Carbon din oțel. Clasificare, GOST, aplicație

Oțelul este un produs de metalurgie feroasă, principalul material structural. Produce fitinguri pentru clădiri, produse metalice din diverse profiluri, țevi, piese, mecanisme și unelte.

Producție de oțel

Industria siderurgică este producția de fontă și oțel. Fonta - un material solid, dar nu puternic. Oțelul este un metal rezistent, fiabil, ductil, din aliaj ușor, utilizat în turnătorie, laminare, forjare și ștanțare.

Există mai multe moduri de fabricare a oțelului:

1. Converter. Echipament: convertor de oxigen. Charge (materii prime): fontă albă, resturi de oțel, calcar. Numai oțelurile de carbon sunt produse.
2. Deschideți-vatră. Echipament: Cuptor cu vatră deschisă. Încărcați: fontă lichidă, resturi de oțel, minereu de fier. Universal atât pentru oțeluri carbon cât și pentru oțeluri aliate.
3. Sudare cu arc electric. Echipament: cuptor cu arc electric. Încărcați: resturi de oțel, fontă, cocs, calcar. Metoda universală.
4. Inducție. Echipament: cuptor de inducție. Încărcați: resturi de oțel și fier, feroaliaje.

Esența procesului producția de oțel - reducerea numărului de incluziuni chimice negative pentru a obține metalul, care este popular denumit „fier“ - sau, mai degrabă, a aliajului fier având un conținut de carbon în acesta nu este mai mare de 2,14%.

Procese de dezoxidare

Pentru oțelul în etapa finală de topire, procesul de fierbere este caracterizat de azotul, hidrogenul și monoxidul de carbon inerente. Un astfel de aliaj în stare solidificată are o structură poroasă, care este îndepărtată prin rulare. Este moale și ductil, dar nu suficient de puternic.

Procesul de dezoxidare constă în dezactivarea impurităților de fierbere prin introducerea aliajului feromangan, ferosiliciu și aluminiu. În funcție de cantitatea de gaze reziduale și de elemente deoxidante, oțelul poate fi semi-calm sau calm.

Oțelul gata de gradul necesar de dezoxidare este turnat în matrițe pentru cristalizare și utilizare în etapele tehnologice ulterioare de fabricare a produselor din oțel finite.

Clasificarea oțelului carbon

Toate oțelurile existente pe piața mondială pot fi împărțite în carbon și aliate. Toate tipurile de oțel carbon sunt împărțite în diferite clase ale clasificatorului și caracteristicile desemnării.

Datorită principalelor caracteristici de clasificare, acestea disting:

1. Carbon din oțel structural. În ele, conținutul de carbon este mai mic de 0,8%. Ele sunt utilizate pentru fabricarea armăturii, a produselor de laminare și a turnării.
2. Oțeluri cu unelte carbonate, care conțin carbon în valoare de 0,7% până la 1,3%. Ele sunt folosite pentru scule, echipamente de instrumentație.

Prin metode de dezoxidare:

• - elemente de dezoxidare (RE) în compoziție de mai puțin de 0,05%;
• Semi-calm - 0,05% le-REle-0,15%;
• calm - 0,15% le-REle-0,3%.

Prin compoziția chimică:

• carbon scăzut (0,3% le-C);
• mediu-carbon (0,3le-Cle-0,65%);
• Carbon cu conținut ridicat de carbon (0,65le-Cle-1,3%).

Otelurile care conțin mai mult de 1,3% carbon nu sunt utilizate în industrie.

În funcție de microstructură:

• pre-eutectoid - într-o astfel de oțel carbon în compoziția de mai puțin de 0,8%;
• eutectoid - oțel cu un conținut de carbon de 0,8%;
• hipereutectoid - oțel cu un conținut de carbon mai mare de 0,8%.

După calitate:

1. Calitate obișnuită. Sulful conține aici mai puțin de 0,06%, fosforul - nu mai mult de 0,07%.
2. Oțel de calitate. Acestea nu conțin sulf și fosfor mai mult de 0,04%.
3. De înaltă calitate. Cantitatea de sulf aici nu depășește 0,025%, iar fosforul - nu mai mult de 0,018%.

Conform standardului de bază, clasele de oțel carbon sunt distribuite:

• calitatea construcției;
• calitatea construcției;
• calitatea instrumentală;
• instrumente de înaltă calitate.

