Kolstålkvaliteter. Klassificering, GOST, applikation

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Stål är en järnmetallurgisk produkt, det huvudsakliga konstruktionsmaterialet. Den används för att tillverka konstruktionsbeslag, valsad metall av olika profiler, rör, delar, mekanismer och verktyg.

Stålproduktion

Järnmetallurgi är engagerad i produktion av järn och stål. Gjutjärn är ett hårt men inte hållbart material. Stål är en stark, pålitlig, formbar, legeringsbenägen metall som används i gjuteri, valsning, smide och stansning.

Det finns flera sätt att tillverka stål:

1. Konverterare. Utrustning: syreomvandlare. Laddning (råvaror): vitt gjutjärn, stålskrot, kalksten. Endast kolstål tillverkas.
2. Martenovsky. Utrustning: öppen spis ugn. Laddning: flytande tackjärn, stålskrot, järnmalm. Universal för både kolstål och legerat stål.
3. Elbåge. Utrustning: ljusbågsugn. Laddning: stålskrot, gjutjärn, koks, kalksten. Generisk metod.
4. Induktion. Utrustning: induktionsugn. Laddning: stål- och gjutjärnsskrot, ferrolegeringar.

Kärnan i stålproduktionsprocessen är att minska mängden negativa kemiska inneslutningar för att erhålla en metall som populärt kallas "järn", eller snarare en järn-kol-legering med en kolh alt som inte är mer än 2,14%.

Deoxidationsprocesser

För stål i slutskedet av smältningen är en kokprocess karakteristisk, som påverkas av kväve, väte och koloxider som finns i det. En sådan legering i stelnat tillstånd har en porös struktur, som avlägsnas genom valsning. Den är mjuk och seg, men inte tillräckligt stark.

Deoxidationsprocessen består i deaktivering av kokande föroreningar genom att tillföra ferromangan, ferrokisel och aluminium i legeringen. Beroende på mängden restgaser och deoxiderande element kan stålet vara halvtyst eller stillastående.

Färdigt stål med den erforderliga deoxidationsgraden hälls i formar för kristallisering och användning vid efterföljande tekniska steg vid tillverkning av färdiga stålprodukter.

Klassificering av kolstål

Allt stål som finns på världsmarknaden kan delas in i kol och legering. Alla kvaliteter av kolstål är indelade i olika klassificeringsgrupper och beteckningsegenskaper.

Baserat på de viktigaste klassificeringsfunktionerna skiljer de åt:

1. Kolkonstruktionsstål. De innehåller mindre än 0,8 % kol. De används för att tillverka armeringsjärn, valsning av produkter och gjutgods.
2. Kolverktygsstål som innehåller kol iuppgår från 0,7 % till 1,3 %. De används för verktyg, instrumentutrustning.

Med deoxidationsmetoder:

• kokande - deoxiderande element (RE) i sammansättningen av mindre än 0,05 %;
• semi-lugnt - 0,05%≦RE≦0,15%;
• lugnt - 0,15%≦RE≦0,3%.

Efter kemisk sammansättning:

• lågt kol (0,3 %≦C);
• medium kol (0,3≦C≦0,65%);
• högt kol (0,65≦C≦1,3%).

Stål som innehåller kol över 1,3 % används inte inom industrin.

Beroende på mikrostruktur:

• hypoeutectoid - i sådant stål är kolh alten mindre än 0,8 %;
• eutectoid - det här är stål med en kolh alt på 0,8 %;
• hypereutektoid - stål med en kolh alt över 0,8%.

Kvalitet:

1. Vanlig kvalitet. Svavel innehåller här mindre än 0,06 %, fosfor – inte mer än 0,07 %.
2. Kvalitetsstål. De innehåller inte mer än 0,04 % svavel och fosfor.
3. Hög kvalitet. Mängden svavel här överstiger inte 0,025 %, och fosfor - inte mer än 0,018 %.

I enlighet med huvudstandarden är kolstålkvaliteter indelade i:

• Konstruktionsmässig regelbunden kvalitet;
• konstruktionskvalitet;
• instrumental kvalitet;
• instrumental hög kvalitet.

