نمرات فولاد کربنی. طبقه بندی، GOST، کاربرد

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

فولاد یک محصول متالورژی آهنی است که ماده اصلی ساختاری است. برای تولید اتصالات ساختمانی، نورد فلز پروفیل های مختلف، لوله ها، قطعات، مکانیزم ها و ابزارها استفاده می شود.

تولید فولاد

متالورژی آهنی در تولید آهن و فولاد فعالیت می کند. چدن ماده ای سخت اما بادوام نیست. فولاد یک فلز قوی، قابل اعتماد، انعطاف پذیر و مستعد آلیاژی است که در ریخته گری، نورد، آهنگری و مهر زنی استفاده می شود.

راه های مختلفی برای ساخت فولاد وجود دارد:

1. مبدل. تجهیزات: مبدل اکسیژن. شارژ (مواد اولیه): چدن سفید، ضایعات فولادی، سنگ آهک. فقط فولادهای کربنی تولید می شوند.
2. مارتنوفسکی. تجهیزات: کوره اجاق باز. شارژ: چدن مایع، ضایعات فولاد، سنگ آهن. جهانی برای فولادهای کربنی و آلیاژی.
3. قوس الکتریکی. تجهیزات: کوره قوس الکتریکی. شارژ: ضایعات فولاد، چدن، کک، سنگ آهک. روش عمومی.
4. القاء. تجهیزات: کوره القایی. شارژ: ضایعات فولاد و چدن، فروآلیاژها.

ماهیت فرآیند تولید فولاد کاهش مقدار مواد شیمیایی منفی برای به دست آوردن فلزی است که به طور معمول "آهن" نامیده می شود، یا بهتر است بگوییم، آلیاژ آهن-کربن با محتوای کربن بیشتر نیست. از 2.14%.

فرایندهای اکسید زدایی

برای فولاد در مرحله نهایی ذوب، فرآیند جوشیدن مشخص است که تحت تأثیر نیتروژن، هیدروژن و اکسیدهای کربن ذاتی در آن است. چنین آلیاژی در حالت جامد دارای ساختار متخلخلی است که با نورد کردن حذف می شود. نرم و انعطاف پذیر است، اما به اندازه کافی قوی نیست.

فرآیند اکسید زدایی شامل غیرفعال کردن ناخالصی های در حال جوش با وارد کردن فرومنگنز، فروسیلیس و آلومینیوم به آلیاژ است. بسته به مقدار گازهای باقیمانده و عناصر دی اکسید کننده، فولاد می تواند نیمه آرام یا ساکن باشد.

فولاد تمام شده با درجه اکسید زدایی لازم برای تبلور در قالب ها ریخته می شود و در مراحل بعدی فناوری در ساخت محصولات نهایی فولادی استفاده می شود.

طبقه بندی فولاد کربن

کلیه فولادهای موجود در بازار جهانی را می توان به کربن و آلیاژ تقسیم کرد. تمام گریدهای فولاد کربنی به گروه های طبقه بندی کننده و ویژگی های مختلف تقسیم می شوند.

بر اساس ویژگی های اصلی طبقه بندی، آنها را متمایز می کنند:

1. فولادهای ساختاری کربنی. آنها حاوی کمتر از 0.8٪ کربن هستند. از آنها برای ساخت میلگرد، محصولات نورد و ریخته گری استفاده می شود.
2. فولادهای ابزار کربنی که حاوی کربن هستندمقدار از 0.7٪ تا 1.3٪. آنها برای ابزار، تجهیزات ابزار استفاده می شوند.

با روش های اکسید زدایی:

• جوش - عناصر اکسید زدا (RE) در ترکیب کمتر از 0.05٪؛
• نیمه آرام - 0.05%≦RE≦0.15%;
• آرام - 0.15%≦RE≦0.3%.

بر اساس ترکیب شیمیایی:

• کربن کم (0.3%≦C);
• کربن متوسط (0.3≦C≦0.65%)؛
• کربن بالا (0.65≦C≦1.3%).

فولادهای حاوی کربن بالای 1.3% در صنعت استفاده نمی شوند.

بسته به ریزساختار:

• hypoeutectoid - در چنین فولادی، محتوای کربن کمتر از 0.8٪ است؛
• eutectoid - اینها فولادهایی با محتوای کربن 0.8٪ هستند؛
• hypereutectoid - فولادهایی با محتوای کربن بیش از 0.8%.

کیفیت:

1. کیفیت معمولی. گوگرد در اینجا حاوی کمتر از 0.06٪، فسفر - نه بیشتر از 0.07٪ است.
2. فولادهای با کیفیت. آنها بیش از 0.04٪ گوگرد و فسفر ندارند.
3. کیفیت بالا. مقدار گوگرد در اینجا از 0.025٪ و فسفر - بیش از 0.018٪ تجاوز نمی کند.

طبق استاندارد اصلی، گریدهای فولاد کربنی به: تقسیم می شوند

• کیفیت معمولی ساختمانی؛
• کیفیت ساخت؛
• کیفیت ابزاری؛
• دستگاهی با کیفیت بالا.

