Koolstofstaalsoorten. Classificatie, GOST, applicatie

Staal is een product van ferrometallurgie, het belangrijkste constructiemateriaal. Het wordt gebruikt om constructiefittingen, gewalst metaal van verschillende profielen, buizen, onderdelen, mechanismen en gereedschappen te produceren.

Staalproductie

Bij de productie is ferrometallurgie betrokkengietijzer en staal. Gietijzer is een hard, maar niet duurzaam materiaal. Staal is een taai, betrouwbaar, taai, legering-gevoelig metaal dat wordt gebruikt in gieterijen, walsen, smeden en stampen.

Er zijn verschillende manieren om staal te maken:

1. Converter. Uitrusting: zuurstofomvormer. Charge (grondstoffen): wit gietijzer, staalschroot, kalksteen. Er worden alleen koolstofstaalsoorten geproduceerd.
2. Open haard. Uitrusting: open haardoven. Lading: vloeibaar ijzer, staalschroot, ijzererts. Veelzijdig voor zowel koolstofstaal als gelegeerd staal.
3. Elektrische boog. Uitrusting: vlamboogoven. Lading: staalschroot, gietijzer, cokes, kalksteen. Een universele methode.
4. Inductie. Uitrusting: inductieoven. Lading: staal en gietijzer schroot, ferrolegeringen.

De essentie van het staalproductieproces is het verminderenhet aantal negatieve chemische insluitsels om metaal te verkrijgen, dat in de volksmond "ijzer" wordt genoemd, of beter gezegd - een ijzer-koolstof legering met een koolstofgehalte van niet meer dan 2,14%.

Deoxidatieprocessen

Voor staal in de laatste fase van het smeltenhet kookproces is kenmerkend, dat wordt beïnvloed door de inherente stikstof, waterstof, koolmonoxide. Een dergelijke legering heeft in gestolde toestand een poreuze structuur, die wordt verwijderd door walsen. Het is zacht en buigzaam, maar niet sterk genoeg.

Het desoxidatieproces bestaat uit deactiveringkokende onzuiverheden door ferromangaan, ferrosilicium, aluminium in de legering te introduceren. Afhankelijk van de hoeveelheid restgassen en desoxiderende elementen kan het staal semi-kalm of stil zijn.

Afgewerkt staal met de vereiste desoxidatiegraad wordt in mallen gegoten voor kristallisatie en gebruik in volgende technologische stadia van de fabricage van afgewerkte staalproducten.

Classificatie van koolstofstaal

Al het staal dat op de wereldmarkt verkrijgbaar is, kan worden onderverdeeld in koolstofstaal en gelegeerd staal. Alle soorten koolstofstaal zijn onderverdeeld in verschillende classificatiegroepen en benamingskenmerken.

Op basis van de belangrijkste classificatiefuncties zijn er:

1. Carbon constructiestaal. Ze bevatten minder dan 0,8% koolstof. Ze worden gebruikt voor de vervaardiging van betonstaal, gewalste producten en gietstukken.
2. Koolstofgereedschapstaal dat koolstof snijdt in een hoeveelheid van 0,7% tot 1,3%. Ze worden gebruikt voor gereedschappen, apparatuur, apparaten.

Door deoxidatiemethoden:

• kokend - desoxiderende elementen (RE) in de samenstelling van minder dan 0,05%;
• semi-kalm - 0,05% ≤RE≤0,15%;
• kalm - 0,15% ≤RE≤0,3%.

Op chemische samenstelling:

• koolstofarm (0,3% ≤C);
• medium-koolstof (0,3 ≤ C ≤ 0,65%);
• hoog koolstofgehalte (0,65≤С≤1,3%).

Staal met meer dan 1,3% koolstof wordt in de industrie niet gebruikt.

Afhankelijk van de microstructuur:

• hypoeutectoid - in dergelijk staal is het koolstofgehalte minder dan 0,8%;
• eutectoid - dit zijn staalsoorten met een koolstofgehalte van 0,8%;
• hypereutectoid - staalsoorten met een koolstofgehalte van meer dan 0,8%.

Op kwaliteit:

1. Normale kwaliteit. Zwavel bevat hier minder dan 0,06%, fosfor - niet meer dan 0,07%.
2. Kwaliteitsstaal. Ze bevatten niet meer dan 0,04% zwavel en fosfor.
3. Van hoge kwaliteit. De hoeveelheid zwavel is hier niet groter dan 0,025% en fosfor niet groter dan 0,018%.

Volgens de hoofdnorm zijn koolstofstaalsoorten onderverdeeld in:

• constructieve kwaliteit;
• constructieve kwaliteit;
• instrumentele kwaliteit;
• instrumentale hoge kwaliteit.

