Anglinio plieno rūšys. Klasifikacija, GOST, taikymas

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

Plienas yra juodosios metalurgijos gaminys, pagrindinė konstrukcinė medžiaga. Iš jo gaminama statybinė furnitūra, įvairių profilių valcuotas metalas, vamzdžiai, detalės, mechanizmai ir įrankiai.

Plieno gamyba

Juodųjų metalų pramonė užsiima geležies ir plieno gamyba. Ketaus yra kieta, bet nepatvari medžiaga. Plienas yra tvirtas, patikimas, plastiškas, linkęs į legiruoti metalas, naudojamas liejyklose, valcavimo, kalimo ir štampavimo srityse.

Yra keli plieno gamybos būdai:

1. Konverteris. Įranga: deguonies keitiklis. Įkrova (žaliavos): b altas ketus, plieno laužas, kalkakmenis. Gaminamas tik anglinis plienas.
2. Martenovskis. Įranga: židinio krosnis. Įkrovimas: skystas ketus, plieno laužas, geležies rūda. Universalus tiek anglies, tiek legiruoto plieno.
3. Elektros lankas. Įranga: elektros lanko krosnis. Įkrovimas: plieno laužas, ketus, koksas, kalkakmenis. Bendrasis metodas.
4. Indukcija. Įranga: indukcinė krosnis. Įkrovimas: plieno ir ketaus metalo laužas, ferolydiniai.

Plieno gamybos proceso esmė – sumažinti neigiamų cheminių intarpų kiekį, kad būtų gautas metalas, liaudyje vadinamas „geležimi“, tiksliau, geležies ir anglies lydinys, kuriame anglies kiekis ne didesnis. nei 2,14%.

Deoksidacijos procesai

Plienui paskutiniame lydymo etape būdingas virimo procesas, kuriam įtakos turi jame esantys azoto, vandenilio ir anglies oksidai. Toks lydinys sukietėjęs turi porėtą struktūrą, kuri pašalinama valcuojant. Jis minkštas ir lankstus, bet nepakankamai tvirtas.

Deoksidacijos procesas susideda iš verdančių priemaišų deaktyvavimo į lydinį įdedant feromangano, ferosilicio ir aliuminio. Priklausomai nuo likusių dujų ir deoksiduojančių elementų kiekio, plienas gali būti pusiau tylus arba ramus.

Būto deoksidacijos laipsnio gatavas plienas pilamas į formas kristalizacijai ir panaudojimui vėlesniuose gatavo plieno gaminių gamybos technologiniuose etapuose.

Anglinio plieno klasifikacija

Visą pasaulinėje rinkoje esantį plieną galima suskirstyti į anglinį ir legiruotą. Visos anglinio plieno rūšys skirstomos į skirtingas klasifikatorių grupes ir žymėjimo ypatybes.

Pagal pagrindines klasifikavimo ypatybes jie išskiria:

1. Anglies konstrukciniai plienai. Juose yra mažiau nei 0,8% anglies. Jie naudojami armatūrai, valcavimo gaminiams ir liejiniams gaminti.
2. Anglies įrankių plienas, kuriame yra angliessuma nuo 0,7% iki 1,3%. Jie naudojami įrankiams, instrumentų įrangai.

Deoksidacijos metodais:

• virinimas – deoksiduojantys elementai (RE), kurių sudėtyje yra mažiau nei 0,05 %;
• pusiau ramus – 0,05 %≦RE≦0,15 %;
• ramus – 0,15%≦RE≦0,3%.

Pagal cheminę sudėtį:

• mažai anglies dioksido (0,3 %≦C);
• vidutinė anglis (0,3≦C≦0,65%);
• daug anglies (0,65≦C≦1,3%).

Plienas, kuriame anglies yra daugiau nei 1,3 %, pramonėje nenaudojamas.

Priklausomai nuo mikrostruktūros:

• hipoeutektoidas – tokiame pliene anglies kiekis yra mažesnis nei 0,8 %;
• eutektoidas – tai plienas, kuriame anglies kiekis yra 0,8 %;
• hipereutektoidas – plienai, kuriuose anglies kiekis didesnis nei 0,8%.

Kokybė:

1. Įprasta kokybė. Sieros čia yra mažiau nei 0,06%, fosforo - ne daugiau kaip 0,07%.
2. Kokybiškas plienas. Juose sieros ir fosforo ne daugiau kaip 0,04 %.
3. Aukšta kokybė. Sieros kiekis čia neviršija 0,025%, o fosforo - ne daugiau kaip 0,018%.

Pagal pagrindinį standartą anglinio plieno rūšys skirstomos į:

• Įprasta statybų kokybė;
• statybos kokybė;
• instrumentinė kokybė;
• aukšta instrumentinė kokybė.

