Κατηγορίες ανθρακούχου χάλυβα. Ταξινόμηση, GOST, εφαρμογή

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Ο χάλυβας είναι προϊόν σιδηρούχας μεταλλουργίας, το κύριο δομικό υλικό. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή εξαρτημάτων κατασκευής, έλασης μετάλλου διαφόρων προφίλ, σωλήνων, εξαρτημάτων, μηχανισμών και εργαλείων.

παραγωγή χάλυβα

Η σιδηρούχα μεταλλουργία ασχολείται με την παραγωγή σιδήρου και χάλυβα. Ο χυτοσίδηρος είναι ένα σκληρό αλλά όχι ανθεκτικό υλικό. Ο χάλυβας είναι ένα ισχυρό, αξιόπιστο, όλκιμο, επιρρεπές σε κράμα μέταλλο που χρησιμοποιείται σε χυτήρια, έλαση, σφυρηλάτηση και σφράγιση.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να φτιάξετε χάλυβα:

1. Μετατροπέας. Εξοπλισμός: μετατροπέας οξυγόνου. Γόμωση (πρώτες ύλες): λευκός χυτοσίδηρος, σκραπ χάλυβα, ασβεστόλιθος. Παράγονται μόνο ανθρακοχάλυβες.
2. Μαρτενόφσκι. Εξοπλισμός: φούρνος ανοιχτής εστίας. Χρέωση: υγρό χυτοσίδηρο, σκραπ χάλυβα, σιδηρομετάλλευμα. Universal τόσο για άνθρακα όσο και για κράμα χάλυβες.
3. Ηλεκτρικό τόξο. Εξοπλισμός: ηλεκτρικός φούρνος τόξου. Χρέωση: σκραπ χάλυβα, χυτοσίδηρος, κοκ, ασβεστόλιθος. Γενική μέθοδος.
4. Επαγωγή. Εξοπλισμός: επαγωγικός φούρνος. Χρέωση: παλιοσίδερα από χάλυβα και χυτοσίδηρο, σιδηροκράματα.

Η ουσία της διαδικασίας παραγωγής χάλυβα είναι να μειωθεί η ποσότητα των αρνητικών χημικών εγκλεισμάτων προκειμένου να ληφθεί ένα μέταλλο που ονομάζεται ευρέως "σίδερο", ή μάλλον, ένα κράμα σιδήρου-άνθρακα με περιεκτικότητα σε άνθρακα όχι περισσότερο από 2,14%.

Διαδικασίες αποξείδωσης

Για τον χάλυβα στο τελικό στάδιο της τήξης, είναι χαρακτηριστική η διαδικασία βρασμού, η οποία επηρεάζεται από το άζωτο, το υδρογόνο και τα οξείδια του άνθρακα που είναι εγγενή σε αυτόν. Ένα τέτοιο κράμα σε στερεοποιημένη κατάσταση έχει μια πορώδη δομή, η οποία αφαιρείται με έλαση. Είναι μαλακό και όλκιμο, αλλά όχι αρκετά δυνατό.

Η διαδικασία της αποξείδωσης συνίσταται στην απενεργοποίηση των βρασμένων ακαθαρσιών με την εισαγωγή σιδηρομαγγανίου, σιδηροπυριτίου και αλουμινίου στο κράμα. Ανάλογα με την ποσότητα των υπολειμματικών αερίων και των αποοξειδωτικών στοιχείων, ο χάλυβας μπορεί να είναι ημι-αθόρυβος ή ήρεμος.

Ο τελικός χάλυβας του απαιτούμενου βαθμού αποξείδωσης χύνεται σε καλούπια για κρυστάλλωση και χρήση σε επόμενα τεχνολογικά στάδια στην κατασκευή τελικών προϊόντων χάλυβα.

Ταξινόμηση ανθρακούχου χάλυβα

Όλος ο χάλυβας που υπάρχει στην παγκόσμια αγορά μπορεί να χωριστεί σε άνθρακα και κράμα. Όλες οι ποιότητες ανθρακούχου χάλυβα χωρίζονται σε διαφορετικές ομάδες ταξινομητών και χαρακτηριστικά χαρακτηρισμού.

