Typy uhlíkové oceli. Klasifikace, GOST, aplikace

Ocel je výrobkem železné metalurgie, hlavní konstrukční materiál. Vyrábí stavební kování, kovové výrobky z různých profilů, trubky, díly, mechanismy a nástroje.

Výroba oceli

Průmysl železa a oceli je výroba surového železa a oceli. Litina - pevný, ale ne silný materiál. Ocel je odolný, spolehlivý, tvárný, slitinově náchylný kov používaný ve slévárně, válcování, kování a lisování.

Existuje několik způsobů výroby oceli:

1. Konvertor. Vybavení: konvertor kyslíku. Poplatek (suroviny): bílá litina, ocelový šrot, vápenec. Jsou vyráběny pouze uhlíkové oceli.
2. Martenovsky. Vybavení: Otopná pec. Nabíjení: tekutá litina, ocelový šrot, železná ruda. Univerzální pro uhlíkové i legované oceli.
3. Elektrické obloukové svařování. Vybavení: elektrická oblouková pec. Poplatek: ocelový šrot, litina, koks, vápenec. Univerzální metoda.
4. Indukce. Vybavení: indukční pec. Nabíjení: ocelový a železný šrot, feroslitiny.

Podstata procesu výroba oceli - snížení počtu negativních chemických vměstků a získá se kov, který je všeobecně označován jako „železo“ - nebo spíše na slitiny železa, která má obsah uhlíku v nich není větší než 2,14%.

Deoxidační procesy

U oceli v konečné fázi tavení je proces varu charakterizován oxidem dusíkem, vodíkem a oxidem uhelnatým. Taková slitina ve stuženém stavu má porézní strukturu, která se odstraňuje válcováním. Je měkká a tvárná, ale není dostatečně silná.

Proces deoxidace spočívá v deaktivaci vroucích nečistot zaváděním feromanganu, ferosiliku a hliníku do slitiny. V závislosti na množství zbytkových plynů a deoxidačních prvků může být ocel polokladá nebo klidná.

Připravená ocel požadovaného stupně deoxidace je naliata do forem pro krystalizaci a použití v dalších technologických stádiích výroby hotových výrobků z oceli.

Klasifikace uhlíkové oceli

Celá ocel, která existuje na světovém trhu, může být rozdělena na uhlík a legovanou. Všechny druhy uhlíkové oceli jsou rozděleny do různých tříd klasifikátoru a charakteristik označení.

Vycházejíc z hlavních klasifikačních charakteristik, rozlišují:

1. Uhlíková konstrukční ocel. V nich je obsah uhlíku nižší než 0,8%. Používají se k výrobě výztuže, válcování a lití.
2. Carbonaceové nástroje, které obsahují uhlík v množství od 0,7% do 1,3%. Používají se pro nástroje, přístrojové vybavení.

Metody deoxidace:

• vroucí - deoxidační složky (RE) ve složení menší než 0,05%;
• Polomělí - 0,05% le-REle-0,15%;
• klid - 0,15% le-REle-0,3%.

Chemickým složením:

• nízký obsah uhlíku (0,3% le-C);
• střední-uhlík (0,3le-Cle-0,65%);
• Vysoký obsah uhlíku (0,65le-Cle-1,3%).

Ocel obsahující více než 1,3% uhlíku se v průmyslu nepoužívá.

V závislosti na mikrostruktuře:

• pre-eutektoid - v takové uhlíkové oceli ve složení menší než 0,8%;
• eutektoid - ocel s obsahem uhlíku 0,8%;
• hypereutectoid - ocel s obsahem uhlíku více než 0,8%.

Podle kvality:

1. Běžná kvalita. Síra zde obsahuje méně než 0,06%, fosfor - ne více než 0,07%.
2. Kvalitní ocel. Neobsahují síru a fosfor více než 0,04%.
3. Vysoce kvalitní. Množství síry zde nepřesahuje 0,025% a fosfor - ne více než 0,018%.

Podle základního standardu jsou uhlíkové oceli rozděleny do:

• konstrukční kvalita;
• konstrukční kvalita;
• instrumentální kvalita;
• vysoce kvalitní instrumentální.