Funktioner för märkning av konstruktionsstål av vanlig kvalitet

Stål av vanlig kvalitet innehåller: Från - till0,6%, S - upp till 0,06%, P - upp till 0,07%. Låt oss titta på hur detta kolstål är märkt. GOST 380 definierar följande nyanser av beteckningen:

• A, B, C - grupp; A - anges inte i stämplar;
• 0–6 efter bokstäverna "St" - ett serienummer där den kemiska sammansättningen och (eller) mekaniska egenskaperna är krypterade;
• G - närvaron av Mangan Mn (mangan);
• kp, ps, cn - grad av deoxidation (kokande, halvlugnt, lugnt).

Siffrorna från 1 till 6 efter graden av deoxidation genom ett streck är kategorier. I det här fallet anges inte den första kategorin på något sätt.

Bokstäverna M, K i början av varumärket kan betyda en metallurgisk tillverkningsmetod: öppen härd eller syreomvandlare. Förresten, kolstål av vanlig kvalitet representeras av en kvantitativ sammansättning av kvaliteter, cirka 47 stycken.

Klassificering av vanliga kvalitetskonstruktionsstål

Vanliga kvalitetskolstål delas in i grupper.

• Grupp A: stål som exakt måste matcha de angivna mekaniska egenskaperna. De levereras till konsumenten oftast i form av valsade plåt- och flersektionsprodukter (plåt, T-stycken, I-balkar, beslag, nitar och fodral). Betyg: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), kategori 1-3, inklusive St3Gps, St5Gps.
• Grupp B: stål som måste regleras av nödvändig kemisk sammansättning och egenskaper. Gjutnings- och valsade produkter produceras, som kommer att utsättas för ytterligare bearbetningvarmtryck (smidning, stämpling). Betyg: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, inklusive Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), kategori 1 och 2.
• Grupp B: stål som måste uppfylla de kemiska, fysikaliska, mekaniska och tekniska egenskaperna som krävs. Denna grupp kännetecknas av en mängd olika kvaliteter från vilka plastprodukter tillverkas, hållbara beslag för arbete i områden med betydande temperaturskillnader, kritiska delar (bultar, muttrar, axlar, kolvstift). Alla produkter med olika sammansättning, egenskaper och kvaliteter i denna grupp förenas av god teknisk svetsbarhet. Betyg: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), inklusive VSt3Gps, kategori 1-6.

Konstruktionsstål av vanlig kvalitet är legeringar som har många olika användningsområden inom industrin.

Märkning av kolkvalitetsstål

Kolh alten i stål av den angivna kvaliteten är från 0,05 % till 0,6 %. Smältning av metall i denna klassificeringsgrupp sker genom metoder med öppen härd eller ljusbåge. Ett brett utbud av kolnärvaro diversifierar de mekaniska egenskaperna: lågkolh alt - formbar, mediumkolh alt - stark.

Stål av kolkvalitet har en S- och P-h alt på högst 0,04 %.

Markering (GOST 1050-88):

• nummer 05-60 - krypterad närvaro av kol (minst - 0,05 %, max - 0,6 %);
• kp, ps, cn - graden av deoxidation ("sp" är det inteanges);
• G, Yu, F - innehåller mangan, aluminium, vanadin.

Markera undantag

Stål av kolkvalitet har undantag i sin märkning:

• 15K, 20K, 22K - högkvalitativt stål, tillämpbart i pannbyggnad;
• 20-PV - kol - 0,2%, stål är tillämpligt vid tillverkning av rör genom varmvalsning, i pannbyggnad och installation av värmesystem, innehåller koppar och krom;
• OSV - stål för tillverkning av vagnaxlar, innehåller nickel, krom, koppar.

För alla kvaliteter av kvalitetsstål är det möjliga behovet av att använda termisk (till exempel normalisering) och kemisk-termisk behandling (till exempel uppkolning) typiskt.

