Clasuri de oțel carbon. Clasificare, GOST, aplicare

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Oțelul este un produs din metalurgie feroasă, principalul material structural. Este folosit pentru a produce fitinguri pentru construcții, metal laminat de diferite profile, țevi, piese, mecanisme și unelte.

Producție de oțel

Metalurgia feroasă este angajată în producția de fier și oțel. Fonta este un material dur, dar nu durabil. Oțelul este un metal puternic, fiabil, ductil, predispus la aliaje, folosit la turnătorie, laminare, forjare și ștanțare.

Există mai multe moduri de a face oțel:

1. Convertor. Echipament: convertor de oxigen. Sarcina (materii prime): fontă albă, resturi de oțel, calcar. Sunt produse numai oțeluri carbon.
2. Martenovsky. Echipament: cuptor cu focar deschis. Taxă: fontă lichidă, resturi de oțel, minereu de fier. Universal atât pentru oțel carbon, cât și pentru oțel aliat.
3. Arc electric. Echipament: cuptor cu arc electric. Taxa: resturi de otel, fonta, cocs, calcar. Metodă generică.
4. Inducție. Echipament: cuptor cu inducție. Taxă: fier vechi de oțel și fontă, feroaliaje.

Esența procesului de producție a oțelului este reducerea cantității de incluziuni chimice negative pentru a obține un metal numit popular „fier”, sau mai degrabă, un aliaj fier-carbon cu un conținut de carbon nu mai mare. peste 2,14%.

Procese de dezoxidare

Pentru oțelul aflat în etapa finală a topirii, este caracteristic un proces de fierbere, care este influențat de azotul, hidrogenul și oxizii de carbon inerenți acestuia. Un astfel de aliaj în stare solidificată are o structură poroasă, care este îndepărtată prin laminare. Este moale și ductil, dar nu suficient de puternic.

Procesul de dezoxidare constă în dezactivarea impurităților la fierbere prin introducerea de feromangan, ferosiliciu și aluminiu în aliaj. În funcție de cantitatea de gaze reziduale și de elemente de dezoxidare, oțelul poate fi semi-silențios sau inactiv.

Oțelul finit cu gradul necesar de dezoxidare este turnat în matrițe pentru cristalizare și utilizare în etapele tehnologice ulterioare la fabricarea produselor finite din oțel.

Clasificarea oțelului carbon

Tot oțelul existent pe piața mondială poate fi împărțit în carbon și aliaj. Toate clasele de oțel carbon sunt împărțite în diferite grupuri de clasificatoare și caracteristici de desemnare.

Pe baza principalelor caracteristici de clasificare, acestea disting:

1. Oțeluri de structură carbon. Conțin mai puțin de 0,8% carbon. Sunt folosite pentru fabricarea barelor de armare, a produselor laminate și a piesei turnate.
2. Oțeluri de scule din carbon care conțin carbon însuma de la 0,7% la 1,3%. Sunt folosite pentru unelte, echipamente pentru instrumente.

Prin metode de dezoxidare:

• fierbe - elemente dezoxidante (RE) în compoziție mai mică de 0,05%;
• semicalm - 0,05%≦RE≦0,15%;
• calm - 0,15%≦RE≦0,3%.

După compoziția chimică:

• cu conținut scăzut de carbon (0,3%≦C);
• carbon mediu (0,3≦C≦0,65%);
• carbon ridicat (0,65≦C≦1,3%).

Oțelurile care conțin carbon peste 1,3% nu sunt folosite în industrie.

În funcție de microstructură:

• hipoeutectoid - într-un astfel de oțel, conținutul de carbon este mai mic de 0,8%;
• eutectoid - acestea sunt oțeluri cu un conținut de carbon de 0,8%;
• hipereutectoid - oțeluri cu un conținut de carbon de peste 0,8%.

Calitate:

1. Calitate normală. Sulful aici conține mai puțin de 0,06%, fosfor - nu mai mult de 0,07%.
2. Oțeluri de calitate. Nu conțin mai mult de 0,04% sulf și fosfor.
3. Calitate în altă. Cantitatea de sulf aici nu depășește 0,025%, iar fosforul - nu mai mult de 0,018%.

Conform standardului principal, clasele de oțel carbon sunt împărțite în:

• Calitate standard de construcție;
• calitatea construcției;
• calitate instrumentală;
• instrumental de în altă calitate.

