Graus d'acer al carboni. Classificació, GOST, aplicació

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

L'acer és un producte de la metal·lúrgia ferrosa, el principal material estructural. S'utilitza per produir accessoris de construcció, metall laminat de diversos perfils, canonades, peces, mecanismes i eines.

Producció d'acer

La metal·lúrgia ferrosa es dedica a la producció de ferro i acer. El ferro colat és un material dur però no durador. L'acer és un metall fort, fiable, dúctil i propens a l'aliatge que s'utilitza en foneria, laminació, forja i estampació.

Hi ha diverses maneres de fer acer:

1. Conversor. Equipament: convertidor d'oxigen. Càrrega (matèries primeres): fosa blanca, ferralla d'acer, pedra calcària. Només es produeixen acers al carboni.
2. Martenovsky. Equipament: forn de foc obert. Càrrega: ferro brut líquid, ferralla d'acer, mineral de ferro. Universal tant per a acers al carboni com d'aliatge.
3. Arc elèctric. Equipament: forn d'arc elèctric. Càrrega: ferralla d'acer, ferro colat, coc, pedra calcària. Mètode genèric.
4. Inducció. Equipament: forn d'inducció. Càrrega: ferralla d'acer i ferro colat, ferroaliatges.

L'essència del procés de producció d'acer és reduir la quantitat d'inclusions químiques negatives per obtenir un metall que popularment s'anomena "ferro", o millor dit, un aliatge ferro-carboni amb un contingut de carboni de no més. superior al 2,14%.

Processos de desoxidació

Per a l'acer en l'etapa final de la fosa, és característic un procés d'ebullició, que està influenciat pel nitrogen, l'hidrogen i els òxids de carboni inherents. Aquest aliatge en estat solidificat té una estructura porosa, que s'elimina mitjançant laminació. És suau i dúctil, però no prou fort.

El procés de desoxidació consisteix en la desactivació de les impureses en ebullició mitjançant la introducció de ferromanganès, ferrosilici i alumini a l'aliatge. Depenent de la quantitat de gasos residuals i d'elements desoxidants, l'acer pot ser semi-silenciós o tranquil.

L'acer acabat amb el grau de desoxidació requerit s'aboca en motlles per a la seva cristal·lització i s'utilitza en fases tecnològiques posteriors en la fabricació de productes d'acer acabats.

Classificació de l'acer al carboni

Tot l'acer existent al mercat mundial es pot dividir en carboni i aliatge. Tots els graus d'acer al carboni es divideixen en diferents grups de classificadors i característiques de designació.

Segons les principals característiques de classificació, distingeixen:

1. Acers estructurals al carboni. Contenen menys del 0,8% de carboni. S'utilitzen per fabricar barres d'armadura, productes de laminació i peces de fosa.
2. Acers per eines al carboni que contenen carboniimport del 0,7% a l'1,3%. S'utilitzen per a eines i equips d'instruments.

Per mètodes de desoxidació:

• ebullició - elements desoxidants (RE) en una composició inferior al 0,05%;
• semi-tranquil·la - 0,05%≦RE≦0,15%;
• calma - 0,15%≦RE≦0,3%.

Per composició química:

• baix en carboni (0,3%≦C);
• carboni mitjà (0,3≦C≦0,65%);
• alt en carboni (0,65≦C≦1,3%).

Els acers que contenen carboni per sobre de l'1,3% no s'utilitzen a la indústria.

Depenent de la microestructura:

• hipoeutectoide: en aquest acer, el contingut de carboni és inferior al 0,8%;
• eutectoide: són acers amb un contingut de carboni del 0,8%;
• hipereutectoide: acers amb un contingut de carboni superior al 0,8%.

Qualitat:

1. Qualitat normal. El sofre aquí conté menys del 0,06%, el fòsfor, no més del 0,07%.
2. Acers de qualitat. No contenen més del 0,04% de sofre i fòsfor.
3. Alta qualitat. La quantitat de sofre aquí no supera el 0,025% i el fòsfor, no més del 0,018%.

Segons l'estàndard principal, els graus d'acer al carboni es divideixen en:

• Qualitat normal de construcció;
• qualitat de construcció;
• qualitat instrumental;
• instrumental d' alta qualitat.

