درجات الكربون الصلب. التصنيف ، GOST ، التطبيق

الصلب هو نتاج المعادن الحديدية ، والمواد الإنشائية الرئيسية. مصنوعة حديد التسليح ، لفة معدنية من مختلف الملامح والأنابيب وقطع الغيار والآليات والأدوات منه.

إنتاج الصلب

Черная металлургия занимается производством الحديد الزهر والصلب. الحديد الزهر هو مادة صلبة ولكنها ليست دائمة. فولاذ - متين ، موثوق به ، مطيل ، معادن عرضة للمنشطات ، يستخدم في مسبك ، المتداول ، تزوير وختم.

هناك عدة طرق لصنع الفولاذ:

1. محول. المعدات: محول الأكسجين. الشحن (المواد الخام): الحديد الزهر الأبيض ، خردة الصلب ، الحجر الجيري. يتم إنتاج الفولاذ الكربوني فقط.
2. الموقد فتح. المعدات: فرن الموقد المفتوح. الشحن: الحديد السائل ، خردة الفولاذ ، خام الحديد. متعدد الاستخدامات لكل من الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ.
3. القوس الكهربائي. المعدات: فرن القوس الكهربائي. المسؤول: خردة الصلب ، الحديد الزهر ، فحم الكوك ، الحجر الجيري. طريقة عالمية.
4. الحث. المعدات: فرن الحث. الشحن: خردة الفولاذ والحديد الزهر والسبائك الحديدية.

جوهر عملية صناعة الصلب هو التقليلعدد الادراج الكيميائية السلبية من أجل الحصول على المعدن ، والذي يطلق عليه شعبياً "الحديد" ، أو بالأحرى - سبيكة من الحديد والكربون لا يزيد محتوى الكربون فيها عن 2.14٪.

عمليات إزالة الأكسدة

للصلب في المرحلة النهائية من الصهرتتميز عملية الغليان بخصائصها ، حيث تتأثر بالنيتروجين والهيدروجين وأول أكسيد الكربون المتأصل فيها. هذه السبيكة في الحالة الصلبة لها هيكل مسامي ، يتم إزالته عن طريق التدحرج. إنها لينة ومرنة ، لكنها ليست قوية بما يكفي.

تتكون عملية إزالة الأكسدة من التعطيلغليان الشوائب عن طريق إدخال المنغنيز الحديدي ، والفيروسيليكون ، والألمنيوم في السبيكة. اعتمادًا على كمية الغازات المتبقية وعناصر إزالة الأكسدة ، يمكن أن يكون الفولاذ شبه هادئ أو ساكن.

يتم صب الفولاذ النهائي بالدرجة المطلوبة من إزالة الأكسدة في قوالب من أجل التبلور واستخدامه في المراحل التكنولوجية اللاحقة لتصنيع منتجات الصلب النهائية.

تصنيف الكربون الصلب

يمكن تقسيم جميع الفولاذ المتوفر في السوق العالمية إلى الكربون وسبائك الفولاذ. تنقسم جميع درجات الفولاذ الكربوني إلى مجموعات مصنفات وميزات تعيين مختلفة.

بناءً على ميزات التصنيف الرئيسية ، هناك:

1. الفولاذ الإنشائي الكربوني. تحتوي على أقل من 0.8٪ كربون. يتم استخدامها لتصنيع حديد التسليح والمنتجات المدرفلة والمسبوكات.
2. الفولاذ الكربوني الذي يقطع الكربون بنسبة 0.7٪ إلى 1.3٪. يتم استخدامها للأدوات والمعدات والأجهزة.

عن طريق طرق إزالة الأكسدة:

• غليان - عناصر إزالة الأكسدة (RE) في التركيبة أقل من 0.05٪ ؛
• شبه هادئ - 0.05٪ ≤RE≤0.15٪ ؛
• الهدوء - 0.15٪ ≤RE≤0.3٪.