Caracteristici de marcare a oțelului structural de calitate obișnuită

Oțelul de calitate obișnuită conține: С - până la 0,6%, S - până la 0,06%, P - până la 0,07%. Să vedem cum este marcată această oțel carbon. GOST 380 definește următoarele nuanțe de desemnare:

• A, B, B - grupul A - nu este indicat în mărci;
• 0-6 după literele "St" - numărul de serie în care sunt codificate compoziția chimică și (sau) proprietățile mecanice;
• D - prezența Mn de mangan (mangan);
• kp, ps, cn - gradul de dezoxidare (fierbinte, senin, calm).

Cifrele de la 1 la 6 după indicarea gradului de dezoxidare printr-o linie sunt categorii. Prima categorie nu este indicată în nici un fel.

Literele M, K la începutul mărcii pot însemna o metodă metalurgică de producție: vatră deschisă sau convertizor de oxigen. De altfel, oțelul carbon de calitate obișnuită este reprezentat de o compoziție cantitativă a mărcilor, de aproximativ 47 de piese.

Clasificarea oțelurilor structurale de calitate obișnuită

Oțelul de oțel de calitate obișnuită este împărțit în grupuri.

• Grupa A: oțel, care trebuie să se potrivească exact cu proprietățile mecanice specificate. Acestea sunt furnizate consumatorului, cel mai adesea sub formă de produse laminate (foi, mărci, grinzi, fitinguri, nituri și carcase). Stampile: St0, Ст1 - Ст6 (кп, пс, сп), categoriile 1-3, inclusiv Ст3Гпс, Ст5Гпс.
• Grupa B: oțel, care trebuie să fie reglementat de compoziția și proprietățile chimice necesare. Fabricarea de piese turnate și produse laminate, care vor fi supuse unei prelucrări suplimentare cu presiune în stare fierbinte (forjare, ștanțare). Timbre: BSt0, BSt1 (kn-cn) BSt2 (kp, ps) BSt3 (kn-cn, inclusiv BSt3Gps) BSt4 (kp, ps), BLS 6 (ps, cn), categoriile 1 și 2.
• Grupa B: oțel, care trebuie să corespundă proprietăților chimice, fizice, mecanice și tehnologice necesare. Acest grup este diversitatea inerentă a mărcilor, din care este fabricat din tablă de produse din material plastic, armarea durabilă pentru zonele la temperaturi extreme, părțile critice (bolțuri, șuruburi, axe, pistoane degete). Toate produsele cu diferite compoziții, proprietăți și calități ale acestui grup sunt unite prin bună sudabilitate tehnologică. Marci: ВСт1-ВСт6 (кп, пс, сп), ВСт5 (пс, сп), inclusiv ВСт3Гпс, categorii 1-6.

Oțeluri structurale de calitate obișnuită - aliaje care au o mare varietate de utilizări în industrie.

Marcarea oțelului de calitate a carbonului

Conținutul de carbon din oțel de calitatea menționată este de la 0,05% până la 0,6%. Tăierea metalului acestui grup de clasificare are loc prin metode cu arc deschis sau cu arc electric. O gamă largă de prezențe de carbon diversifică proprietățile mecanice: carbon cu conținut redus de carbon, mediu de carbon - puternic.

Calitatea oțelului carbon în S și P nu este mai mare de 0,04%, respectiv.

Marcare (GOST 1050-88):

• cifrele 05-60 - prezența criptată a carbonului (minim - 0,05%, maxim - 0,6%);
• kp, ps, cn - gradul de dezoxidare ("cn" nu este indicat);
• Г, Ю, Ф - conțin mangan, aluminiu, vanadiu.

Excepții la marcare

Carbonul de calitate a oțelului în marcajul său are excepții:

• 15К, 20К, 22К - oțeluri calitative, sunt aplicabile în construcția cazanelor;
• 20-PV-carbon - 0,2%, oțelul este aplicabil în fabricarea țevilor prin laminare la cald, în construcția cazanelor și instalarea sistemelor de încălzire, conține cupru și crom;
• OsV - oțel pentru fabricarea osiilor auto, conține nichel, crom, cupru.

Pentru toate tipurile de oțeluri de calitate este tipică o posibilă necesitate de utilizare a tratamentului termic (de exemplu, de normalizare) și a tratamentului chimic-termic (de exemplu carburizarea).