ویژگی های علامت گذاری فولاد سازه ای با کیفیت معمولی

فولادهای با کیفیت معمولی شامل: از - تا0.6٪، S - تا 0.06٪، P - تا 0.07٪. بیایید ببینیم که چگونه این فولاد کربنی مشخص شده است. GOST 380 تفاوت های ظریف زیر را تعریف می کند:

• A، B، C - گروه؛ الف - در تمبرها مشخص نشده است؛
• 0–6 بعد از حروف "St" - شماره سریالی که در آن ترکیب شیمیایی و (یا) خواص مکانیکی رمزگذاری شده است؛
• G - وجود منگنز منگنز (منگنز)؛
• kp، ps، cn - درجه اکسیداسیون (جوش، نیمه آرام، آرام).

اعداد 1 تا 6 بعد از درجه اکسید زدایی از طریق خط تیره دسته بندی می شوند. در این مورد، دسته اول به هیچ وجه نشان داده نمی شود.

حروف M، K در ابتدای نام تجاری می تواند به معنای روش متالورژیکی تولید باشد: اجاق باز یا مبدل اکسیژن. به هر حال، فولادهای کربنی با کیفیت معمولی با ترکیب کمی از گریدها، تقریباً 47 قطعه نشان داده می شوند.

طبقه بندی فولادهای سازه ای با کیفیت معمولی

فولادهای کربنی با کیفیت رایج به گروه‌هایی تقسیم می‌شوند.

• گروه A: فولادهایی که باید دقیقاً با خواص مکانیکی مشخص شده مطابقت داشته باشند. آنها اغلب به صورت ورق و محصولات نورد چند بخش (ورق، سه راهی، تیرآهن I، اتصالات، پرچ و کیس) به مصرف کننده عرضه می شوند. نمرات: St0، St1 - St6 (kp، ps، sp)، دسته‌های 1-3، از جمله St3Gps، St5Gps.
• گروه B: فولادهایی که باید با ترکیب شیمیایی و خواص لازم تنظیم شوند. محصولات ریخته گری و نورد تولید می شود که تحت ماشینکاری اضافی قرار می گیرندفشار داغ (جعل، مهر زنی). علائم: Bst0، Bst1 (kp-sp)، Bst2 (kp، ps)، Bst3 (kp-sp، شامل Bst3Gps)، Bst4 (kp، ps)، Bst 6 (ps، sp)، دسته‌های 1 و 2.
• گروه B: فولادهایی که باید خواص شیمیایی، فیزیکی، مکانیکی و فنی مورد نیاز را داشته باشند. این گروه با انواع درجه هایی که محصولات ورق های پلاستیکی از آنها ساخته می شود، اتصالات بادوام برای کار در مناطق با اختلاف دمای قابل توجه، قطعات مهم (پیچ و مهره، آجیل، محور، پین پیستون) مشخص می شود. همه محصولات با ترکیب، خواص و درجه های مختلف این گروه با جوش پذیری تکنولوژیکی خوب متحد شده اند. درجه‌ها: VSt1-VSt6 (kp، ps، sp)، VSt5 (ps، sp)، از جمله VSt3Gps، دسته‌های 1-6.

فولادهای سازه ای با کیفیت معمولی آلیاژهایی هستند که کاربردهای متنوعی در صنعت دارند.

علامت گذاری فولاد با کیفیت کربن

میزان کربن در فولاد با کیفیت نامبرده از 0.05٪ تا 0.6٪ است. ذوب فلزات این گروه طبقه بندی با روش های اجاق باز یا قوس الکتریکی صورت می گیرد. طیف گسترده ای از کربن خواص مکانیکی را متنوع می کند: کم کربن - انعطاف پذیر، کربن متوسط - قوی.

فولادهای با کیفیت کربن دارای محتوای S و P به ترتیب بیش از 0.04٪ نیستند.

علامت گذاری (GOST 1050-88):

• اعداد 05-60 - وجود کربن رمزگذاری شده (حداقل - 0.05٪، حداکثر - 0.6٪)؛
• kp، ps، cn - درجه اکسیداسیون ("sp" نیستنشان داده شده)؛
• G، Yu، F - حاوی منگنز، آلومینیوم، وانادیم است.

علامت گذاری استثناها

فولادهای با کیفیت کربن استثناهایی در علامت گذاری دارند:

• 15K، 20K، 22K - فولادهای با کیفیت بالا، قابل استفاده در ساختمان دیگ بخار؛
• 20-PV - کربن - 0.2٪، فولاد قابل استفاده در ساخت لوله ها با نورد گرم، در ساختمان دیگ بخار و نصب سیستم های گرمایشی، حاوی مس و کروم است؛
• OSV - فولاد برای ساخت محورهای واگن، حاوی نیکل، کروم، مس.

برای همه گریدهای فولادهای با کیفیت، نیاز احتمالی به استفاده از عملیات حرارتی (مثلاً نرمال‌سازی) و عملیات شیمیایی-حرارتی (مثلاً کربن‌سازی) معمول است.

