Hiiliteräslaadut. Luokitus, GOST, sovellus

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Teräs on rautametalurgian tuote, tärkein rakennemateriaali. Sitä käytetään rakennusosien, eri profiilien valssattujen metallien, putkien, osien, mekanismien ja työkalujen valmistukseen.

Teräksen tuotanto

Rautametallurgia harjoittaa raudan ja teräksen tuotantoa. Valurauta on kova, mutta ei kestävä materiaali. Teräs on vahva, luotettava, sitkeä, seosherkkä metalli, jota käytetään valimossa, valssauksessa, takomisessa ja meistämisessä.

Teräksen valmistustapoja on useita:

1. Muunnin. Varusteet: happimuunnin. Panos (raaka-aineet): valkoinen valurauta, teräsromu, kalkkikivi. Valmistetaan vain hiiliteräksiä.
2. Martenovski. Varustus: takkauuni. Varaus: nestemäinen harkkorauta, teräsromu, rautamalmi. Yleiskäyttöinen sekä hiili- että seosteräksille.
3. Sähkökaari. Varustus: valokaariuuni. Varaus: teräsromu, valurauta, koksi, kalkkikivi. Yleinen menetelmä.
4. Induktio. Varustus: induktiouuni. Varaus: teräs- ja valurautaromu, rautaseokset.

Teräksen valmistusprosessin ydin on negatiivisten kemiallisten inkluusioiden määrän vähentäminen metallin saamiseksi, jota kutsutaan yleisesti "raudaksi" tai pikemminkin rauta-hiili-seokseksi, jonka hiilipitoisuus ei ole enempää. kuin 2,14 %.

Hapettumisprosessit

Teräkselle sulatuksen loppuvaiheessa on ominaista kiehumisprosessi, johon vaikuttavat sen sisältämät typpi-, vety- ja hiilioksidit. Tällaisella seoksella jähmettyneessä tilassa on huokoinen rakenne, joka poistetaan valssaamalla. Se on pehmeä ja taipuisa, mutta ei tarpeeksi vahva.

Hapettumisprosessi koostuu kiehuvien epäpuhtauksien deaktivoimisesta lisäämällä seokseen ferromangaania, ferropiitä ja alumiinia. Jäännöskaasujen ja hapettumisenestoaineiden määrästä riippuen teräs voi olla puolihiljaista tai hiljaista.

Valmis teräs, jolla on vaadittu hapettumisaste, kaadetaan muotteihin kiteyttämistä ja käyttöä myöhemmissä teknologisissa vaiheissa valmiiden terästuotteiden valmistuksessa.

Hiiliteräksen luokitus

Kaikki maailmanmarkkinoilla oleva teräs voidaan jakaa hiileen ja metalliseokseen. Kaikki hiiliteräslaadut on jaettu eri luokitteluryhmiin ja merkintäominaisuuksiin.

Pääluokitusominaisuuksien perusteella ne erottavat:

1. Hiilirakenneteräkset. Ne sisältävät alle 0,8 % hiiltä. Niitä käytetään raudoitustankojen, valssaustuotteiden ja valukappaleiden valmistukseen.
2. Hiilityökaluteräkset, jotka sisältävät hiiltämäärä 0,7 prosentista 1,3 prosenttiin. Niitä käytetään työkaluihin, instrumenttilaitteisiin.

Deoksidaatiomenetelmillä:

• keittäminen - hapettumista poistavat alkuaineet (RE) koostumuksessa alle 0,05 %;
• puolirauhallinen - 0,05 %≦RE≦0,15 %;
• rauhallinen - 0,15%≦RE≦0,3%.

Kemiallisen koostumuksen mukaan:

• vähähiilinen (0,3 %≦C);
• keskikokoinen hiili (0,3≦C≦0,65 %);
• paljon hiiltä (0,65≦C≦1,3 %).

Yli 1,3 % hiiltä sisältäviä teräksiä ei käytetä teollisuudessa.

Mikrorakenteesta riippuen:

• hypoeutektoidi - tällaisessa teräksessä hiilipitoisuus on alle 0,8 %;
• eutectoid - nämä ovat teräksiä, joiden hiilipitoisuus on 0,8 %;
• hypereutektoidi - teräkset, joiden hiilipitoisuus on yli 0,8 %.

Laatu:

1. Tavallinen laatu. Rikki sisältää tässä alle 0,06 %, fosforia - enintään 0,07 %.
2. Laatuteräkset. Ne eivät sisällä enempää kuin 0,04 % rikkiä ja fosforia.
3. Korkea laatu. Rikin määrä täällä ei ylitä 0,025% ja fosforin määrä enintään 0,018%.

Päästandardin mukaan hiiliteräslaadut jaetaan:

• Tavallinen rakentamisen laatu;
• rakennuslaatu;
• instrumentaalinen laatu;
• instrumentaalikorkea laatu.