Με βάση τα κύρια χαρακτηριστικά ταξινόμησης, διακρίνουν:

1. Δομικοί χάλυβες από άνθρακα. Περιέχουν λιγότερο από 0,8% άνθρακα. Χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ράβδων οπλισμού, προϊόντων έλασης και χυτών.
2. Χάλυβες εργαλείων άνθρακα που περιέχουν άνθρακαανέρχεται από 0,7% έως 1,3%. Χρησιμοποιούνται για εργαλεία, εξοπλισμό οργάνων.

Με μεθόδους αποξείδωσης:

• βρασμός - αποοξειδωτικά στοιχεία (RE) σε σύνθεση μικρότερη από 0,05%;
• ημι-ήρεμο - 0,05%≦RE≦0,15%;
• ηρεμία - 0,15%≦RE≦0,3%.

Κατά χημική σύνθεση:

• χαμηλού άνθρακα (0,3%≦C);
• μέτριος άνθρακας (0,3≦C≦0,65%);
• υψηλού άνθρακα (0,65≦C≦1,3%).

Οι χάλυβες που περιέχουν άνθρακα πάνω από 1,3% δεν χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία.

Ανάλογα με τη μικροδομή:

• υποευτεκτοειδές - σε τέτοιο χάλυβα, η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι μικρότερη από 0,8%,
• ευτεκτοειδές - αυτοί είναι χάλυβες με περιεκτικότητα σε άνθρακα 0,8%;
• υπερευτεκτοειδές - χάλυβες με περιεκτικότητα σε άνθρακα άνω του 0,8%.

Ποιότητα:

1. Τυπική ποιότητα. Το θείο εδώ περιέχει λιγότερο από 0,06%, φώσφορο - όχι περισσότερο από 0,07%.
2. Χάλυβας ποιότητας. Δεν περιέχουν περισσότερο από 0,04% θείο και φώσφορο.
3. Υψηλή ποιότητα. Η ποσότητα του θείου εδώ δεν υπερβαίνει το 0,025%, και του φωσφόρου - όχι περισσότερο από 0,018%.

Σύμφωνα με το κύριο πρότυπο, οι ποιότητες ανθρακούχου χάλυβα χωρίζονται σε:

• Κατασκευαστική κανονική ποιότητα;
• ποιότητα κατασκευής;
• ποιότητα οργάνων;
• οργανικό υψηλής ποιότητας.

Χαρακτηριστικά σήμανσης δομικού χάλυβα συνήθους ποιότητας

Οι χάλυβες συνηθισμένης ποιότητας περιέχουν: Από - έως0,6%, S - έως 0,06%, P - έως 0,07%. Ας δούμε πώς επισημαίνεται αυτό το ανθρακούχο χάλυβα. Το GOST 380 ορίζει τις ακόλουθες αποχρώσεις χαρακτηρισμού:

• A, B, C - ομάδα; A - δεν αναφέρεται στα γραμματόσημα;
• 0–6 μετά τα γράμματα "St" - ένας σειριακός αριθμός στον οποίο η χημική σύνθεση και (ή) οι μηχανικές ιδιότητες είναι κρυπτογραφημένες,
• G - η παρουσία Mangan Mn (μαγγάνιο);
• kp, ps, cn - βαθμός αποξείδωσης (βρασμός, ημι-ήρεμος, ήρεμος).

Οι αριθμοί από το 1 έως το 6 μετά τον βαθμό αποξείδωσης μέσω μιας παύλας είναι κατηγορίες. Σε αυτήν την περίπτωση, η πρώτη κατηγορία δεν υποδεικνύεται με κανέναν τρόπο.