Clasificarea oțelurilor de calitate carbonică

Acest tip de oțeluri de carbon pot fi divizate în mod condiționat în 4 grupe:

1. Material foarte plastic, adecvat pentru prelucrarea la rece (laminare), produse din tablă și tuburi. Timbre - oțel 08ps, oțel 08, oțel 08kp.
2. Metalul utilizat la laminarea la cald și ștanțare, care va funcționa în condiții de agresivitate termică. Stampile - de la oțel 10 la oțel 25.
3. Oțel, care a găsit aplicații în fabricarea pieselor critice, inclusiv arcuri, arcuri, cuplaje, șuruburi, arbori. Stampile - de la oțel 60 la oțel 85.
4. Oțel, care necesită o funcționare fiabilă în condiții agresive (de exemplu, un lanț de tractor pe șenile). Stampilele sunt oțel 30, oțel 50, oțel 30G, oțel 50G.

Este, de asemenea, posibilă împărțirea în două grupe a tuturor mărcilor cunoscute de oțel carbon din clasa de calitate: materiale convenționale de construcție și materiale de construcție cu conținut de mangan.

Aplicarea oțelului structural din carbon

Oțelul de scule din oțel este caracterizat prin înaltă rezistență și duritate. Acestea sunt în mod necesar supuse unui tratament termic în mai multe etape.

Conținutul de carbon din oțel: 0,7 - 1,3%. Pentru calități - până la 0,03%, fosfor - până la 0,035%. Și pentru instrumente de înaltă calitate: sulf - până la 0,02%, fosfor - până la 0,03%.

Denumirea mărcii (GOST 1435-74):

• Instrument U - carbon;
• 7 -13 - conținutul de carbon din acesta este de 0,7-1,3%, respectiv;
• D - prezența manganului în compoziție;
• A - de înaltă calitate.

Excepțiile de la principiile de bază ale marcării oțelurilor carbonate sunt materiale pentru detaliile mișcărilor de ceas A75, ACU10E, AU10E.

Cerințe pentru oțelurile cu scule carbonate

În conformitate cu GOST, oțelurile de unelte trebuie să îndeplinească o serie de caracteristici.

fizico-chimice necesare și proprietăți mecanice: indicatori de calitate duritate, tenacitate, rezistență la schimbările de temperatură în timpul funcționării (în timpul tăierii, foraj, sarcinile de impact), rezistenta la coroziune.

Proprietăți tehnologice specificate:

• rezistența la procesele negative ale tehnologiei de tăiere (aderență cip, întărire);
• o bună prelucrare prin rotire și șlefuire;
• respectarea tratamentului termic;
• rezistență la supraîncălzire.

Pentru a îmbunătăți calitatea indicatorilor mecanici și tehnologici, oțelurile instrumentale sunt supuse unui tratament termic în mai multe etape:

• recoacerea materiei prime înainte de fabricarea sculelor;
• stingerea (răcirea în soluții de sare) și eliberarea ulterioară a produselor finite (în principal vacanțe scăzute).

Proprietățile obținute sunt determinate de compoziția chimică și microstructura obținută: martensite cu incluziuni cementite și austenite.

Utilizarea oțelurilor cu unelte carbonice

Oțelul descris este folosit pentru fabricarea tuturor tipurilor de scule: tăiere, percuție, auxiliar.

• Oțel U7, U7A - ciocane, dălți, axe, daltă, ciocani, dălți, cârlige pentru pește.
• Oțel У8, У8А, У8Г - ferăstraie, șurubelnițe, perforatoare, console, freze, clește.
• Oțel U9, U9A - unealtă pentru tăierea lemnului.
• Oțel U10, oțel U10A, U11, U11A - răzătoare, robinete, spirale, instrument auxiliar pentru perforare și calibrare.
• La 12, V12A - scanează, robinete, instrumente de măsurare.
• У13, У13А - fișiere, instrumente de bărbierit și chirurgicale, ștanțări de ștanțare.

Alegerea rațională a mărcii de oțel carbon, tehnologia tratamentului său termic, înțelegerea proprietăților și caracteristicilor sale este garanția unei lungi durate de viață a structurilor sau a uneltelor produse, prelucrate sau utilizate.