Oglekļa tērauda markas. Klasifikācija, GOST, pielietojums

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Tērauds ir melnās metalurģijas produkts, galvenais konstrukcijas materiāls. To izmanto celtniecības furnitūras, dažādu profilu velmētu metālu, cauruļu, detaļu, mehānismu un instrumentu ražošanai.

Tērauda ražošana

Melno metalurģija nodarbojas ar dzelzs un tērauda ražošanu. Čuguns ir ciets, bet ne izturīgs materiāls. Tērauds ir stiprs, uzticams, kaļams, leģēts metāls, ko izmanto lietuvēs, velmēšanā, kalšanā un štancēšanā.

Ir vairāki veidi, kā izgatavot tēraudu:

1. Konvertors. Aprīkojums: skābekļa pārveidotājs. Uzlāde (izejvielas): b altais čuguns, tērauda lūžņi, kaļķakmens. Tiek ražots tikai oglekļa tērauds.
2. Martenovskis. Aprīkojums: martena krāsns. Uzlāde: šķidrais čuguns, tērauda lūžņi, dzelzsrūda. Universāls gan oglekļa, gan leģētajam tēraudam.
3. Elektriskā loka. Aprīkojums: elektriskā loka krāsns. Maksa: tērauda lūžņi, čuguns, kokss, kaļķakmens. Vispārīga metode.
4. Indukcija. Aprīkojums: indukcijas krāsns. Uzlāde: tērauda un čuguna metāllūžņi, dzelzs sakausējumi.

Tērauda ražošanas procesa būtība ir samazināt negatīvo ķīmisko ieslēgumu daudzumu, lai iegūtu metālu, ko tautā sauc par "dzelzi", vai pareizāk sakot, dzelzs-oglekļa sakausējumu ar oglekļa saturu ne vairāk. nekā 2,14%.

Deoksidācijas procesi

Tēraudam kausēšanas beigu posmā raksturīgs viršanas process, ko ietekmē tam piemītošais slāpeklis, ūdeņradis un oglekļa oksīdi. Šādam sakausējumam cietā stāvoklī ir poraina struktūra, kas tiek noņemta velmējot. Tas ir mīksts un elastīgs, bet nav pietiekami stiprs.

Deoksidācijas process sastāv no verdošu piemaisījumu dezaktivēšanas, sakausējumā ievadot feromangānu, ferosilīciju un alumīniju. Atkarībā no atlikušo gāzu un deoksidējošo elementu daudzuma tērauds var būt daļēji kluss vai kluss.

Gatavs tērauds ar nepieciešamo deoksidācijas pakāpi tiek ielejams veidnēs kristalizācijai un izmantošanai turpmākajos tehnoloģiskajos posmos gatavo tērauda izstrādājumu ražošanā.

Oglekļa tērauda klasifikācija

Visu pasaules tirgū esošo tēraudu var iedalīt ogleklī un sakausējumā. Visas oglekļa tērauda kategorijas ir sadalītas dažādās klasifikatoru grupās un apzīmējumu pazīmēs.

Pamatojoties uz galvenajām klasifikācijas pazīmēm, tās izšķir:

1. Oglekļa konstrukciju tēraudi. Tie satur mazāk nekā 0,8% oglekļa. Tos izmanto armatūras, velmēšanas izstrādājumu un lējumu izgatavošanai.
2. Oglekļa instrumentu tēraudi, kas satur ogleklisumma no 0,7% līdz 1,3%. Tos izmanto instrumentiem, instrumentu aprīkojumam.

Ar deoksidācijas metodēm:

• viršana - deoksidējošie elementi (RE) sastāvā mazāk par 0,05%;
• pusmierīgs - 0,05%≦RE≦0,15%;
• mierīgs - 0,15%≦RE≦0,3%.

Pēc ķīmiskā sastāva:

• zems oglekļa saturs (0,3%≦C);
• vidēja oglekļa (0,3≦C≦0,65%);
• augsts oglekļa daudzums (0,65≦C≦1,3%).

Rūpniecībā neizmanto tēraudus, kuru oglekļa saturs pārsniedz 1,3%.

Atkarībā no mikrostruktūras:

• hipoeutektoīds - šādā tēraudā oglekļa saturs ir mazāks par 0,8%;
• eutektoīds - tie ir tēraudi ar oglekļa saturu 0,8%;
• hipereutektoīds - tēraudi ar oglekļa saturu virs 0,8%.

Kvalitāte:

1. Parastā kvalitāte. Sērs šeit satur mazāk par 0,06%, fosfora - ne vairāk kā 0,07%.
2. Kvalitatīvi tēraudi. Tie nesatur vairāk par 0,04% sēra un fosfora.
3. Augsta kvalitāte. Sēra daudzums šeit nepārsniedz 0,025%, bet fosfora - ne vairāk kā 0,018%.

Saskaņā ar galveno standartu oglekļa tērauda markas iedala:

• Būvniecības regulāra kvalitāte;
• būvniecības kvalitāte;
• instrumentālā kvalitāte;
• instrumentāla augsta kvalitāte.