Caracteristici de marcare a oțelului structural de calitate obișnuită

Oțelurile de calitate obișnuită conțin: De la - la0,6%, S - până la 0,06%, P - până la 0,07%. Să vedem cum este marcat acest oțel carbon. GOST 380 definește următoarele nuanțe de denumire:

• A, B, C - grupa; A - nu este indicat în ștampile;
• 0–6 după literele „St” - un număr de serie în care compoziția chimică și (sau) proprietățile mecanice sunt criptate;
• G - prezența Mangan Mn (mangan);
• kp, ps, cn - grad de dezoxidare (fierbere, semicalm, calm).

Numerele de la 1 la 6 după gradul de dezoxidare printr-o liniuță sunt categorii. În acest caz, prima categorie nu este indicată în niciun fel.

Literele M, K de la începutul mărcii pot însemna o metodă metalurgică de producție: focar deschis sau convertor de oxigen. Apropo, oțelurile carbon de calitate obișnuită sunt reprezentate de o compoziție cantitativă a calităților, aproximativ 47 de bucăți.

Clasificarea oțelurilor structurale de calitate obișnuită

Oțelurile carbon de calitate obișnuită sunt împărțite în grupuri.

• Grupa A: oțeluri care trebuie să se potrivească exact cu proprietățile mecanice specificate. Acestea sunt furnizate consumatorului cel mai adesea sub formă de table și produse laminate cu mai multe secțiuni (foi, teuri, grinzi în I, fitinguri, nituri și carcase). Clase: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), categoriile 1-3, inclusiv St3Gps, St5Gps.
• Grupa B: oțeluri care trebuie reglementate de compoziția și proprietățile chimice necesare. Se produc produse turnate și laminate, care vor fi supuse unor prelucrari suplimentarepresiune la cald (forjare, ștanțare). Marcaje: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, inclusiv Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), categoriile 1 și 2.
• Grupa B: oțeluri care trebuie să îndeplinească proprietățile chimice, fizice, mecanice și tehnologice cerute. Acest grup se caracterizează printr-o varietate de grade din care sunt fabricate produsele din folie de plastic, fitinguri durabile pentru lucru în zone cu diferențe semnificative de temperatură, piese critice (șuruburi, piulițe, osii, știfturi de piston). Toate produsele de diferite compoziții, proprietăți și grade ale acestui grup sunt unite printr-o bună sudabilitate tehnologică. Note: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), inclusiv VSt3Gps, categoriile 1-6.

Oțelurile structurale de calitate obișnuită sunt aliaje care au o mare varietate de utilizări în industrie.

Marcare oțel carbon de calitate

Conținutul de carbon din oțelul de calitatea menționată este de la 0,05% la 0,6%. Topirea metalului din acest grup de clasificare are loc prin metode cu focar deschis sau arc electric. O gamă largă de prezență a carbonului diversifică proprietățile mecanice: scăzut de carbon - ductil, mediu de carbon - puternic.

Oțelurile de calitate carbon au un conținut de S și P de cel mult 0,04%, respectiv.

Marcare (GOST 1050-88):

• numerele 05-60 - prezența criptată a carbonului (minim - 0,05%, maxim - 0,6%);
• kp, ps, cn - gradul de dezoxidare ("sp" nu esteindicat);
• G, Yu, F - conțin mangan, aluminiu, vanadiu.

Marcarea excepțiilor

Oțelurile de calitate carbon au excepții în marcaj:

• 15K, 20K, 22K - oțeluri de în altă calitate, aplicabile în construcția cazanelor;
• 20-PV - carbon - 0,2%, oțelul este aplicabil la fabricarea țevilor prin laminare la cald, în construcția cazanelor și instalarea sistemelor de încălzire, conține cupru și crom;
• OSV - oțel pentru fabricarea osiilor vagoanelor, conține nichel, crom, cupru.

Pentru toate clasele de oțeluri de calitate, posibila necesitate de a utiliza tratament termic (de exemplu, normalizare) și chimio-termic (de exemplu, cementare) este tipică.

Clasificarea oțelurilor de calitate carbon

Acest tip de oțel carbon poate fi împărțit aproximativ în 4 grupuri:

1. Material foarte plastic aplicabil pentru prelucrarea la rece (laminare), laminarea tablelor și a țevilor. Clase - oțel 08ps, oțel 08, oțel 08kp.
2. Metal folosit la laminare la cald și ștanțare care va funcționa în condiții termic agresive. Clase - de la oțel 10 la oțel 25.
3. Oțel utilizat la fabricarea pieselor critice, inclusiv arcuri, arcuri, cuplaje, șuruburi, arbori. Clase - de la oțel 60 la oțel 85.
4. Oțeluri care necesită o funcționare fiabilă în condiții agresive (de exemplu, lanțul unui tractor cu omidă). Clasele oțel 30, oțel 50, oțel 30G, oțel 50G.