Kenmerken van het markeren van constructiestaal van gewone kwaliteit

Staalsoorten van gewone kwaliteit bevatten: C - tot 0,6%, S - tot 0,06%, P - tot 0,07%. Laten we eens kijken hoe dit koolstofstaal is gemarkeerd. GOST 380 definieert de volgende nuances van aanduiding:

• A, B, C - groep; A - niet aangegeven in postzegels;
• 0–6 na de letters "St" is een serienummer waarin de chemische samenstelling en (of) mechanische eigenschappen zijn gecodeerd;
• G - de aanwezigheid van Mangan Mn (mangaan);
• kp, ps, cn - de mate van deoxidatie (koken, semi-kalm, kalm).

De getallen van 1 tot 6 na de desoxidatiegraad tot en met een streepje zijn categorieën. Bovendien wordt de eerste categorie op geen enkele manier aangegeven.

De letters M, K aan het begin van het teken kunnen betekenenmetallurgische productiemethode: open haard of zuurstofomvormer. Trouwens, koolstofstaal van gewone kwaliteit wordt vertegenwoordigd door de kwantitatieve samenstelling van soorten, ongeveer 47 stuks.

Classificatie van constructiestaal van gewone kwaliteit

Koolstofstaal van gebruikelijke kwaliteit is onderverdeeld in groepen.

• Groep A: staalsoorten die exact moeten passen bij de gespecificeerde mechanische eigenschappen. Ze worden meestal aan de consument geleverd in de vorm van gewalste producten met platen en meerdere profielen (platen, T-balken, I-balken, fittingen, klinknagels en carrosserieën). Kwaliteiten: St0, St1 - St6 (kp, ps, cn), categorieën 1-3, inclusief St3Gps, St5Gps.
• Groep B: staalsoorten, die moeten worden gereguleerd door de vereiste chemische samenstelling en eigenschappen. Er worden gieten en walsen geproduceerd, die in hete toestand door middel van druk (smeden, stampen) aan een extra mechanische bewerking zullen worden onderworpen. Kwaliteiten: BSt0, BSt1 (kp-sp), BSt2 (kp, ps), BSt3 (kp-cn, inclusief BSt3Gps), BSt4 (kp, ps), BSt 6 (ps, sp), categorieën 1 en 2.
• Groep B: staalsoorten die moeten voldoen aan de vereiste chemische, fysische, mechanische en technologische eigenschappen. Deze groep wordt gekenmerkt door een verscheidenheid aan kwaliteiten waaruit kunststofplaatproducten worden gemaakt, duurzame fittingen voor werkzaamheden in gebieden met aanzienlijke temperatuurverschillen, kritische onderdelen (bouten, moeren, assen, zuigerpennen). Alle producten van verschillende samenstellingen, eigenschappen en merken van deze groep zijn verenigd door een goede technologische lasbaarheid. Kwaliteiten: VSt1-VSt6 (kp, ps, cn), VSt5 (ps, cn), inclusief VSt3Gps, categorieën 1-6.

Constructiestaalsoorten van gewone kwaliteit zijn legeringen die in de industrie op veel verschillende manieren worden gebruikt.

Markering van koolstofstaal

Koolstofgehalte in staal van de genoemde kwaliteitvan 0,05% tot 0,6%. Het uitsmelten van metaal van deze classificatiegroep vindt plaats door middel van openhaard- of elektrische boogmethoden. Een breed scala aan koolstofgehaltes diversifiëren de mechanische eigenschappen: koolstofarm - ductiel, medium koolstof - sterk.

Koolstofstaal van hoge kwaliteit bevat S en P niet meer dan 0,04%, respectievelijk.

Markering (GOST 1050-88):

• nummers 05-60 - gecodeerde aanwezigheid van koolstof (minimum - 0,05%, maximum - 0,6%);
• kp, ps, cn - de mate van desoxidatie ("cn" is niet aangegeven);
• G, Yu, F - bevatten mangaan, aluminium, vanadium.

Uitzonderingen op etiketten

Koolstofstaal van hoge kwaliteit heeft uitzonderingen in hun markering:

• 15K, 20K, 22K - hoogwaardige staalsoorten, toepasbaar in ketelbouw;
• 20-PV - koolstof - 0,2%, staal is toepasbaar bij de vervaardiging van pijpen door warmwalsen, bij de constructie van ketels en installatie van verwarmingssystemen, bevat koper en chroom;
• OSV - staal voor de vervaardiging van wagenassen, bevat nikkel, chroom, koper.

