Plienas 20: GOST, charakteristikos, savybės ir pritaikymas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Gryna geležis pasižymi ribotu savybių sąrašu ir kaip netauriųjų metalų yra mažai įdomi. Tačiau jo pagrindu pagaminti lydiniai turi didžiulį potencialą, tereikia nustatyti cheminę sudėtį ir atlikti tinkamą terminį apdorojimą.

Dažniausias konstrukcinis plienas

Visas geležies pagrindu pagamintas plienas priklauso juodajai metalurgijai ir turi daugybę klasifikacijų. Jis gaminamas pagal įvairius parametrus: pagal cheminę sudėtį, paskirtį, kenksmingų elementų kiekį, stiprumą ir atsparumą smūgiams, lankstumą ir daugelį kitų. Struktūriniai – tapo dažniausiai naudojami. Kai kurie iš jų turi universalias savybes ir gali būti keičiami.

Struktūrinis plienas 20 priklauso vidutinio anglies klasei, turi ferito-perlito struktūrą. Plienas yra aukštos kokybės, tai yra, jame yra mažiau kenksmingų elementų: sieros ir fosforo. Jokių suvirinamumo apribojimų. Dėl optimalaus stiprumo ir plastiškumo derinio jis yra tiesiog universali medžiaga valcuotų vamzdžių gamybai, detalėms, kurioms vėliau taikomas termomechaninis ir termocheminis apdorojimas.apdirbimas (cementavimas, cinkavimas ir chromavimas).

G20 rado savo panaudojimą

Plienas 20, kurio savybės cheminio-terminio, termomechaninio apdirbimo pagalba gali skirtis plačiame diapazone, yra paklausiausias vamzdžių gamyboje gaminant detales su kietu paviršiumi ir minkštu centru. Tai gali būti velenai, žvaigždutės, krumpliaračiai, varžtai, krano kabliukai, jungiamosios detalės, štampavimo lakštai (gofruotoji kartono plokštė), veržlės ir varžtai, skirti nekritiniam tvirtinimui. Iš šios rūšies plieno pagaminti vamzdžiai naudojami dujoms, garams, neagresyviems skysčiams, tiekiamiems esant slėgiui, pernešti. Tai perkaitintuvų, vamzdynų, aukšto slėgio katilų ir kolektorių vamzdžiai.

Struktūros keitimas termocheminiu apdorojimu

Tas pats prekės ženklas gali pakeisti savo savybes termiškai apdorojant. 20 klasės plienas pasižymi geromis plastinėmis savybėmis, todėl gaminiai iš jo gaunami keliais būdais: liejant, š altai arba karštai valcuojant arba tempiant. Gavus detales liejimo būdu, jas galima taikyti cheminiu-terminiu apdorojimu. Šios procedūros tikslas – gauti kietą dilimui atsparų sluoksnį, kuris nepasiduoda korozijai, ir plastišką minkštą centrą.

Tam paruošta dalis patalpinama į atitinkamą aplinką (išklojama sausa anglies turinčia medžiaga, dedama į dujinę arba skystą terpę), po to ji nuo kelių valandų iki 1,5 dienos laikoma aukštoje temperatūroje.. Mechaninisdalių apdorojimas iki šio momento turėtų būti baigtas, nes po termocheminio apdorojimo produktas jau turės galutinę struktūrą. Elementas prisotina viršutinį gaminio sluoksnį (nuo 0,3 iki 3,0 mm), taip pagerindamas jo struktūrą ir savybes.

Priklausomai nuo naudojamos medžiagos, apdorojimas vadinamas: cianidavimu (cinko danga), karbonizavimu (angliu), chromavimu (chromu). Anglis suteikia tvirtumo, cinkas – atsparumą korozijai, chromas, be visų aukščiau išvardytų dalykų, daro paviršių veidrodinį.

Struktūros keitimas apdirbant

Skirtingai nuo ankstesnio apdorojimo metodo, kuris atliekamas tik siekiant sukietinti viršutinį metalo sluoksnį ir vidinio lankstumo, termomechaninis apdorojimas yra vienas iš formavimo būdų. Plienas 20 gali būti deformuojamas tiek karštas, tiek š altas. Kiekvienas tipas turi savo privalumų ir trūkumų. Tačiau jie naudojami atsižvelgiant į labiausiai reikalingas savybes.

Karštas formavimas taikomas gaminiams, kurių sienelių storis didesnis nei 5 mm. Kadangi kaitinant metalą susidaro apnašos ir dekarbonizuotas mikrosluoksnis (nepageidaujama struktūra), tokio valcavimo naudoti plonasienėms detalėms nepatartina. Tačiau jis turi vieną didelį pranašumą, palyginti su š altuoju formavimu.

