Raste ogljikovega jekla. Klasifikacija, GOST, aplikacija

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Jeklo je izdelek črne metalurgije, glavni konstrukcijski material. Uporablja se za proizvodnjo gradbenih armatur, valjane kovine različnih profilov, cevi, delov, mehanizmov in orodij.

Proizvodnja jekla

Železna metalurgija se ukvarja s proizvodnjo železa in jekla. Lito železo je trd, a ne vzdržljiv material. Jeklo je močna, zanesljiva, duktilna kovina, ki je nagnjena k zlitinam, ki se uporablja v livarstvu, valjanju, kovanju in žigosanju.

Obstaja več načinov za izdelavo jekla:

1. Pretvornik. Oprema: pretvornik kisika. Polnjenje (surovine): bela litina, jekleni odpadki, apnenec. Proizvajajo se samo ogljikova jekla.
2. Martenovsky. Oprema: odprta peč. Polnjenje: tekoče grodlje železo, jekleni odpadki, železova ruda. Univerzalno za ogljikova in legirana jekla.
3. Električni lok. Oprema: električna obločna peč. Polnjenje: jekleni odpadki, lito železo, koks, apnenec. Splošna metoda.
4. Indukcija. Oprema: indukcijska peč. Polnjenje: odpadna kovina iz jekla in litega železa, ferozlitine.

Bistvo procesa proizvodnje jekla je zmanjšati količino negativnih kemičnih vključkov, da bi pridobili kovino, ki se popularno imenuje "železo", oziroma zlitina železo-ogljik z nič večjo vsebnostjo ogljika. kot 2,14%.

Procesi deoksidacije

Za jeklo v končni fazi taljenja je značilen proces vrenja, na katerega vplivajo dušik, vodik in ogljikovi oksidi, ki so v njem prisotni. Takšna zlitina v strjenem stanju ima porozno strukturo, ki se odstrani z valjanjem. Je mehka in duktilna, vendar premalo močna.

Proces deoksidacije sestoji iz deaktivacije vrelih nečistoč z vnosom feromangana, ferosilicija in aluminija v zlitino. Odvisno od količine preostalih plinov in deoksidacijskih elementov je jeklo lahko poltiho ali mirujoče.

Dokončano jeklo zahtevane stopnje deoksidacije vlijemo v kalupe za kristalizacijo in uporabo v naslednjih tehnoloških fazah pri izdelavi končnih jeklenih izdelkov.

Razvrstitev ogljikovega jekla

Vse jeklo, ki obstaja na svetovnem trgu, lahko razdelimo na ogljik in zlitine. Vse vrste ogljikovega jekla so razdeljene v različne skupine razvrščanja in oznake.

Na podlagi glavnih klasifikacijskih značilnosti razlikujejo:

1. Ogljikova konstrukcijska jekla. Vsebujejo manj kot 0,8 % ogljika. Uporabljajo se za izdelavo armaturnih palic, izdelkov za valjanje in ulitkov.
2. Ogljikova orodna jekla, ki vsebujejo ogljikznašajo od 0,7 % do 1,3 %. Uporabljajo se za orodje, instrumentalno opremo.

Po metodah deoksidacije:

• vreli - deoksidacijski elementi (RE) v sestavi manj kot 0,05%;
• pol-mirno - 0,05%≦RE≦0,15%;
• mirno - 0,15%≦RE≦0,3%.

Po kemični sestavi:

• nizkoogljično (0,3%≦C);
• srednji ogljik (0,3≦C≦0,65%);
• visoko ogljik (0,65≦C≦1,3%).

Jekla, ki vsebujejo ogljik nad 1,3 %, se ne uporabljajo v industriji.

Odvisno od mikrostrukture:

• hipoevtektoid - v takem jeklu je vsebnost ogljika manjša od 0,8%;
• evtektoid - to so jekla z vsebnostjo ogljika 0,8%;
• hiperevtektoidno - jekla z vsebnostjo ogljika nad 0,8%.

Kakovost:

1. Navadna kakovost. Žveplo tukaj vsebuje manj kot 0,06%, fosfor - ne več kot 0,07%.
2. Kakovostna jekla. Ne vsebujejo več kot 0,04 % žvepla in fosforja.
3. Visoka kakovost. Količina žvepla tukaj ne presega 0,025%, fosforja pa ne več kot 0,018%.

V skladu z glavnim standardom so razredi ogljikovega jekla razdeljeni na:

• standardna kakovost gradnje;
• kakovost gradnje;
• instrumentalna kakovost;
• instrumentalna visoka kakovost.