Tavallisen laatuisen rakenneteräksen merkintäominaisuudet

Tavallinen laatuteräkset sisältävät: Alkaen - asti0,6 %, S - jopa 0,06 %, P - 0,07 % asti. Katsotaanpa, kuinka tämä hiiliteräs on merkitty. GOST 380 määrittelee seuraavat nimityksen vivahteet:

• A, B, C - ryhmä; A - ei ole merkitty leimoihin;
• 0–6 kirjainten "St" jälkeen - sarjanumero, johon kemiallinen koostumus ja (tai) mekaaniset ominaisuudet on salattu;
• G - Mangan Mn (mangaani) läsnäolo;
• kp, ps, cn - hapettumisaste (kiehuva, puolirauhallinen, tyyni).

Luvut 1-6 väliviivan kautta hapettumisasteen jälkeen ovat luokkia. Tässä tapauksessa ensimmäistä luokkaa ei ole merkitty millään tavalla.

Merkin alussa olevat kirjaimet M, K voivat tarkoittaa metallurgista valmistusmenetelmää: avotakka tai happikonvertteri. Muuten, normaalilaatuisia hiiliteräksiä edustaa laatujen määrällinen koostumus, noin 47 kappaletta.

Tavallisten laaturakenneterästen luokitus

Yleiset laatuhiiliteräkset on jaettu ryhmiin.

• Ryhmä A: teräkset, joiden on vastattava tarkasti määriteltyjä mekaanisia ominaisuuksia. Ne toimitetaan kuluttajille useimmiten levyinä ja moniosaisina valssatuina tuotteina (levyt, T-palkit, I-palkit, liittimet, niitit ja kotelot). Arvosanat: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), luokat 1-3, mukaan lukien St3Gps, St5Gps.
• Ryhmä B: teräkset, joita on säädeltävä tarvittavalla kemiallisella koostumuksella ja ominaisuuksilla. Valmistetaan valu- ja valssattuja tuotteita, joille tehdään lisätyöstökuumapaine (taonta, meisto). Arvosanat: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, mukaan lukien Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), luokat 1 ja 2.
• Ryhmä B: teräkset, joiden on täytettävä vaaditut kemialliset, fysikaaliset, mekaaniset ja tekniset ominaisuudet. Tälle ryhmälle on ominaista useat eri laatuluokat, joista muovilevytuotteita valmistetaan, kestävät liittimet työskentelyyn merkittävillä lämpötilaeroilla, kriittiset osat (pultit, mutterit, akselit, männän tapit). Kaikkia tämän ryhmän tuotteita, joilla on eri koostumus, ominaisuudet ja laatu, yhdistää hyvä teknologinen hitsattavuus. Arvosanat: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), mukaan lukien VSt3Gps, luokat 1-6.

Tavallisen laatuiset rakenneteräkset ovat seoksia, joilla on monenlaisia käyttötarkoituksia teollisuudessa.

Hiililaatuteräksen merkintä

Nimen laadun teräksen hiilipitoisuus on 0,05–0,6 %. Tämän luokitusryhmän metallin sulatus tapahtuu avotakka- tai sähkökaarimenetelmillä. Laaja valikoima hiiltä monipuolistaa mekaanisia ominaisuuksia: vähähiilinen - sitkeä, keskihiilinen - vahva.

Hiililaatuisten terästen S- ja P-pitoisuus on enintään 0,04 %.

Merkintä (GOST 1050-88):

• numerot 05-60 - salattu hiilipitoisuus (vähintään - 0,05%, maksimi - 0,6 %);
• kp, ps, cn - hapettumisaste ("sp" ei oleilmoitettu);
• G, Yu, F - sisältävät mangaania, alumiinia, vanadiinia.

Poikkeusten merkitseminen

Hiililaatuteräksissä on poikkeuksia merkinnöissään:

• 15K, 20K, 22K - korkealaatuiset teräkset, soveltuvat kattilarakennukseen;
• 20-PV - hiili - 0,2%, teräs soveltuu putkien valmistukseen kuumavalssauksella, kattilarakennuksessa ja lämmitysjärjestelmien asennuksessa, sisältää kuparia ja kromia;
• OSV - teräs vaunujen akselien valmistukseen, sisältää nikkeliä, kromia, kuparia.

Kaikille laatuteräslajeille mahdollinen tarve käyttää termistä (esimerkiksi normalisointia) ja kemiallis-termistä käsittelyä (esim. hiiletys) on tyypillistä.