عن طريق التركيب الكيميائي:

• منخفض الكربون (0.3٪ درجة مئوية) ؛
• متوسط ​​الكربون (0.3≤C≤0.65٪) ؛
• نسبة عالية من الكربون (0.65 درجة مئوية 1.3٪).

لا يتم استخدام الفولاذ الذي يحتوي على أكثر من 1.3٪ كربون في الصناعة.

اعتمادًا على البنية المجهرية:

• hypoeutectoid - في محتوى الكربون الصلب هذا أقل من 0.8 ٪ ؛
• eutectoid - عبارة عن فولاذ بمحتوى كربون بنسبة 0.8٪ ؛
• hypereutectoid - فولاذ يحتوي على أكثر من 0.8٪ من الكربون

حسب الجودة:

1. جودة عادية. يحتوي الكبريت هنا على أقل من 0.06٪ ، والفوسفور - لا يزيد عن 0.07٪.
2. فولاذ عالي الجودة. لا تحتوي على أكثر من 0.04٪ كبريت وفوسفور.
3. جودة عالية. كمية الكبريت هنا لا تتعدى 0.025٪ ، والفوسفور لا يتجاوز 0.018٪.

وفقًا للمعيار الرئيسي ، تنقسم درجات الفولاذ الكربوني إلى:

• الجودة القياسية الإنشائية ؛
• الجودة الإنشائية
• جودة مفيدة
• جودة عالية.

ميزات وسم الفولاذ الإنشائي بالجودة العادية

يحتوي الفولاذ ذو الجودة العادية على: C - حتى 0.6٪ ، S - حتى 0.06٪ ، P - حتى 0.07٪. دعونا نلقي نظرة على كيفية تمييز هذا الفولاذ الكربوني. يحدد GOST 380 الفروق الدقيقة التالية في التعيين:

• أ ، ب ، ج - المجموعة ؛ أ - غير مذكور في الطوابع ؛
• 0-6 بعد الحرف "St" هو رقم تسلسلي يتم فيه تشفير التركيب الكيميائي و (أو) الخصائص الميكانيكية ؛
• ز - وجود المنجان المنغنيز (المنغنيز) ؛
• kp ، ps ، cn - درجة إزالة الأكسدة (غليان ، شبه هادئ ، هادئ).

الأرقام من 1 إلى 6 بعد درجة إزالة الأكسدة ، مفصولة بشرطة ، هي الفئات. في هذه الحالة ، لا تتم الإشارة إلى الفئة الأولى بأي شكل من الأشكال.

يمكن أن تعني الأحرف M و K في بداية العلامةطريقة إنتاج المعادن: موقد مفتوح أو محول أكسجين. بالمناسبة ، يتم تمثيل الفولاذ الكربوني العادي من خلال التركيب الكمي للدرجات ، حوالي 47 قطعة.

تصنيف الفولاذ الإنشائي بالجودة العادية

يتم تقسيم الفولاذ الكربوني عالي الجودة إلى مجموعات.

• المجموعة أ:الفولاذ الذي يجب أن يتطابق تمامًا مع الخصائص الميكانيكية المحددة. يتم توفيرها للمستهلك في أغلب الأحيان على شكل صفائح ومنتجات ملفوفة متعددة الأغراض (صفائح ، تيز ، عوارض I ، تركيبات ، براشيم وأغلفة). الدرجات: St0 ، St1 - St6 (kp ، ps ، cn) ، الفئات 1-3 ، بما في ذلك St3Gps ، St5Gps.
• المجموعة ب:الفولاذ الذي يجب أن ينظمه التركيب الكيميائي والخصائص المطلوبة. يتم إنتاج الصب والدرفلة ، والتي ستخضع لمعالجة ميكانيكية إضافية بالضغط في الحالة الساخنة (تزوير ، ختم). الدرجات: BSt0 ، BSt1 (kp-sp) ، BSt2 (kp ، ps) ، BSt3 (kp-cn ، بما في ذلك BSt3Gps) ، BSt4 (kp ، ps) ، BSt 6 (ps ، cn) ، الفئتان 1 و 2.
• المجموعة ب:الفولاذ الذي يجب أن يفي بالخواص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية والتكنولوجية المطلوبة. تتميز هذه المجموعة بمجموعة متنوعة من الدرجات التي يتم من خلالها تصنيع منتجات الألواح البلاستيكية ، والتركيبات المتينة للعمل في المناطق ذات الاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة ، والأجزاء الحرجة (البراغي ، والصواميل ، والمحاور ، ودبابيس المكبس). تتحد جميع المنتجات ذات التكوين والخصائص والعلامات التجارية المختلفة لهذه المجموعة من خلال قابلية اللحام التكنولوجية الجيدة. الدرجات: VSt1-VSt6 (kp ، ps ، cn) ، VSt5 (ps ، cn) ، بما في ذلك VSt3Gps ، الفئات 1-6.