Lastnosti označevanja konstrukcijskega jekla običajne kakovosti

Jekla navadne kakovosti vsebujejo: Od - do0,6%, S - do 0,06%, P - do 0,07%. Poglejmo, kako je označeno to ogljikovo jeklo. GOST 380 opredeljuje naslednje nianse označevanja:

• A, B, C - skupina; A - ni navedeno v znamkah;
• 0–6 za črkami "St" - serijska številka, v kateri so šifrirana kemična sestava in (ali) mehanske lastnosti;
• G - prisotnost Mangan Mn (mangan);
• kp, ps, cn - stopnja deoksidacije (vrelo, polmirno, umirjeno).

Številke od 1 do 6 po stopnji deoksidacije skozi pomišljaj so kategorije. V tem primeru prva kategorija ni na noben način označena.

Črke M, K na začetku znamke lahko pomenijo metalurški način proizvodnje: ognjišče ali kisikov pretvornik. Mimogrede, ogljikova jekla običajne kakovosti so predstavljena s kvantitativno sestavo razredov, približno 47 kosov.

Razvrstitev konstrukcijskih jekel navadne kakovosti

Ogljikova jekla običajne kakovosti so razdeljena v skupine.

• Skupina A: jekla, ki morajo natančno ustrezati določenim mehanskim lastnostim. Potrošniku se najpogosteje dobavljajo v obliki pločevinastih in večodsekovnih valjanih izdelkov (pločevine, T, I-tramovi, okovi, zakovice in ohišja). Ocene: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), kategorije 1-3, vključno s St3Gps, St5Gps.
• Skupina B: jekla, ki morajo biti urejena s potrebno kemično sestavo in lastnostmi. Proizvajajo se ulitki in valjani izdelki, ki bodo podvrženi dodatni strojni obdelavivroč pritisk (kovanje, žigosanje). Oznake: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, vključno z Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), kategoriji 1 in 2.
• Skupina B: jekla, ki morajo izpolnjevati zahtevane kemijske, fizikalne, mehanske in tehnološke lastnosti. Za to skupino so značilni različni razredi, iz katerih so izdelani izdelki iz plastičnih plošč, trpežna armatura za delo v območjih znatnih temperaturnih razlik, kritični deli (sorniki, matice, osi, batni zatiči). Vse izdelke različnih sestav, lastnosti in razredov te skupine združuje dobra tehnološka zvarljivost. Ocene: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), vključno z VSt3Gps, kategorije 1-6.

Konstrukcijska jekla običajne kakovosti so zlitine, ki imajo široko paleto uporab v industriji.

Označevanje ogljikovega kakovostnega jekla

Vsebnost ogljika v jeklu omenjene kakovosti je od 0,05% do 0,6%. Taljenje kovin te klasifikacijske skupine poteka z odprtim ognjiščem ali z električnim oblokom. Širok razpon prisotnosti ogljika diverzificira mehanske lastnosti: nizkoogljično - duktilno, srednje ogljično - močno.

Jekla kakovosti ogljika imajo vsebnost S in P največ 0,04 %.

Oznaka (GOST 1050-88):

• številke 05-60 - šifrirana prisotnost ogljika (najmanj - 0,05%, največ - 0,6%);
• kp, ps, cn - stopnja deoksidacije ("sp" ninavedeno);
• G, Yu, F - vsebujejo mangan, aluminij, vanadij.

Označevanje izjem

Jekla kakovosti ogljika imajo izjeme pri označevanju:

• 15K, 20K, 22K - visokokakovostna jekla, uporabna v kotlovnicah;
• 20-PV - ogljik - 0,2%, jeklo se uporablja pri izdelavi cevi z vročim valjanjem, v kotlovnici in vgradnji ogrevalnih sistemov, vsebuje baker in krom;
• OSV - jeklo za izdelavo vagonskih osi, vsebuje nikelj, krom, baker.

Za vse razrede kakovostnih jekel je možna potreba po termični (na primer normalizacija) in kemično-termični obdelavi (na primer naogljičenje).