Š altasis formavimas taikomas detalėms, kurios yra mažesnės nei 5 mm storio. Š altam tempimui tinka tik „minkštos“plieno rūšys. Valcavimo metu metalas patiriareikšminga deformacija arba sukietėjimas. Dėl to padidėja jo stiprumas ir konstrukcijoje atsiranda didelių įtempių. Dėl plonų sienelių tokio metalo negalima šildyti (atostogauti, t.y. atkurti ankstesnę struktūrą). Jis labiau linkęs sunaikinti veikiant smūgiams ir kitoms dinaminėms apkrovoms. Konstrukcinis plieninis vamzdis (plienas 20) skiriasi gamybos būdais ir gautomis techninėmis charakteristikomis, kurios turi įtakos pritaikymui. Kiekvieno tipo vamzdžių gamybai taikomi valstybiniai standartai, standartai, įranga.

Š altai valcuoti vamzdžiai su tiesia siūle

Gamybos procesas prasideda plieninės juostos paruošimu. Norėdami tai padaryti, plieno lakštai supjaustomi juostelėmis ir suvirinami į vieną ilgą juostelę. Juosta tiekiama į lenkimo ritinius, kur ji įgauna vamzdžio formą. Kitas žingsnis yra suvirinimas. Bet kokiam dizainui tai yra silpniausia vieta. Visiškai neįmanoma pašalinti suvirinimo metu atsirandančių trūkumų (oksidų atsiradimo ir anglies perdegimo), tačiau naudojant kai kuriuos metodus juos galima sumažinti. Plienui 20 sujungti naudojamas elektrinis lankinis suvirinimas apsauginėje inertinių dujų (argono) atmosferoje arba indukcinis suvirinimas (aukšto dažnio srovės). Vamzdžiui atliekama privaloma suvirinimo siūlių patikra, po kurios jis supjaustomas reikiamo ilgio dalimis ir saugomas.

Š altai temptas spiralinės siūlės vamzdis

Plieno paruošimas šio tipo vamzdžių gamybai atliekamas pagal tą patį procesą, kaip ir vamzdžiams su tiesia siūle. Taip pat identiški: suvirinimas, valdymas ir pjovimas. Skiriasi tikjuostos lankstymo kampas, kuriuo vėlesnė siūlė apeina vamzdį spiraline kreive. Dėl savo dizaino ypatybių šis metodas yra patvariausias. Ir atlaiko didesnę plyšimo apkrovą nei gaminiai su tiesiais siūlais.

Besiūliai vamzdžiai

Besiūliai vamzdžiai yra ypač tvirti, turi keletą privalumų: neturi suvirintų (silpnų vietų), plieno konstrukcijoje nėra įtempimų, vamzdžių storis ne mažesnis kaip 5 mm. Jų gamyba yra sudėtingesnis procesas, todėl brangus. Plienas 20 yra unikalus tuo, kad vamzdžius galima gaminti dviem būdais – š altuoju ir karštuoju tempimu.

Karšto valcavimo besiūliai

Įkaitinus virš 1100ºС, ruošinys praduriamas įvore ir suformuojamas vidinis skersmuo. Toliau brėžiant, vamzdis įgauna nurodytus vidinio, išorinio skersmens ir sienelės storio matmenis. Viso technologinio proceso metu valcuoto ruošinio temperatūra išlieka aukšta. Ir tik paėmus galutinę formą, vamzdelis atšaldomas. Ilgalaikio aušinimo metu vyksta grūdinimas, pašalinami visi neigiami valcavimo padariniai, padidėjęs stiprumas ir trapumas. Visiškai atvėsęs plienas 20 įgauna tas savybes, kokias turėjo iš pradžių. Šio technologinio proceso metu gaminami tik vamzdžiai, kurių sienelės ne mažesnės kaip 5 mm, o didžiausias storis gali siekti 75 mm.

Š altai brėžtas vientisas

Skirtingai nuo ankstesnio metodo, šis metodas turi nedidelį temperatūros niuansą. Ruošinys įkaista, bet poĮvorė nepalaiko pirminės programinės įrangos temperatūros, o ruošinys ištraukiamas š altoje būsenoje. Šis metodas nuo karšto valcavimo skiriasi tuo, kad galima pagaminti tvirtus vamzdžius plonomis sienelėmis, o karšto valcavimo būdas numato tik storas sienas. Galutinei konstrukcijai šie du metodai yra identiški, nes po š alto valcavimo vamzdžiai normalizuojami, kai konstrukcija iš dalies atkuriama ir įtempimai išnyksta.

Tai ne visas produktų, pagamintų iš plieno 20 GOST 1050-74, sąrašas. Didėja gyventojų poreikiai, atsiranda naujų idėjų, produkcijos. Tačiau šis prekės ženklas keičia tik savo formą ir paskirtį, pasiliekant teisę egzistuoti.