Klassificering av kolkvalitetsstål

Denna typ av kolstål kan grovt delas in i fyra grupper:

1. Mycket plastmaterial lämpligt för kallbearbetning (valsning), plåt- och rörvalsning. Kvaliteter - stål 08ps, stål 08, stål 08kp.
2. Metal som används vid varmvalsning och stansning som fungerar under termiskt aggressiva förhållanden. Kvaliteter - från stål 10 till stål 25.
3. Stål som används vid tillverkning av kritiska delar, inklusive fjädrar, fjädrar, kopplingar, bultar, axlar. Kvaliteter - från stål 60 till stål 85.
4. Stål som kräver tillförlitlig drift under aggressiva förhållanden (till exempel kedjan på en larvtraktor). Kvaliteter stål 30, stål 50, stål 30G, stål 50G.

Det går även att dela upp allt i 2 gruppervälkända kvaliteter av kolstål från kvalitetsklassen: strukturell konventionell och strukturell mangan.

Applicering av kolkonstruktionsstål

Stålkvalitet efter kvalitet	Varumärke	Application
vanlig kvalitet	St0	förstärkning, mantel
	St1	tas, I-beams, channels
	St3Gsp	konstruktionsstål
	St5sp	bussningar, muttrar, bultar
	St6ps	byggnadsskrot
	ST4kp	formade, ark, långa produkter för hållbara strukturer
kvalitet	Steel10	rör för pannor, stämplingar
	Steel15	delar med hög duktilitet, kammar, bultar, muttrar
	Steel18kp	svetsade strukturer
	Stål 20ps	axlar, gafflar, stift, kopplingar, rör
	Steel50	växlar, kopplingar
	Steel60	spindlar, brickor, fjäderringar

Kolverktygsstål har hög hållfasthet och seghet. De är nödvändigtvis föremål för värmebehandling i flera steg.

Kolh alt i stål: 0,7 – 1,3 %. För hög kvalitet - upp till 0,03%, fosfor - upp till 0,035%. Och för det instrumentalahög kvalitet: svavel - upp till 0,02%, fosfor - upp till 0,03%.

Varumärkesbeteckning (GOST 1435-74):

• U - kolinstrumental;
• 7 -13 - kolh alten i den är 0,7-1,3% respektive;
• G - förekomsten av mangan;
• A är av hög kvalitet.

Undantag från de grundläggande principerna för märkning av kolverktygsstål är materialet för delar av urverk A75, ASU10E, AU10E.

Krav för kolverktygsstål

I enlighet med GOST måste verktygsstål uppfylla ett antal egenskaper.

Nödvändiga fysikaliska, kemiska och mekaniska egenskaper: kvalitetsindikatorer för hårdhet, slaghållfasthet, hållfasthet, motstånd mot temperaturförändringar under drift (under skärning, borrning, stötbelastningar), korrosionsbeständighet.

Specificerade tekniska egenskaper:

• motstånd mot negativa processer av skärteknik (spånfastsättning, härdning);
• bra svarvnings- och slipbearbetbarhet;
• mottaglighet för värmebehandling;
• överhettningsmotstånd.

För att förbättra kvaliteten på mekaniska och tekniska indikatorer utsätts verktygsstål för värmebehandling i flera steg:

• glödgning av råmaterial före tillverkning av verktyg;
• härdning (kylning i s altlösningar) och efterföljande anlöpning av färdiga produkter (främst låghärdning).

Mottagetegenskaper bestäms av den kemiska sammansättningen och den resulterande mikrostrukturen: martensit med cementit- och austenitinneslutningar.

Användning av kolverktygsstål

De beskrivna stålen används för tillverkning av alla typer av verktyg: skärande, slagverk, hjälpmedel.

• Stål U7, U7A - hammare, mejslar, yxor, mejslar, släggor, mejslar, fiskkrokar.
• Stål U8, U8A, U8G - sågar, skruvmejslar, mittstansar, försänkningar, fräsar, tång.
• Stål U9, U9A - metallbearbetningsverktyg, träskärverktyg.
• Stål U10, stål U10A, U11, U11A - raspar, kranar, spiralborrar, hjälpverktyg för stansning och dimensionering.
• U 12, U12A - brotschar, kranar, mätverktyg.
• U13, U13A - filar, raknings- och kirurgiska instrument, stämplingsstämplar.

Rationellt val av kolstålkvalitet, teknik för dess värmebehandling, förståelse för dess egenskaper och egenskaper är nyckeln till en lång livslängd för strukturer eller verktyg som produceras, bearbetas eller används.