Alle soorten hoogwaardige staalsoorten worden gekenmerkt door de mogelijke noodzaak om thermische (bijvoorbeeld normalisatie) en chemisch-thermische behandeling (bijvoorbeeld carbonering) te gebruiken.

Classificatie van staalsoorten van koolstofkwaliteit

Dit type koolstofstaal kan grofweg in 4 groepen worden verdeeld:

1. Zeer kunststof materiaal geschikt voor koud verspanen (walsen), plaat- en buiswalsen. Kwaliteiten - staal 08ps, staal 08, staal 08kp.
2. Een metaal dat wordt gebruikt bij het warmwalsen en stampen en dat zal werken onder thermisch agressieve omstandigheden. Kwaliteiten - van staal 10 tot staal 25.
3. Staal, dat toepassing heeft gevonden bij de vervaardiging van kritieke onderdelen, waaronder veren, veren, koppelingen, bouten, assen. Kwaliteiten - van staal 60 tot staal 85.
4. Staal dat een betrouwbare werking vereist onder agressieve omstandigheden (bijvoorbeeld een ketting met rupsbanden). Soorten staal 30, staal 50, staal 30G, staal 50G.

Het is ook mogelijk om alle bekende soorten koolstofstaal uit de kwaliteitsklasse in 2 groepen te verdelen: structureel conventioneel en structureel mangaan.

Toepassing van koolstofconstructiestaal

Koolstofgereedschapstaal wordt gekenmerkt door hoge sterkte en taaiheid. Ze moeten een warmtebehandeling in meerdere fasen ondergaan.

Koolstofgehalte in staal: 0,7 - 1,3%. Voor hoge kwaliteit - tot 0,03%, fosfor - tot 0,035%. En voor hoogwaardige instrumenten: zwavel - tot 0,02%, fosfor - tot 0,03%.

Merkaanduiding (GOST 1435-74):

• U - instrumenteel koolstof;
• 7-13 - het koolstofgehalte daarin is respectievelijk 0,7-1,3%;
• G - de aanwezigheid van mangaan in de samenstelling;
• A - hoge kwaliteit.

Uitzonderingen op de basisprincipes voor het markeren van koolstofgereedschapstaal zijn het materiaal voor horlogeonderdelen A75, ASU10E, AU10E.

Vereisten voor koolstofgereedschapstaal

In overeenstemming met GOST moet gereedschapsstaal aan een aantal kenmerken voldoen.

Noodzakelijk fysisch, chemisch en mechanischeigenschappen: kwalitatieve indicatoren van hardheid, slagvastheid, sterkte, weerstand tegen temperatuurveranderingen tijdens bedrijf (tijdens snijden, boren, schokbelastingen), corrosiebestendigheid.

Gespecificeerde technologische eigenschappen:

• weerstand tegen negatieve processen van snijtechnologie (spaanhechting, werkharding);
• goede bewerkbaarheid door draaien en slijpen;
• buigzaamheid voor warmtebehandeling;
• weerstand tegen oververhitting.

Om de mechanische en technologische kwaliteitsindicatoren te verbeteren, worden gereedschapsstaalsoorten onderworpen aan meerfasige warmtebehandeling:

• het uitgloeien van het uitgangsmateriaal voordat gereedschappen worden gemaakt;
• harden (afkoelen in zoutoplossingen) en aansluitend temperen van afgewerkte producten (voornamelijk laag temperen).

De verkregen eigenschappen worden bepaald door de chemische samenstelling en de resulterende microstructuur: martensiet met cementiet en austenitische insluitsels.

Gebruik van koolstofgereedschapsstaal

De beschreven staalsoorten worden gebruikt voor de vervaardiging van allerlei soorten gereedschappen: snijden, percussie, hulp.

• Staal U7, U7A - hamers, beitels, bijlen, beitels, voorhamers, beitels, vishaken.
• Staal U8, U8A, U8G - zagen, schroevendraaiers, centerpons, verzinkboren, frezen, tangen.
• Staal U9, U9A - gereedschap voor slotenmakers, gereedschappen voor het zagen van hout.
• Staal U10, staal U10A, U11, U11A - raspen, tappen, spiraalboren, hulpgereedschap voor stempelen en kalibreren.
• U 12, U12A - ruimers, kranen, meetgereedschap.
• U13, U13A - vijlen, scheer- en chirurgische instrumenten, ponsen.

Rationele keuze van koolstofstaal,de technologie van de warmtebehandeling, het begrip van de eigenschappen en kenmerken is de garantie voor een lange levensduur van de geproduceerde, verwerkte of gebruikte constructies of gereedschappen.