Vlastnosti značení konstrukční oceli běžné jakosti

Ocel obyčejné kvality obsahuje: С - až 0,6%, S - až 0,06%, P - až 0,07%. Podívejme se, jak je tato uhlíková ocel označena. GOST 380 definuje následující nuance označení:

• A, B, B - skupina-A - není uvedena v známkách;
• 0-6 za písmeny "St" - sériové číslo, ve kterém je kódováno chemické složení a / nebo mechanické vlastnosti;
• D - přítomnost Mn manganu (manganu);
• kp, ps, cn - stupeň deoxidace (varu, klid, klid).

Čísla od 1 do 6 po označení stupně deoxidace přes pomlčku jsou kategorie. První kategorie není žádným způsobem označena.

Písmena M, K na začátku značky mohou znamenat metalurgickou metodu výroby: otevřený krb nebo konvertor kyslíku. Mimochodem, uhlíková ocel obyčejné kvality je reprezentována kvantitativním složením značek, asi 47 kusů.

Klasifikace konstrukčních ocelí běžné jakosti

Uhlíková ocel běžné jakosti je rozdělena do skupin.

• Skupina A: ocel, která musí přesně odpovídat specifikovaným mechanickým vlastnostem. Spotřebitelé jsou často dodávány ve formě listu a více za horka (listy, T-kusy, H profily, kování, nýty a skříní). Známky: St0, С1 - С6 (кп, пс, сп), kategorie 1-3, včetně St3Гпс, Ст5Гпс.
• Skupina B: ocel, která musí být regulována potřebným chemickým složením a vlastnostmi. Výroba odlitků a válcovaných výrobků, které budou podrobeny dodatečnému obrábění s tlakem v horkém stavu (kování, lisování). Známky: BSt0, BSt1 (KN-CN) BSt2 (kp, ps) BSt3 (KN-cn, včetně BSt3Gps) BSt4 (kp, ps), BLS 6 (PS, CN), kategoriích 1 a 2.
• Skupina B: ocel, která musí odpovídat požadovaným chemickým, fyzikálním, mechanickým a technologickým vlastnostem. Tato skupina je vlastní rozmanitost značek, z nichž je vyrobena z plastových desek výrobky, odolné zesílení oblastí v extrémních teplotách, kritické části (šrouby, vruty, nápravy, písty prsty). Všechny výrobky s různým složením, vlastnostmi a jakostmi této skupiny jsou spojeny dobrou technologickou svařitelností. Známky: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), včetně VSt3Gps, kategorie 1-6.

Konstrukční ocel běžné jakosti - slitiny, které mají v průmyslu široké využití.

Označení uhlíkové oceli

Obsah uhlíku v oceli jmenované jakosti je od 0,05% do 0,6%. Tavení kovu této klasifikační skupiny probíhá metodami s otevřeným krbem nebo elektrickým obloukem. Široká škála přítomnosti uhlíku diverzifikuje mechanické vlastnosti: nízkouhlíkové - plastové, středně uhlíkové - silné.

Kvalita uhlíkové oceli v S a P není větší než 0,04%.

Označení (GOST 1050-88):

• čísla 05-60 - kódovaná přítomnost uhlíku (minimální - 0,05%, maximální - 0,6%);
• kp, ps, cn - stupeň deoxidace ("cn" není indikován);
• G, Y, F - obsahují mangan, hliník, vanad.

Výjimky v označení

Kvalita uhlíkové oceli ve své značce má výjimky:

• 15K, 20К, 22К - kvalitativní oceli, jsou použitelné v konstrukci kotlů;
• 20-PV-uhlík - 0,2%, ocel je použitelná při výrobě trubek válcováním za tepla, v konstrukci kotlů a při instalaci topných systémů, obsahuje měď a chrom;
• OsV - ocel pro výrobu automobilových náprav, obsahuje nikl, chrom, měď.

U všech druhů kvalitních ocelí je typická možná potřeba použití tepelné (např. Normalizace) a chemicko-tepelné úpravy (například karburace).