Característiques del marcatge d'acer estructural de qualitat normal

Els acers de qualitat normal contenen: De - a0,6%, S - fins a 0,06%, P - fins a 0,07%. Vegem com està marcat aquest acer al carboni. GOST 380 defineix els següents matisos de designació:

• A, B, C - grup; A - no s'indica als segells;
• 0–6 després de les lletres "St": un número de sèrie en què la composició química i (o) les propietats mecàniques estan xifrades;
• G - la presència de Mangan Mn (manganès);
• kp, ps, cn - grau de desoxidació (ebullició, semi-calma, calma).

Els números de l'1 al 6 després del grau de desoxidació a través d'un guió són categories. En aquest cas, la primera categoria no s'indica de cap manera.

Les lletres M, K al començament de la marca poden significar un mètode de producció metal·lúrgic: foc obert o convertidor d'oxigen. Per cert, els acers al carboni de qualitat normal estan representats per una composició quantitativa de graus, aproximadament 47 peces.

Classificació dels acers estructurals de qualitat normal

Els acers al carboni de qualitat comuna es divideixen en grups.

• Grup A: acers que han de coincidir exactament amb les propietats mecàniques especificades. Es subministren al consumidor més sovint en forma de làmines i productes laminats de múltiples seccions (xamines, tees, bigues en I, accessoris, reblons i estoigs). Graus: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), categories 1-3, inclosos St3Gps, St5Gps.
• Grup B: acers que s'han de regular per la composició i propietats químiques necessàries. Es produeixen productes de fosa i laminat, que seran sotmesos a mecanitzat addicionalpressió calenta (forja, estampació). Marques: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, inclòs Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), categories 1 i 2.
• Grup B: acers que han de reunir les propietats químiques, físiques, mecàniques i tecnològiques exigides. Aquest grup es caracteritza per una varietat de graus a partir dels quals es fabriquen els productes de làmines de plàstic, accessoris duradors per treballar en zones amb diferències de temperatura importants, peces crítiques (perns, femelles, eixos, passadors del pistó). Tots els productes de composició, propietats i graus diferents d'aquest grup estan units per una bona soldabilitat tecnològica. Graus: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), inclòs VSt3Gps, categories 1-6.

Els acers estructurals de qualitat normal són aliatges que tenen una gran varietat d'usos a la indústria.

Marcat d'acer de qualitat al carboni

El contingut de carboni de l'acer de la qualitat esmentada és del 0,05% al 0,6%. La fosa del metall d'aquest grup de classificació es produeix mitjançant mètodes de foc obert o arc elèctric. Una àmplia gamma de presència de carboni diversifica les propietats mecàniques: baix en carboni - dúctil, carboni mitjà - fort.

Els acers de qualitat al carboni tenen un contingut S i P no superior al 0,04%, respectivament.

Marcament (GOST 1050-88):

• números 05-60: presència xifrada de carboni (mínim - 0,05%, màxim - 0,6%);
• kp, ps, cn - el grau de desoxidació ("sp" no ésindicat);
• G, Yu, F: conté manganès, alumini, vanadi.

Marcat d'excepcions

Els acers de qualitat al carboni tenen excepcions en el seu marcatge:

• 15K, 20K, 22K - acers d' alta qualitat, aplicables a la construcció de calderes;
• 20-PV - carboni - 0,2%, l'acer és aplicable a la fabricació de canonades per laminació en calent, a la construcció de calderes i instal·lació de sistemes de calefacció, conté coure i crom;
• OSV: acer per a la fabricació d'eixos de vagons, conté níquel, crom i coure.

Per a tots els graus d'acers de qualitat, la possible necessitat d'utilitzar tractament tèrmic (per exemple, normalització) i químic-tèrmic (per exemple, cementació) és típica.