Razvrstitev ogljikovih jekel

To vrsto ogljikovega jekla lahko v grobem razdelimo v 4 skupine:

1. Izredno plastičen material, primeren za hladno obdelavo (valjanje), valjanje pločevine in cevi. Kvalitete - jeklo 08ps, jeklo 08, jeklo 08kp.
2. Kovina, ki se uporablja za vroče valjanje in žigosanje, ki bo delovala v toplotno agresivnih pogojih. Ocene - od jekla 10 do jekla 25.
3. Jeklo, ki se uporablja pri izdelavi kritičnih delov, vključno z vzmeti, vzmeti, spojkami, vijaki, gredi. Ocene - od jekla 60 do jekla 85.
4. Jekla, ki zahtevajo zanesljivo delovanje v agresivnih pogojih (na primer veriga goseničnega traktorja). Jeklo 30, jeklo 50, jeklo 30G, jeklo 50G.

Možno je tudi razdeliti vse v 2 skupinidobro znane stopnje ogljikovega jekla iz kakovostnega razreda: strukturni konvencionalni in strukturni mangan.

Uporaba ogljikovega konstrukcijskega jekla

Razred jekla po kakovosti	Blagovna znamka	Prijava
redna kakovost	St0	ojačitev, obloga
	St1	tas, I-žarki, kanali
	St3Gsp	gradbeno jeklo
	St5sp	puše, matice, vijaki
	St6ps	gradbeni ostanki
	ST4kp	oblikovani, listni, dolgi izdelki za trpežne strukture
kakovost	Steel10	cevi za kotle, žigosanje
	Steel15	visoko duktilni deli, odmikači, vijaki, matice
	Steel18kp	varjene strukture
	Jeklo 20ps	osi, vilice, zatiči, fitingi, cevi
	Steel50	prestave, sklopke
	Steel60	vretena, podložke, vzmetni obroči

Ogljikova orodna jekla imajo visoko trdnost in žilavost. Nujno so podvrženi večstopenjski toplotni obdelavi.

Vsebnost ogljika v jeklu: 0,7 – 1,3%. Za visoko kakovost - do 0,03%, fosfor - do 0,035%. In za instrumentalvisoka kakovost: žveplo - do 0,02%, fosfor - do 0,03%.

Oznaka blagovne znamke (GOST 1435-74):

• U - karbonski instrumental;
• 7 -13 - vsebnost ogljika v njem je 0,7-1,3%;
• G - prisotnost mangana;
• A je visoke kakovosti.

Izjema pri osnovnih načelih označevanja ogljikovih orodnih jekel je material za dele urnih mehanizmov A75, ASU10E, AU10E.

Zahteve za ogljikova orodna jekla

V skladu z GOST morajo orodna jekla izpolnjevati številne značilnosti.

Zahtevane fizikalne, kemične in mehanske lastnosti: kazalniki kakovosti trdote, udarne trdnosti, trdnosti, odpornosti na temperaturne spremembe med delovanjem (med rezanjem, vrtanjem, udarnimi obremenitvami), odpornost proti koroziji.

Določene tehnološke lastnosti:

• odpornost proti negativnim procesom tehnologije rezanja (lepljenje odrezkov, strjevanje);
• dobra obdelava za struženje in brušenje;
• dovzetnost za toplotno obdelavo;
• odpornost na pregrevanje.

Za izboljšanje kakovosti mehanskih in tehnoloških kazalnikov so orodna jekla podvržena večstopenjski toplotni obdelavi:

• žarjenje surovin pred izdelavo orodja;
• kaljenje (hlajenje v solnih raztopinah) in naknadno kaljenje končnih izdelkov (predvsem nizko kaljenje).

Prejetolastnosti so določene s kemično sestavo in nastalo mikrostrukturo: martenzit z vključki cementita in avstenita.

Uporaba ogljikovih orodnih jekel

Opisana jekla se uporabljajo za izdelavo vseh vrst orodij: rezalnih, udarnih, pomožnih.

• Jeklo U7, U7A - kladiva, dleta, sekire, dleta, kladiva, dleta, kljuke za ribe.
• Jeklo U8, U8A, U8G - žage, izvijači, sredinski udarci, grezila, rezila, klešče.
• Jeklo U9, U9A - kovinsko orodje, orodje za rezanje lesa.
• Jeklo U10, jeklo U10A, U11, U11A - rašpe, pipe, vrtljivi svedri, pomožna orodja za prebijanje in dimenzioniranje.
• U 12, U12A - povrtala, pipe, merilna orodja.
• U13, U13A - pile, instrumenti za britje in kirurški instrumenti, udarci za žigosanje.

Racionalna izbira razreda ogljikovega jekla, tehnologije njegove toplotne obdelave, razumevanje njegovih lastnosti in lastnosti je ključ do dolge življenjske dobe izdelanih, predelanih ali uporabljenih konstrukcij ali orodij.