Τα γράμματα M, K στην αρχή της μάρκας μπορεί να σημαίνουν μια μεταλλουργική μέθοδο παραγωγής: ανοιχτή εστία ή μετατροπέας οξυγόνου. Παρεμπιπτόντως, οι ανθρακοχάλυβες συνήθους ποιότητας αντιπροσωπεύονται από μια ποσοτική σύνθεση ποιοτήτων, περίπου 47 τεμάχια.

Ταξινόμηση δομικών χάλυβων συνήθους ποιότητας

Οι ανθρακοχάλυβες κοινής ποιότητας χωρίζονται σε ομάδες.

• Ομάδα Α: χάλυβες που πρέπει να ταιριάζουν ακριβώς με τις καθορισμένες μηχανικές ιδιότητες. Προμηθεύονται στον καταναλωτή συχνότερα με τη μορφή προϊόντων έλασης φύλλων και πολλαπλών τμημάτων (φύλλα, μπλουζάκια, δοκοί I, εξαρτήματα, πριτσίνια και θήκες). Βαθμοί: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), κατηγορίες 1-3, συμπεριλαμβανομένων St3Gps, St5Gps.
• Ομάδα Β: χάλυβες που πρέπει να ρυθμίζονται από την απαραίτητη χημική σύνθεση και ιδιότητες. Παράγονται προϊόντα χύτευσης και έλασης, τα οποία θα υποβληθούν σε πρόσθετη μηχανική κατεργασίαθερμή πίεση (σφυρηλάτηση, σφράγιση). Βαθμοί: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, συμπεριλαμβανομένων Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), κατηγορίες 1 και 2.
• Ομάδα Β: χάλυβες που πρέπει να πληρούν τις απαιτούμενες χημικές, φυσικές, μηχανικές και τεχνολογικές ιδιότητες. Αυτή η ομάδα χαρακτηρίζεται από μια ποικιλία ποιοτήτων από τις οποίες κατασκευάζονται προϊόντα πλαστικών φύλλων, ανθεκτικά εξαρτήματα για εργασία σε περιοχές με σημαντικές διαφορές θερμοκρασίας, κρίσιμα μέρη (μπουλόνια, παξιμάδια, άξονες, πείροι εμβόλου). Όλα τα προϊόντα διαφορετικής σύνθεσης, ιδιοτήτων και ποιοτήτων αυτής της ομάδας ενώνονται με καλή τεχνολογική συγκολλησιμότητα. Βαθμοί: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), συμπεριλαμβανομένων VSt3Gps, κατηγορίες 1-6.

Οι δομικοί χάλυβες συνήθους ποιότητας είναι κράματα που έχουν μεγάλη ποικιλία χρήσεων στη βιομηχανία.

Σήμανση ανθρακούχου χάλυβα ποιότητας

Η περιεκτικότητα σε άνθρακα σε χάλυβα της ονομαζόμενης ποιότητας είναι από 0,05% έως 0,6%. Η τήξη μετάλλου αυτής της ομάδας ταξινόμησης πραγματοποιείται με μεθόδους ανοιχτής εστίας ή ηλεκτρικού τόξου. Ένα ευρύ φάσμα παρουσίας άνθρακα διαφοροποιεί τις μηχανικές ιδιότητες: χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα - όλκιμο, μεσαίου άνθρακα - ισχυρό.

Οι χάλυβες ποιότητας άνθρακα έχουν περιεκτικότητα σε S και P όχι μεγαλύτερη από 0,04%, αντίστοιχα.

Σήμανση (GOST 1050-88):

• αριθμοί 05-60 - κρυπτογραφημένη παρουσία άνθρακα (ελάχιστο - 0,05%, μέγιστο - 0,6%);
• kp, ps, cn - ο βαθμός αποξείδωσης ("sp" δεν είναιυποδεικνύεται);
• G, Yu, F - περιέχουν μαγγάνιο, αλουμίνιο, βανάδιο.