طبقه بندی فولادهای با کیفیت کربن

این نوع فولاد کربنی را می توان تقریباً به 4 گروه تقسیم کرد:

1. مواد بسیار پلاستیکی قابل استفاده برای ماشینکاری سرد (نورد)، نورد ورق و لوله. درجات - فولاد 08ps، فولاد 08، فولاد 08kp.
2. فلز مورد استفاده در نورد گرم و مهر زنی که در شرایط تهاجمی حرارتی عمل می کند. درجات - از فولاد 10 تا فولاد 25.
3. فولاد مورد استفاده در ساخت قطعات حیاتی، از جمله فنر، فنر، کوپلینگ، پیچ و مهره، شفت. درجات - از فولاد 60 تا فولاد 85.
4. فولادهایی که نیاز به عملکرد قابل اعتماد در شرایط تهاجمی دارند (مثلاً زنجیر تراکتور کاترپیلار). گرید فولاد 30، فولاد 50، فولاد 30 گرم، فولاد 50 گرم.

همچنین می توان همه چیز را به 2 گروه تقسیم کردگریدهای شناخته شده فولاد کربنی از کلاس کیفیت: منگنز ساختاری معمولی و ساختاری.

کاربرد فولاد ساختاری کربن

عیار فولاد بر اساس کیفیت	برند	برنامه
کیفیت معمولی	St0	تقویت، روکش
	St1	tas, I-beams, channels
	St3Gsp	فولاد ساختمانی
	St5sp	بوش، مهره، پیچ و مهره
	St6ps	ضایعات ساختمانی
	ST4kp	محصولات شکل، ورق، بلند برای سازه های بادوام
کیفیت	Steel10	لوله برای دیگهای بخار، مهر زنی
	Steel15	قطعات شکل پذیری بالا، بادامک، پیچ و مهره، مهره
	فولاد18kp	سازه های جوشی
	فولاد 20ps	محور، چنگال، پین، اتصالات، لوله
	Steel50	دنده، کلاچ
	Steel60	دوک، واشر، حلقه فنری

فولادهای ابزار کربنی دارای استحکام و چقرمگی بالایی هستند. آنها لزوما تحت عملیات حرارتی چند مرحله ای قرار دارند.

میزان کربن در فولاد: 0.7 – 1.3%. برای کیفیت بالا - تا 0.03٪، فسفر - تا 0.035٪. و برای سازکیفیت بالا: گوگرد - تا 0.02٪، فسفر - تا 0.03٪.

نام تجاری (GOST 1435-74):

• U - کربن ابزاری؛
• 7 -13 - محتوای کربن موجود در آن به ترتیب 0.7-1.3٪ است؛
• G - وجود منگنز؛
• A با کیفیت است.

استثنائات اصول اولیه علامت گذاری فولادهای ابزار کربنی، مواد مربوط به قطعات حرکات ساعت A75، ASU10E، AU10E است.

الزامات برای فولادهای ابزار کربنی

مطابق با GOST، فولادهای ابزار باید با تعدادی از ویژگی ها مطابقت داشته باشند.

خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی مورد نیاز: شاخص های کیفی سختی، مقاومت ضربه، استحکام، مقاومت در برابر تغییرات دما در حین کار (در حین برش، حفاری، بارهای ضربه ای)، مقاومت در برابر خوردگی.

خواص فناورانه مشخص شده:

• مقاومت در برابر فرآیندهای منفی فناوری برش (چسبیدن تراشه، سخت شدن)؛
• قابلیت تراشکاری و آسیاب خوب؛
• استعداد به عملیات حرارتی؛
• مقاومت در برابر گرمای بیش از حد.

برای بهبود کیفیت شاخص های مکانیکی و فناوری، فولادهای ابزار تحت عملیات حرارتی چند مرحله ای قرار می گیرند:

• پخت مواد خام قبل از ساخت ابزار؛
• سخت شدن (سرد شدن در محلول های نمکی) و متعاقب آن تمپر کردن محصولات نهایی (عمدتاً با تلطیف کم).

دریافت شدخواص توسط ترکیب شیمیایی و ریزساختار حاصل تعیین می شود: مارتنزیت با اجزای سمنتیت و آستنیت.

استفاده از فولادهای ابزار کربنی

فولادهای توصیف شده برای ساخت انواع ابزارها استفاده می شود: برش، ضربی، کمکی.

• فولاد U7، U7A - چکش، اسکنه، تبر، اسکنه، پتک، اسکنه، قلاب ماهی.
• Steel U8، U8A، U8G - اره، پیچ گوشتی، پانچ مرکزی، سینک، برش، انبردست.
• Steel U9, U9A - ابزار فلزکاری، ابزار برش چوب.
• فولاد U10، فولاد U10A، U11، U11A - سوخاری، شیرآلات، مته‌های پیچشی، ابزارهای کمکی برای پانچ و اندازه‌گیری.
• U 12، U12A - ریمرس، شیر، ابزار اندازه گیری.
• U13، U13A - فایل‌ها، ابزار اصلاح و جراحی، مشت زدن.

انتخاب منطقی درجه فولاد کربنی، فناوری عملیات حرارتی آن، درک خواص و ویژگی‌های آن، کلید عمر طولانی سازه‌ها یا ابزارهای تولید، پردازش یا استفاده می‌شود.