الفولاذ الإنشائي ذو الجودة العادية عبارة عن سبائك لها مجموعة متنوعة من الاستخدامات في الصناعة.

تعليم جودة الكربون الصلب

محتوى الكربون في الفولاذ بالجودة المحددةمن 0.05٪ إلى 0.6٪. يحدث صهر المعدن من مجموعة التصنيف هذه عن طريق طرق الموقد المفتوح أو القوس الكهربائي. تعمل مجموعة كبيرة من محتوى الكربون على تنويع الخصائص الميكانيكية: منخفض الكربون - مطيل ، متوسط ​​الكربون - قوي.

يحتوي الفولاذ الكربوني عالي الجودة على S و P لا يزيد عن 0.04٪ ، على التوالي.

التأشير (GOST 1050-88):

• الأرقام 05-60 - الوجود المشفر للكربون (الحد الأدنى - 0.05٪ ، الحد الأقصى - 0.6٪) ؛
• kp ، ps ، cn - درجة deoxidation (لم تتم الإشارة إلى "cn") ؛
• G ، Yu ، F - تحتوي على المنجنيز والألمنيوم والفاناديوم.

استثناءات في وضع العلامات

الفولاذ الكربوني عالي الجودة له استثناءات في وضع العلامات:

• 15K ، 20K ، 22K - فولاذ عالي الجودة ، قابل للتطبيق في بناء المرجل ؛
• 20-PV - كربون - 0.2٪ ، الفولاذ قابل للتطبيق في تصنيع الأنابيب بالدرفلة على الساخن ، في بناء الغلايات وتركيب أنظمة التدفئة ، وتحتوي على النحاس والكروم ؛
• OSV - فولاذ لتصنيع محاور النقل ، يحتوي على النيكل والكروم والنحاس.

تتميز جميع درجات الفولاذ عالي الجودة بالحاجة المحتملة لاستخدام المعالجة الحرارية (على سبيل المثال ، التطبيع) والمعالجة الكيميائية الحرارية (على سبيل المثال ، الكربنة).

تصنيف فولاذ جودة الكربون

يمكن تقسيم هذا النوع من الفولاذ الكربوني تقريبًا إلى 4 مجموعات:

1. مادة بلاستيكية للغاية مناسبة للمعالجة الباردة (الدرفلة) ودرفلة الألواح والأنبوب. الدرجات - فولاذ 08ps ، فولاذ 08 ، فولاذ 08kp.
2. معدن يستخدم في الدرفلة على الساخن والختم الذي سيعمل في ظل ظروف شديدة الحرارة. الصفوف - من الصلب 10 إلى الصلب 25.
3. الصلب ، الذي وجد تطبيقًا في تصنيع الأجزاء المهمة ، بما في ذلك الزنبركات ، والينابيع ، والوصلات ، والبراغي ، والأعمدة. الدرجات - من الصلب 60 إلى الصلب 85.
4. الفولاذ الذي يتطلب عملية موثوقة في ظروف قاسية (على سبيل المثال ، سلسلة جرار مجنزرة). درجات الصلب 30 ، فولاذ 50 ، فولاذ 30 جم ، فولاذ 50 جم

من الممكن أيضًا تقسيم جميع درجات الصلب الكربوني المعروفة من فئة الجودة إلى مجموعتين: المنغنيز الهيكلي التقليدي والهيكلية.