Classificació dels acers de qualitat al carboni

Aquest tipus d'acer al carboni es pot dividir aproximadament en 4 grups:

1. Material altament plàstic aplicable al mecanitzat en fred (laminació), laminació de xapes i tubs. Graus: acer 08ps, acer 08, acer 08kp.
2. Metall utilitzat en laminació i estampació en calent que funcionarà en condicions tèrmicament agressives. Graus: des d'acer 10 fins a acer 25.
3. Acer utilitzat en la fabricació de peces crítiques, com ara molles, molles, acoblaments, cargols i eixos. Graus: des d'acer 60 fins a acer 85.
4. Acers que requereixen un funcionament fiable en condicions agressives (per exemple, la cadena d'un tractor d'eruga). Qualificacions d'acer 30, acer 50, acer 30G, acer 50G.

També és possible dividir-ho tot en 2 grupsgraus coneguts d'acer al carboni de la classe de qualitat: estructural convencional i estructural manganès.

Aplicació d'acer estructural al carboni

Grau d'acer per qualitat	Marca	Aplicació
qualitat normal	St0	reforç, revestiment
	St1	tas, bigues en I, canals
	St3Gsp	acer de construcció
	St5sp	casquilles, femelles, cargols
	St6ps	ferralla de construcció
	ST4kp	, fulla, productes llargs per a estructures duradores
qualitat	Steel10	tubs per a calderes, estampats
	Steel15	peces d' alta ductilitat, lleves, cargols, femelles
	Steel18kp	estructures soldades
	Steel 20ps	eixos, forquilles, passadors, accessoris, tubs
	Steel50	engranatges, embragatges
	Steel60	fusos, volanderes, anelles de molla

Els acers per eines al carboni tenen una gran resistència i tenacitat. Estan subjectes necessàriament a un tractament tèrmic en diverses etapes.

Contingut de carboni a l'acer: 0,7 – 1,3%. Per a alta qualitat - fins a 0,03%, fòsfor - fins a 0,035%. I per l'instrumental alta qualitat: sofre - fins a 0,02%, fòsfor - fins a 0,03%.

Denominació de la marca (GOST 1435-74):

• U - instrumental de carboni;
• 7 -13: el contingut de carboni és del 0,7-1,3%, respectivament;
• G - la presència de manganès;
• A és d' alta qualitat.

Les excepcions als principis bàsics del marcatge d'acers per a eines al carboni són el material per a les peces dels moviments de rellotge A75, ASU10E, AU10E.

Requisits per als acers per a eines al carboni

D'acord amb GOST, els acers per a eines han de complir una sèrie de característiques.

Propietats físiques, químiques i mecàniques necessàries: indicadors de qualitat de duresa, resistència a l'impacte, resistència, resistència als canvis de temperatura durant el funcionament (durant el tall, la perforació, les càrregues de xoc), la resistència a la corrosió.

Propietats tecnològiques especificades:

• resistència als processos negatius de la tecnologia de tall (enganxament d'encenall, enduriment);
• bona mecanització de tornejat i rectificat;
• susceptibilitat al tractament tèrmic;
• resistència al sobreescalfament.

Per millorar la qualitat dels indicadors mecànics i tecnològics, els acers per a eines se sotmeten a un tractament tèrmic en diverses etapes:

• recuit de la matèria primera abans de fabricar eines;
• enduriment (refrigerament en solucions salines) i tremp posterior dels productes acabats (principalment temperat baix).

RebutLes propietats estan determinades per la composició química i la microestructura resultant: martensita amb inclusions de cementita i austenita.

Ús d'acers per eines al carboni

Els acers descrits s'utilitzen per a la fabricació de tot tipus d'eines: de tall, percussió, auxiliars.

• Acer U7, U7A - martells, burins, destrals, burins, masos, burins, hams.
• Acer U8, U8A, U8G: serres, tornavís, punxons centrals, avellanadors, talladors, alicates.
• Steel U9, U9A - eina de metall, eina de tall de fusta.
• Acer U10, acer U10A, U11, U11A - raspes, aixetes, broques giratòries, eines auxiliars per perforar i dimensionar.
• U 12, U12A: escariadors, aixetes, eines de mesura.
• U13, U13A: llimes, instruments d'afaitar i quirúrgics, punxons d'estampació.

L'elecció racional del grau d'acer al carboni, la tecnologia del seu tractament tèrmic, la comprensió de les seves propietats i característiques són la clau per a una llarga vida útil de les estructures o eines produïdes, processades o utilitzades.