Επισήμανση εξαιρέσεων

Οι χάλυβες ποιότητας άνθρακα έχουν εξαιρέσεις στη σήμανση:

• 15K, 20K, 22K - χάλυβες υψηλής ποιότητας, που εφαρμόζονται στην κατασκευή λεβήτων;
• 20-PV - άνθρακας - 0,2%, ο χάλυβας εφαρμόζεται στην κατασκευή σωλήνων με θερμή έλαση, στην κατασκευή λεβήτων και στην εγκατάσταση συστημάτων θέρμανσης, περιέχει χαλκό και χρώμιο.
• OSV - χάλυβας για την κατασκευή αξόνων βαγονιών, περιέχει νικέλιο, χρώμιο, χαλκό.

Για όλες τις ποιότητες χάλυβα ποιότητας, η πιθανή ανάγκη χρήσης θερμικής (για παράδειγμα, κανονικοποίησης) και χημικής-θερμικής επεξεργασίας (για παράδειγμα, ενανθράκωσης) είναι χαρακτηριστική.

Ταξινόμηση ανθρακούχων χάλυβων ποιότητας

Αυτό το είδος ανθρακούχου χάλυβα μπορεί να χωριστεί χονδρικά σε 4 ομάδες:

1. Υλικό υψηλής πλαστικής ύλης κατάλληλο για ψυχρή κατεργασία (έλαση), έλαση φύλλων και σωλήνων. Ποιότητες - χάλυβας 08 ps, χάλυβας 08, χάλυβας 08 kp.
2. Μέταλλο που χρησιμοποιείται σε θερμή έλαση και σφράγιση που αποδίδει σε θερμικά επιθετικές συνθήκες. Βαθμοί - από χάλυβα 10 έως χάλυβα 25.
3. Χάλυβας που χρησιμοποιείται στην κατασκευή κρίσιμων εξαρτημάτων, συμπεριλαμβανομένων ελατηρίων, ελατηρίων, συνδέσμων, μπουλονιών, αξόνων. Ποιότητες - από χάλυβα 60 έως χάλυβα 85.
4. Χάλυβες που απαιτούν αξιόπιστη λειτουργία σε επιθετικές συνθήκες (για παράδειγμα, η αλυσίδα ενός τρακτέρ caterpillar). Ποιότητες χάλυβα 30, χάλυβας 50, χάλυβας 30G, χάλυβας 50G.

Είναι επίσης δυνατό να χωρίσετε τα πάντα σε 2 ομάδεςγνωστές ποιότητες ανθρακούχου χάλυβα από την κατηγορία ποιότητας: δομικό συμβατικό και δομικό μαγγάνιο.

Εφαρμογή ανθρακούχου δομικού χάλυβα

Κατηγορία χάλυβα κατά ποιότητα	Μάρκα	Αίτηση
κανονική ποιότητα	St0	ενίσχυση, περίβλημα
	St1	tas, I-beams, κανάλια
	St3Gsp	ατσάλι κατασκευών
	St5sp	δακτύλιοι, παξιμάδια, μπουλόνια
	St6ps	σκραπ κατασκευής
	ST4kp	σε σχήμα, φύλλο, μακριά προϊόντα για ανθεκτικές κατασκευές
ποιότητα	Χάλυβας10	σωλήνες για λέβητες, στάμπες
	Χάλυβας15	εξαρτήματα υψηλής ολκιμότητας, έκκεντρα, μπουλόνια, παξιμάδια
	Χάλυβας18kp	συγκολλημένες κατασκευές
	Χάλυβας 20ps	άξονες, πιρούνια, καρφίτσες, εξαρτήματα, σωλήνες
	Χάλυβας50	γρανάζι, συμπλέκτες
	Steel60	άτρακτοι, ροδέλες, ελατηριωτοί δακτύλιοι

Οι χάλυβες εργαλείων άνθρακα έχουν υψηλή αντοχή και σκληρότητα. Υποβάλλονται απαραίτητα σε θερμική επεξεργασία πολλαπλών σταδίων.