Parastas kvalitātes konstrukciju tērauda marķēšanas pazīmes

Parastas kvalitātes tēraudi satur: No - līdz0,6%, S - līdz 0,06%, P - līdz 0,07%. Apskatīsim, kā šis oglekļa tērauds ir marķēts. GOST 380 nosaka šādas apzīmējuma nianses:

• A, B, C - grupa; A - nav norādīts zīmogos;
• 0–6 aiz burtiem "St" - sērijas numurs, kurā ir šifrēts ķīmiskais sastāvs un (vai) mehāniskās īpašības;
• G - Mangan Mn (mangāna) klātbūtne;
• kp, ps, cn - deoksidācijas pakāpe (vārīšanās, pusmierīga, mierīga).

Cipari no 1 līdz 6 pēc deoksidācijas pakāpes ar domuzīmi ir kategorijas. Šajā gadījumā pirmā kategorija nav norādīta nekādā veidā.

Burti M, K zīmola sākumā var nozīmēt metalurģisko ražošanas metodi: martenu vai skābekļa pārveidotāju. Starp citu, parastās kvalitātes oglekļa tēraudus raksturo kategoriju kvantitatīvais sastāvs, aptuveni 47 gabali.

Parastas kvalitātes konstrukciju tēraudu klasifikācija

Izplatītākās kvalitātes oglekļa tēraudus iedala grupās.

• A grupa: tēraudi, kuriem precīzi jāatbilst norādītajām mehāniskajām īpašībām. Patērētājam tos visbiežāk piegādā lokšņu un vairāku sekciju velmētu izstrādājumu veidā (loksnes, tējas, I-sijas, veidgabali, kniedes un futrāļi). Pakāpes: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), 1.–3. kategorija, tostarp St3Gps, St5Gps.
• B grupa: tēraudi, kas jāregulē ar nepieciešamo ķīmisko sastāvu un īpašībām. Tiek ražoti liešanas un velmējumi, kas tiks pakļauti papildu apstrādeikarsts spiediens (kalšana, štancēšana). Atzīmes: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, ieskaitot Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), 1. un 2. kategorija.
• B grupa: tēraudi, kuriem jāatbilst nepieciešamajām ķīmiskajām, fizikālajām, mehāniskajām un tehnoloģiskajām īpašībām. Šai grupai ir raksturīgas dažādas kategorijas, no kurām tiek izgatavoti plastmasas lokšņu izstrādājumi, izturīgi armatūra darbam vietās ar ievērojamām temperatūras atšķirībām, kritiskās daļas (bultskrūves, uzgriežņi, asis, virzuļu tapas). Visus šīs grupas dažāda sastāva, īpašību un marku izstrādājumus vieno laba tehnoloģiskā metināmība. Pakāpes: VSt1–VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), tostarp VSt3Gps, 1.–6. kategorija.

Parastas kvalitātes konstrukciju tēraudi ir sakausējumi, kurus rūpniecībā izmanto ļoti dažādi.

Oglekļa kvalitātes tērauda marķēšana

Oglekļa saturs minētās kvalitātes tēraudā ir no 0,05% līdz 0,6%. Šīs klasifikācijas grupas metālu kausēšana notiek ar martena vai elektriskā loka metodēm. Plašs oglekļa klātbūtnes klāsts dažādo mehāniskās īpašības: ar zemu oglekļa saturu - elastīgs, ar vidēju oglekļa saturu - stiprs.

Oglekļa kvalitātes tēraudu S un P saturs nepārsniedz attiecīgi 0,04%.

Marķējums (GOST 1050-88):

• skaitļi 05-60 - šifrēta oglekļa klātbūtne (minimums - 0,05%, maksimālais - 0,6%);
• kp, ps, cn - deoksidācijas pakāpe ("sp" navnorādīts);
• G, Yu, F - satur mangānu, alumīniju, vanādiju.

Izņēmumu atzīmēšana

Oglekļa kvalitātes tēraudiem ir izņēmumi to marķējumā:

• 15K, 20K, 22K - augstas kvalitātes tēraudi, izmantojami katlu ēkā;
• 20-PV - ogleklis - 0,2%, tērauds ir izmantojams cauruļu ražošanā ar karsto velmēšanu, katlu būvniecībā un apkures sistēmu uzstādīšanā, satur varu un hromu;
• OSV - tērauds vagonu asu ražošanai, satur niķeli, hromu, varu.

Visām kvalitātes tēraudu kategorijām ir raksturīga iespēja izmantot termisko (piemēram, normalizāciju) un ķīmiski-termisko apstrādi (piemēram, karburizāciju).