De asemenea, este posibil să împărțiți totul în 2 grupuriclase binecunoscute de oțel carbon din clasa de calitate: structural convențional și structural mangan.

Aplicarea oțelului structural carbon

Calitate oțel în funcție de calitate	Brand	Aplicație
calitate normală	St0	întărire, înveliș
	St1	tas, I-beams, canale
	St3Gsp	oțel de construcții
	St5sp	bucșe, piulițe, șuruburi
	St6ps	deșeuri de construcții
	ST4kp	în formă, foaie, produse lungi pentru structuri durabile
calitate	Steel10	țevi pentru cazane, ștanțare
	Steel15	piese cu ductilitate mare, came, șuruburi, piulițe
	Steel18kp	structuri sudate
	Steel 20ps	osie, furci, știfturi, fitinguri, țevi
	Steel50	viteze, ambreiaje
	Steel60	fusuri, șaibe, inele cu arc

Oțelurile pentru scule din carbon au rezistență și tenacitate ridicate. Ele sunt în mod necesar supuse unui tratament termic în mai multe etape.

Conținut de carbon în oțel: 0,7 – 1,3%. Pentru calitate în altă - până la 0,03%, fosfor - până la 0,035%. Și pentru instrumentalde în altă calitate: sulf - până la 0,02%, fosfor - până la 0,03%.

Desemnarea mărcii (GOST 1435-74):

• U - instrumental de carbon;
• 7 -13 - conținutul de carbon din acesta este de 0,7-1,3%, respectiv;
• G - prezența manganului;
• A este de în altă calitate.

Excepții de la principiile de bază ale marcajului oțelurilor de scule carbon sunt materialul pentru părțile mișcărilor ceasurilor A75, ASU10E, AU10E.

Cerințe pentru oțelurile carbon pentru scule

În conformitate cu GOST, oțelurile pentru scule trebuie să respecte o serie de caracteristici.

Proprietăți fizice, chimice și mecanice necesare: indicatori de calitate ai durității, rezistenței la impact, rezistenței, rezistenței la schimbările de temperatură în timpul funcționării (în timpul tăierii, găuririi, sarcinilor de șoc), rezistență la coroziune.

Proprietăți tehnologice specificate:

• rezistența la procesele negative ale tehnologiei de tăiere (lipirea așchiilor, întărire);
• bună prelucrabilitate la strunjire și șlefuire;
• susceptibilitate la tratament termic;
• rezistență la supraîncălzire.

Pentru a îmbunătăți calitatea indicatorilor mecanici și tehnologici, oțelurile pentru scule sunt supuse unui tratament termic în mai multe etape:

• coacerea materiei prime înainte de a face unelte;
• călire (răcire în soluții sărate) și revenirea ulterioară a produselor finite (în principal temperare joasă).

Primitproprietățile sunt determinate de compoziția chimică și de microstructura rezultată: martensită cu incluziuni de cementită și austenită.

Folosirea oțelurilor carbon pentru scule

Oțelurile descrise sunt folosite pentru fabricarea tuturor tipurilor de unelte: tăietoare, percuție, auxiliare.

• Oțel U7, U7A - ciocane, d alte, topoare, d alte, baros, d alte, cârlige.
• Oțel U8, U8A, U8G - ferăstraie, șurubelnițe, poansone centrale, freze, freze, clești.
• Oțel U9, U9A - une altă pentru prelucrarea metalelor, une altă pentru tăierea lemnului.
• Oțel U10, oțel U10A, U11, U11A - râpă, robinet, burghie elicoidale, unelte auxiliare pentru perforare și dimensionare.
• U 12, U12A - alezoare, robinete, instrumente de măsurare.
• U13, U13A - pile, instrumente chirurgicale și de bărbierit, ștanțare.

Alegerea rațională a clasei de oțel carbon, tehnologia tratamentului termic, înțelegerea proprietăților și caracteristicilor sale reprezintă cheia unei durate lungi de viață a structurilor sau uneltelor produse, prelucrate sau utilizate.