Hiililaatuterästen luokitus

Tällainen hiiliteräs voidaan jakaa karkeasti neljään ryhmään:

1. Erittäin muovinen materiaali soveltuu kylmäkoneistukseen (valssaukseen), levyjen ja putkien valssaukseen. Laadut - teräs 08ps, teräs 08, teräs 08kp.
2. Metallia käytetään kuumavalssauksessa ja leimaamisessa, joka toimii termisesti aggressiivisissa olosuhteissa. Laajuudet - teräksestä 10 teräkseen 25.
3. Teräs, jota käytetään kriittisten osien valmistukseen, mukaan lukien jouset, jouset, kytkimet, pultit ja akselit. Laadut - teräksestä 60 teräkseen 85.
4. Teräkset, jotka vaativat luotettavaa toimintaa aggressiivisissa olosuhteissa (esim. telaketjutraktorin ketju). Teräslajit 30, teräs 50, teräs 30G, teräs 50G.

Kaikki on myös mahdollista jakaa kahteen ryhmääntunnetut hiiliteräslajit laatuluokasta: rakenteellinen perinteinen ja rakenteellinen mangaani.

Hiilirakenneteräksen käyttö

Teräslaatu laadun mukaan	Brändi	Hakemus
tavallinen laatu	St0	vahvike, vaippa
	St1	tas, I-säteet, kanavat
	St3Gsp	rakennusteräs
	St5sp	holkit, mutterit, pultit
	St6ps	rakennusromu
	ST4kp	muotoiset, levyiset, pitkät tuotteet kestäviin rakenteisiin
laatu	Steel10	putket kattiloihin, meistot
	Steel15	korkean sitkeyden osat, nokat, pultit, mutterit
	Steel18kp	hitsatut rakenteet
	Steel 20ps	akselit, haarukat, tapit, liittimet, putket
	Steel50	vaihteet, kytkimet
	Steel60	karat, aluslevyt, jousirenkaat

Hiilityökaluteräksillä on korkea lujuus ja sitkeys. Ne ovat välttämättä monivaiheisen lämpökäsittelyn kohteena.

Teräksen hiilipitoisuus: 0,7 – 1,3 %. Korkealaatuinen - jopa 0,03%, fosfori - jopa 0,035%. Ja instrumentaalillekorkea laatu: rikki - jopa 0,02%, fosfori - jopa 0,03%.

Tuotemerkin nimi (GOST 1435-74):

• U - hiiliinstrumentaali;
• 7 -13 - sen hiilipitoisuus on 0,7-1,3 %;
• G - mangaanin läsnäolo;
• A on korkealaatuista.

Poikkeuksia hiilityökaluterästen merkinnän perusperiaatteisiin ovat kellokoneistojen A75, ASU10E, AU10E osien materiaalit.

Hiilityökaluteräksiä koskevat vaatimukset

GOST:n mukaan työkaluterästen on täytettävä useita ominaisuuksia.

Vaadittavat fysikaaliset, kemialliset ja mekaaniset ominaisuudet: kovuuden, iskulujuuden, lujuuden laatuindikaattorit, kestävyys lämpötilan muutoksille käytön aikana (leikkauksen, porauksen aikana, iskukuormitukset), korroosionkestävyys.

Määritetyt tekniset ominaisuudet:

• kestävyys leikkaustekniikan negatiivisille prosesseille (lastujen tarttuminen, kovettuminen);
• hyvä sorvaus- ja hiontakoneistettavuus;
• herkkyys lämpökäsittelylle;
• ylikuumenemiskestävyys.

Mekaanisten ja teknisten indikaattoreiden laadun parantamiseksi työkaluteräkset altistetaan monivaiheiselle lämpökäsittelylle:

• raaka-aineen hehkutus ennen työkalujen valmistusta;
• karkaisu (jäähdytys suolaliuoksissa) ja sitä seuraava valmiiden tuotteiden karkaisu (pääasiassa matalakarkaisu).

Vastaanotettuominaisuudet määräytyvät kemiallisen koostumuksen ja tuloksena olevan mikrorakenteen perusteella: martensiitti sementiitin ja austeniitin inkluusioineen.

Hiilityökaluterästen käyttö

Kuvattuja teräksiä käytetään kaikenlaisten työkalujen valmistukseen: leikkaus-, isku- ja aputyökalut.

• Steel U7, U7A - vasarat, t altat, kirveet, t altat, vasarat, t altat, ongenkoukut.
• Steel U8, U8A, U8G - sahat, ruuvit altat, keskilävistimet, upottimet, leikkurit, pihdit.
• Steel U9, U9A - metallityötyökalu, puunleikkaustyökalu.
• Teräs U10, teräs U10A, U11, U11A - raspit, tapit, kierreporat, aputyökalut lävistykseen ja mitoitusta varten.
• U 12, U12A - kalvimet, hanat, mittaustyökalut.
• U13, U13A - viilat, parranajo- ja kirurgiset instrumentit, leimausleivit.

Hiiliteräslaadun järkevä valinta, sen lämpökäsittelytekniikka, sen ominaisuuksien ja ominaisuuksien ymmärtäminen on avain valmistettujen, käsiteltyjen tai käytettyjen rakenteiden tai työkalujen pitkään käyttöikään.