Įprastos kokybės konstrukcinio plieno žymėjimo ypatybės

Įprastos kokybės plieną sudaro: Nuo – iki0,6%, S - iki 0,06%, P - iki 0,07%. Pažiūrėkime, kaip pažymėtas šis anglinis plienas. GOST 380 apibrėžia šiuos žymėjimo niuansus:

• A, B, C - grupė; A – antspauduose nenurodyta;
• 0–6 po raidžių „St“– serijos numeris, kuriame užšifruota cheminė sudėtis ir (arba) mechaninės savybės;
• G – mangano Mn (mangano) buvimas;
• kp, ps, cn - deoksidacijos laipsnis (virimas, pusiau ramus, ramus).

Skaičiai nuo 1 iki 6 po deoksidacijos laipsnio per brūkšnį yra kategorijos. Šiuo atveju pirmoji kategorija jokiu būdu nenurodyta.

Raidės M, K prekės ženklo pradžioje gali reikšti metalurginį gamybos būdą: atvirą židinį arba deguonies keitiklį. Beje, įprastos kokybės anglinį plieną apibūdina kiekybinė rūšių sudėtis, maždaug 47 vienetai.

Įprastų kokybiškų konstrukcinių plienų klasifikacija

Įprastos kokybės anglinis plienas skirstomas į grupes.

• A grupė: plienai, kurie turi tiksliai atitikti nurodytas mechanines savybes. Jie vartotojui dažniausiai tiekiami lakštinių ir kelių sekcijų valcuotų gaminių pavidalu (lakštai, trišakiai, I formos sijos, jungiamosios detalės, kniedės ir dėklai). Klasės: St0, St1 – St6 (kp, ps, sp), 1–3 kategorijos, įskaitant St3Gps, St5Gps.
• B grupė: plienai, kurie turi būti reguliuojami pagal reikiamą cheminę sudėtį ir savybes. Gaminami liejimo ir valcavimo gaminiai, kurie bus papildomai apdirbamikarštas slėgis (kalimas, štampavimas). Ženklai: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, įskaitant Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), 1 ir 2 kategorijos.
• B grupė: plienai, kurie turi atitikti reikiamas chemines, fizines, mechanines ir technologines savybes. Šiai grupei būdinga įvairių rūšių, iš kurių gaminami plastiko lakštų gaminiai, patvarios jungiamosios detalės, skirtos darbui didelių temperatūrų skirtumų srityse, kritinės dalys (varžtai, veržlės, ašys, stūmoklių kaiščiai). Visus skirtingos sudėties, savybių ir rūšių šios grupės gaminius vienija geras technologinis suvirinamumas. Įvertinimai: VSt1–VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), įskaitant VSt3Gps, 1–6 kategorijos.

Įprastos kokybės konstrukciniai plienai yra lydiniai, kurie pramonėje naudojami labai įvairiai.

Anglies kokybės plieno žymėjimas

Anglies kiekis nurodytos kokybės pliene yra nuo 0,05 % iki 0,6 %. Šios klasifikacijos grupės metalo lydymas vyksta atviro židinio arba elektros lanko metodais. Didelis anglies kiekis paįvairina mechanines savybes: mažai anglies – plastiškas, vidutinio anglies kiekis – tvirtas.

Anglies kokybės plienas turi ne daugiau kaip 0,04 % S ir P.

Žymėjimas (GOST 1050-88):

• skaičiai 05–60 – užšifruotas anglies buvimas (mažiausiai – 0,05%, didžiausias – 0,6%);
• kp, ps, cn – deoksidacijos laipsnis („sp“nėranurodyta);
• G, Yu, F – yra mangano, aliuminio, vanadžio.

Išimčių žymėjimas

Anglies kokybės plienas turi išimčių ženklinant:

• 15K, 20K, 22K – aukštos kokybės plienas, naudojamas katilinėje;
• 20-PV - anglis - 0,2%, plienas yra naudojamas vamzdžių gamyboje karšto valcavimo būdu, katilinėje ir šildymo sistemų įrengime, yra vario ir chromo;
• OSV – plienas, skirtas vagonų ašims gaminti, turi nikelio, chromo, vario.

Visų rūšių kokybiško plieno atveju galimas poreikis naudoti terminį (pavyzdžiui, normalizavimą) ir cheminį-terminį apdorojimą (pavyzdžiui, karbiuravimą).

Anglies kokybės plieno klasifikacija

Tokio tipo anglinį plieną galima apytiksliai suskirstyti į 4 grupes:

1. Labai plastikinė medžiaga, tinkama š altam apdirbimui (valcavimui), lakštų ir vamzdžių valcavimui. Klasės – plienas 08ps, plienas 08, plienas 08kp.
2. Metalas, naudojamas karštam valcavimui ir štampavimui, kuris veiks esant termiškai agresyvioms sąlygoms. Markės – nuo 10 plieno iki 25.
3. Plienas, naudojamas svarbiausių dalių, įskaitant spyruokles, spyruokles, movas, varžtus, velenus, gamybai. Markės – nuo 60 plieno iki 85.
4. Plienas, kuriam reikalingas patikimas veikimas agresyviomis sąlygomis (pavyzdžiui, vikšrinio traktoriaus grandinė). Plienas 30, plienas 50, plienas 30G, plienas 50G.