Περιεκτικότητα άνθρακα στον χάλυβα: 0,7 – 1,3%. Για υψηλής ποιότητας - έως 0,03%, φώσφορο - έως 0,035%. Και για το instrumentalυψηλής ποιότητας: θείο - έως 0,02%, φώσφορος - έως 0,03%.

Ονομασία επωνυμίας (GOST 1435-74):

• U - carbon instrumental;
• 7 -13 - η περιεκτικότητα σε άνθρακα σε αυτό είναι 0,7-1,3%, αντίστοιχα;
• G - η παρουσία μαγγανίου;
• Α είναι υψηλής ποιότητας.

Εξαιρέσεις από τις βασικές αρχές σήμανσης των ανθρακούχων χάλυβων εργαλείων είναι το υλικό για μέρη των κινήσεων ρολογιών A75, ASU10E, AU10E.

Απαιτήσεις για ανθρακοχάλυβες εργαλείων

Σύμφωνα με το GOST, οι χάλυβες εργαλείων πρέπει να συμμορφώνονται με ορισμένα χαρακτηριστικά.

Απαιτούμενες φυσικές, χημικές και μηχανικές ιδιότητες: δείκτες ποιότητας σκληρότητας, αντοχής σε κρούση, αντοχής, αντοχής στις αλλαγές θερμοκρασίας κατά τη λειτουργία (κατά τη διάρκεια κοπής, διάτρησης, φορτίων κρούσης), αντοχή στη διάβρωση.

Συγκεκριμένες τεχνολογικές ιδιότητες:

• αντίσταση στις αρνητικές διαδικασίες της τεχνολογίας κοπής (κόλληση τσιπς, σκλήρυνση);
• καλή δυνατότητα κατεργασίας τόρνευσης και λείανσης;
• ευαισθησία στη θερμική επεξεργασία;
• αντοχή υπερθέρμανσης.

Για να βελτιωθεί η ποιότητα των μηχανικών και τεχνολογικών δεικτών, οι χάλυβες εργαλείων υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία πολλαπλών σταδίων:

• ανόπτηση πρώτης ύλης πριν την κατασκευή εργαλείων;
• σκλήρυνση (ψύξη σε διαλύματα αλατιού) και επακόλουθη σκλήρυνση των τελικών προϊόντων (κυρίως χαμηλής θερμοκρασίας).

ΛήφθηκεΟι ιδιότητες καθορίζονται από τη χημική σύνθεση και τη μικροδομή που προκύπτει: μαρτενσίτης με εγκλείσματα τσιμενίτη και ωστενίτη.

Χρήση ανθρακούχων εργαλείων

Οι περιγραφόμενοι χάλυβες χρησιμοποιούνται για την κατασκευή όλων των ειδών εργαλείων: κοπής, κρουστών, βοηθητικών.

• Χάλυβας U7, U7A - σφυριά, σμίλες, τσεκούρια, σμίλες, βαριοπούλες, σμίλες, αγκίστρια ψαριών.
• Χάλυβας U8, U8A, U8G - πριόνια, κατσαβίδια, κεντρικές γροθιές, νεροχύτες, κόφτες, πένσες.
• Steel U9, U9A - εργαλείο μεταλλοτεχνίας, εργαλείο κοπής ξύλου.
• Χάλυβας U10, χάλυβας U10A, U11, U11A - ράσπες, βρύσες, στριπτικά τρυπάνια, βοηθητικά εργαλεία για διάτρηση και διαστασιολόγηση.
• U 12, U12A - ράβδοι, βρύσες, εργαλεία μέτρησης.
• U13, U13A - λίμες, ξύρισμα και χειρουργικά εργαλεία, γροθιές σφράγισης.

Ορθολογική επιλογή ποιότητας ανθρακούχου χάλυβα, τεχνολογία της θερμικής επεξεργασίας, κατανόηση των ιδιοτήτων και των χαρακτηριστικών του είναι το κλειδί για τη μεγάλη διάρκεια ζωής των κατασκευών ή εργαλείων που παράγονται, επεξεργάζονται ή χρησιμοποιούνται.