler, økser, meisler, slegger, meisler, fiskekroker.
• Stål U8, U8A, U8G - sager, skrutrekkere, senterstanser, forsenker, kuttere, tang.
• Stål U9, U9A - metallarbeidsverktøy, treskjæreverktøy.
• Stål U10, stål U10A, U11, U11A - rasper, kraner, spiralbor, hjelpeverktøy for stansing og dimensjonering.
• U 12, U12A - reamers, kraner, måleverktøy.
• U13, U13A - filer, barbering og kirurgiske instrumenter, stempling.

Rasjonelt valg av karbonstålkvalitet, teknologi for varmebehandling, forståelse av egenskapene og funksjonene er nøkkelen til en lang levetid for strukturer eller verktøy som produseres, behandles eller brukes.