تطبيق الفولاذ الهيكلي الكربوني

يتميز الفولاذ الكربوني بالقوة والمتانة العالية. يجب أن يخضعوا للمعالجة الحرارية متعددة المراحل.

محتوى الكربون في الفولاذ: 0.7 - 1.3٪. لجودة عالية - تصل إلى 0.03٪ ، فسفور - حتى 0.035٪ وللأجهزة عالية الجودة: الكبريت - حتى 0.02٪ ، الفوسفور - حتى 0.03٪.

تعيين العلامة التجارية (GOST 1435-74):

• U - دور الكربون ؛
• 7-13 - محتوى الكربون فيه 0.7-1.3٪ على التوالي ؛
• ز - وجود المنغنيز في التركيبة ؛
• أ- جودة عالية.

الاستثناءات من المبادئ الأساسية لتمييز فولاذ أدوات الكربون هي مادة أجزاء الساعة A75 ، ASU10E ، AU10E.

متطلبات فولاذ أداة الكربون

وفقًا لـ GOST ، يجب أن يفي فولاذ الأدوات بعدد من الخصائص.

اللازمة الفيزيائية والكيميائية والميكانيكيةالخصائص: مؤشرات الجودة للصلابة ، قوة التأثير ، القوة ، مقاومة التغيرات في درجات الحرارة أثناء التشغيل (أثناء القطع ، الحفر ، أحمال الصدمات) ، مقاومة التآكل.

الخصائص التكنولوجية المحددة:

• مقاومة العمليات السلبية لتقنية القطع (لصق الرقائق ، تصلب العمل) ؛
• قابلية جيدة للخراطة والطحن ؛
• المرونة في المعالجة الحرارية ؛
• مقاومة ارتفاع درجة الحرارة.

لتحسين جودة المؤشرات الميكانيكية والتكنولوجية ، يخضع فولاذ الأدوات للمعالجة الحرارية متعددة المراحل:

• تلدين مادة البداية قبل صنع الأدوات ؛
• التصلب (التبريد في المحاليل الملحية) والتلطيف اللاحق للمنتجات النهائية (التقسية المنخفضة بشكل رئيسي).

يتم تحديد الخصائص التي تم الحصول عليها من خلال التركيب الكيميائي والبنية المجهرية الناتجة: مارتينسيت مع شوائب سمنتيت وأوستنيتي.

استخدام الفولاذ الكربوني

يتم استخدام الفولاذ الموصوف لتصنيع جميع أنواع الأدوات: القطع ، الإيقاع ، المساعدة.

• الصلب U7 ، U7A - المطارق ، الأزاميل ، الفؤوس ، الأزاميل ، المطارق الثقيلة ، الأزاميل ، خطافات الصيد.
• فولاذ U8 ، U8A ، U8G - مناشير ، مفكات براغي ، ثقوب مركزية ، فتحات ، قواطع ، كماشة.
• Steel U9 ، U9A - أدوات الأقفال ، أدوات لقطع الخشب.
• فولاذ U10 ، فولاذ U10A ، U11 ، U11A - قضبان ، صنابير ، مثاقب ، أداة مساعدة للختم والمعايرة.
• U 12 ، U12A - موسعات الثقوب ، والصنابير ، وأدوات القياس.
• U13 ، U13A - الملفات ، وأدوات الحلاقة والجراحة ، وختم اللكمات.

اختيار عقلاني من درجة الصلب الكربوني ،تعد تقنية المعالجة الحرارية الخاصة بها وفهم خصائصها وميزاتها ضمانًا لعمر خدمة طويل للهياكل أو الأدوات التي يتم إنتاجها أو معالجتها أو استخدامها.