Klasifikace uhlíkových ocelí

Tento typ uhlíkových ocelí lze podmíněně rozdělit do 4 skupin:

1. Vysoce plastový materiál, vhodný pro obrábění za studena (válcování), plechy a trubky. Známky - ocel 08ps, ocel 08, ocel 08kp.
2. Kov použitá při válcování a lisování za tepla, která bude pracovat v tepelně agresivních podmínkách. Známky - od oceli 10 k oceli 25.
3. Ocel, která se uplatňuje při výrobě kritických dílů, včetně pružin, pružin, spojů, šroubů, hřídelů. Známky - od oceli 60 do oceli 85.
4. Ocel, vyžadující spolehlivý provoz v agresivních podmínkách (například řetězec pásového traktoru). Známky jsou ocel 30, ocel 50, ocel 30G, ocel 50G.

Je také možné rozdělit do 2 skupin všechny známé značky uhlíkové oceli z třídy jakosti: konstrukční konvenční a konstrukční mangan.

Aplikace uhlíkové konstrukční oceli

Uhlíková nástrojová ocel je charakterizována vysokou pevností a houževnatostí. Jsou nutně podrobeny vícestupňovému tepelnému zpracování.

Obsah uhlíku v oceli: 0,7 - 1,3%. Pro kvalitativní - až 0,03% fosforu - až 0,035%. A pro instrumentální vysoce kvalitní: síru - až 0,02%, fosfor - až 0,03%.

Označení značky (GOST 1435-74):

• Nástroj U - uhlík;
• 7 -13 - obsah uhlíku v něm činí 0,7-1,3%;
• D - přítomnost manganu v kompozici;
• A - vysoce kvalitní.

Výjimky ze základních principů značení uhlíkových nástrojových ocelí jsou materiály pro detaily hodinových pohybů A75, ACU10E, AU10E.

Požadavky na uhlíková nástrojová ocel

Podle GOST musí nástrojové oceli splňovat řadu vlastností.

Nezbytné fyzikálně-chemické a mechanické vlastnosti: ukazatele kvality tvrdost, houževnatost, pevnost, odolnost proti změnám teplot během provozu (v průběhu řezání, vrtání, rázovým zatížením), odolnost proti korozi.

Specifikované technologické vlastnosti:

• odolnost vůči negativním procesům technologie řezání (přilnavost třísek, vytvrzení);
• dobrá obrobitelnost otáčením a broušením;
• dodržování tepelného ošetření;
• odolnost vůči přehřátí.

Pro zlepšení kvality mechanických a technologických ukazatelů jsou nástrojové oceli podrobovány vícestupňovému tepelnému zpracování:

• žíhání suroviny před výrobou nástrojů;
• kalení (chlazení v solných roztokech) a následné uvolňování hotových výrobků (především nízké dovolené).

Získané vlastnosti jsou určeny chemickým složením a získanou mikrostrukturou: martenzit s cementitem a austenitovými inkluzemi.

Použití uhlíkových nástrojových ocelí

Popisovaná ocel se používá pro výrobu všech druhů nástrojů: řezání, perkuse, pomocné.

• Ocel U7, U7A - kladiva, dláta, sekery, dláta, kladiva, dláta, háčky na ryby.
• Ocel Ø8, Ø8A, Ø8G - pily, šroubováky, děrovačky, zahloubení, frézy, kleště.
• Ocel U9, U9A - nástroj pro řezání kovů, nástroj pro řezání dřeva.
• Ocel U10, ocel U10A, U11, U11A - škrabka, kohoutky, spirální vrtačky, pomocný nástroj pro děrování a kalibraci.
• U 12, V12A - skenování, kohouty, měřicí přístroje.
• Ú13, У13А - pilníky, holicí a chirurgické nástroje, razící razníky.

Racionální volba značky uhlíkové oceli, technologie jejího tepelného zpracování, pochopení jejích vlastností a vlastností je zárukou dlouhé životnosti vyráběných, zpracovaných nebo použitých konstrukcí nebo nástrojů.