Taip pat galima viską suskirstyti į 2 grupesgerai žinomos anglies plieno rūšys iš kokybės klasės: konstrukcinis įprastinis ir struktūrinis manganas.

Anglinio konstrukcinio plieno taikymas

Plieno klasė pagal kokybę	Prekės ženklas	Programa
įprasta kokybė	St0	sustiprinimas, apvalkalas
	St1	tas, I-spinduliai, kanalai
	St3Gsp	statybinis plienas
	St5sp	įvorės, veržlės, varžtai
	St6ps	statybos laužas
	ST4kp	formos, lakštiniai, ilgi gaminiai patvarioms konstrukcijoms
kokybė	Plienas10	vamzdžiai katilams, štampavimas
	Plienas15	didelio lankstumo dalys, kumšteliai, varžtai, veržlės
	Plienas18kp	Suvirintos konstrukcijos
	Plienas 20ps	ašys, šakės, kaiščiai, jungiamosios detalės, vamzdžiai
	Plienas50	pavaros, sankabos
	Plienas60	verpstės, poveržlės, spyruokliniai žiedai

Anglies įrankių plienas pasižymi dideliu stiprumu ir kietumu. Jiems būtinai taikomas kelių etapų terminis apdorojimas.

Anglies kiekis pliene: 0,7–1,3%. Dėl aukštos kokybės - iki 0,03%, fosforo - iki 0,035%. Ir dėl instrumentinioAukšta kokybė: siera - iki 0,02%, fosforas - iki 0,03%.

Prekės ženklo pavadinimas (GOST 1435-74):

• U – anglies instrumentas;
• 7 -13 - anglies kiekis jame yra atitinkamai 0,7-1,3 %;
• G – mangano buvimas;
• A yra aukštos kokybės.

Pagrindinių anglinio įrankių plieno ženklinimo principų išimtys yra laikrodžių mechanizmų A75, ASU10E, AU10E dalių medžiaga.

Reikalavimai anglies įrankių plienui

Pagal GOST, įrankių plienas turi atitikti tam tikras charakteristikas.

Reikalingos fizinės, cheminės ir mechaninės savybės: kokybės rodikliai – kietumas, atsparumas smūgiams, stiprumas, atsparumas temperatūros pokyčiams eksploatacijos metu (pjovimo, gręžimo, smūginių apkrovų metu), atsparumas korozijai.

Nurodytos technologinės savybės:

• atsparumas neigiamiems pjovimo technologijos procesams (drožlių prilipimas, sukietėjimas);
• geras tekinimo ir šlifavimo apdirbimas;
• jautrumas terminiam apdorojimui;
• atsparumas perkaitimui.

Siekiant pagerinti mechaninių ir technologinių rodiklių kokybę, įrankių plienai yra termiškai apdorojami keliais etapais:

• žaliavos atkaitinimas prieš gaminant įrankius;
• grūdinimas (aušinimas druskos tirpaluose) ir vėlesnis gatavų gaminių grūdinimas (daugiausia žemas grūdinimas).

Gautasavybes lemia cheminė sudėtis ir susidariusi mikrostruktūra: martensitas su cementito ir austenito inkliuzais.

Anglinio įrankių plieno naudojimas

Apibūdintas plienas naudojamas visų rūšių įrankių gamybai: pjovimo, smūginių, pagalbinių.

• Plienas U7, U7A – plaktukai, k altai, kirviai, k altai, plaktukai, k altai, kabliukai.
• Plieninis U8, U8A, U8G – pjūklai, atsuktuvai, centriniai perforatoriai, įgilinimai, pjaustytuvai, replės.
• Plienas U9, U9A – metalo apdirbimo įrankis, medžio pjovimo įrankis.
• Plienas U10, plienas U10A, U11, U11A – sriubos, sriegiai, sukamieji grąžtai, pagalbiniai štampavimo ir dydžio nustatymo įrankiai.
• U 12, U12A – slankikliai, čiaupai, matavimo įrankiai.
• U13, U13A – dildės, skutimosi ir chirurginiai instrumentai, štampavimo štampai.

Racionalus anglinio plieno rūšies pasirinkimas, jo terminio apdorojimo technologija, jo savybių ir savybių supratimas yra raktas į ilgą gaminamų, apdorojamų ar naudojamų konstrukcijų ar įrankių tarnavimo laiką.