Oglekļa kvalitātes tēraudu klasifikācija

Šā veida oglekļa tēraudu var aptuveni iedalīt 4 grupās:

1. Izteikti plastmasas materiāls, kas piemērots aukstajai apstrādei (velmēšanai), lokšņu un cauruļu velmēšanai. Pakāpes - tērauds 08ps, tērauds 08, tērauds 08kp.
2. Metāls, ko izmanto karstā velmēšanai un štancēšanai, kas darbosies termiski agresīvos apstākļos. Pakāpes - no tērauda 10 līdz tēraudam 25.
3. Tērauds, ko izmanto kritisko detaļu, tostarp atsperu, atsperu, savienojumu, skrūvju, vārpstu, ražošanā. Pakāpes - no tērauda 60 līdz tēraudam 85.
4. Tēraudi, kam nepieciešama uzticama darbība agresīvos apstākļos (piemēram, kāpurķēžu traktora ķēde). Tērauda markas 30, tērauds 50, tērauds 30G, tērauds 50G.

Iespējams arī visu sadalīt 2 grupāslabi zināmās oglekļa tērauda markas no kvalitātes klases: strukturālais parastais un strukturālais mangāns.

Oglekļa konstrukcijas tērauda pielietojums

Tērauda pakāpe pēc kvalitātes	Zīmols	Pieteikums
regulāra kvalitāte	St0	pastiprinājums, apvalks
	St1	tas, I-staris, kanāli
	St3Gsp	celtniecības tērauds
	St5sp	bukses, uzgriežņi, skrūves
	St6ps	būvlūžņi
	ST4kp	formas, lokšņu, garie izstrādājumi izturīgām konstrukcijām
kvalitāte	Tērauds10	caurules katliem, štancēšana
	Tērauds15	augstas lokanības daļas, izciļņi, skrūves, uzgriežņi
	Tērauds18kp	metinātas konstrukcijas
	Tērauds 20ps	asis, dakšas, tapas, veidgabali, caurules
	Tērauds50	pārnesumi, sajūgi
	Tērauds60	vārpstas, paplāksnes, atsperu gredzeni

Oglekļa instrumentu tēraudiem ir augsta izturība un stingrība. Tie noteikti ir pakļauti daudzpakāpju termiskai apstrādei.

Oglekļa saturs tēraudā: 0,7 – 1,3%. Augstas kvalitātes - līdz 0,03%, fosforam - līdz 0,035%. Un instrumentālajamaugsta kvalitāte: sērs - līdz 0,02%, fosfors - līdz 0,03%.

Zīmola apzīmējums (GOST 1435-74):

• U - oglekļa instrumentāls;
• 7 -13 - oglekļa saturs tajā ir attiecīgi 0,7-1,3%;
• G - mangāna klātbūtne;
• A ir augsta kvalitāte.

Oglekļa instrumentu tēraudu marķēšanas pamatprincipu izņēmumi ir materiāli pulksteņu mehānismu daļām A75, ASU10E, AU10E.

Prasības oglekļa instrumentu tēraudiem

Saskaņā ar GOST instrumentu tēraudiem jāatbilst vairākiem raksturlielumiem.

Nepieciešamās fizikālās, ķīmiskās un mehāniskās īpašības: kvalitātes rādītāji: cietība, triecienizturība, izturība, izturība pret temperatūras izmaiņām ekspluatācijas laikā (griešanas, urbšanas, triecienslodžu laikā), izturība pret koroziju.

Norādītās tehnoloģiskās īpašības:

• izturība pret griešanas tehnoloģijas negatīvajiem procesiem (šķeldas pielipšana, sacietēšana);
• laba virpošanas un slīpēšanas spēja;
• jutība pret termisko apstrādi;
• pārkaršanas izturība.

Lai uzlabotu mehānisko un tehnoloģisko rādītāju kvalitāti, instrumentu tēraudi tiek pakļauti daudzpakāpju termiskai apstrādei:

• izejmateriāla atkausēšana pirms instrumentu izgatavošanas;
• cietēšana (dzesēšana sāls šķīdumos) un sekojoša gatavo produktu atlaidināšana (galvenokārt zemā rūdīšana).

Saņemtsīpašības nosaka ķīmiskais sastāvs un iegūtā mikrostruktūra: martensīts ar cementīta un austenīta ieslēgumiem.

Oglekļa instrumentu tēraudu izmantošana

Aprakstītos tēraudus izmanto visu veidu instrumentu ražošanai: griešanas, perkusijas, palīgierīču.

• Tērauds U7, U7A - āmuri, k alti, cirvji, k alti, veseri, k alti, āķi.
• Tērauds U8, U8A, U8G - zāģi, skrūvgrieži, centrālie perforatori, iegremdētāji, griezēji, knaibles.
• Tērauds U9, U9A - metālapstrādes instruments, koka griešanas instruments.
• Tērauds U10, tērauds U10A, U11, U11A - raspas, tapi, vīturbjmašīnas, palīginstrumenti štancēšanai un izmēru noteikšanai.
• U 12, U12A - rīves, krāni, mērinstrumenti.
• U13, U13A - vīles, skūšanās un ķirurģiskie instrumenti, štancēšanas perforatori.

Racionāla oglekļa tērauda markas izvēle, tās termiskās apstrādes tehnoloģija, īpašību un īpašību izpratne ir atslēga uz ražoto, apstrādāto vai lietoto konstrukciju vai instrumentu ilgu kalpošanas laiku.