דרגות פלדת פחמן. סיווג, GOST, יישום

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

פלדה היא מוצר מתכות ברזל, החומר המבני העיקרי. הוא משמש לייצור אביזרי בנייה, מתכת מגולגלת של פרופילים שונים, צינורות, חלקים, מנגנונים וכלים.

ייצור פלדה

מתכות ברזל עוסקת בייצור של ברזל ופלדה. ברזל יצוק הוא חומר קשה אך לא עמיד. פלדה היא מתכת חזקה, אמינה, רקיעה ונוטה לסגסוגת המשמשת ביציקה, גלגול, חישול והטבעה.

ישנן מספר דרכים לייצור פלדה:

1. ממיר. ציוד: ממיר חמצן. מטען (חומרי גלם): ברזל יצוק לבן, גרוטאות פלדה, אבן גיר. מייצרים רק פלדות פחמן.
2. מרטנובסקי. ציוד: תנור עם אח פתוח. מטען: ברזל חזיר נוזלי, גרוטאות פלדה, עפרות ברזל. אוניברסלי עבור פלדות פחמן וסגסוגת כאחד.
3. קשת חשמלית. ציוד: תנור קשת חשמלי. מטען: גרוטאות פלדה, ברזל יצוק, קולה, אבן גיר. שיטה גנרית.
4. אינדוקציה. ציוד: תנור אינדוקציה. מטען: גרוטאות מתכת פלדה וברזל יצוק, סגסוגות ברזל.

מהות תהליך ייצור הפלדה היא להפחית את כמות התכלילים הכימיים השליליים על מנת להשיג מתכת המכונה בפי העם "ברזל", או ליתר דיוק, סגסוגת ברזל-פחמן עם תכולת פחמן שאינה יותר מ-2.14%.

תהליכי חימצון

לפלדה בשלב הסופי של ההתכה, אופייני תהליך רתיחה, המושפע מחנקן, מימן ותחמוצות פחמן הטבועות בה. סגסוגת כזו במצב מוצק יש מבנה נקבובי, אשר מוסר על ידי גלגול. הוא רך וגמיש, אבל לא מספיק חזק.

תהליך הסרת החמצון מורכב מנטרול זיהומים רותחים על ידי החדרת פרומנגן, פרוסיליקון ואלומיניום לסגסוגת. בהתאם לכמות שאריות הגזים ואלמנטים משחררי חמצון, הפלדה יכולה להיות שקטה למחצה או שקטה.

פלדה מוגמרת בדרגת הסרת החמצון הנדרשת יוצקת לתוך תבניות להתגבשות ושימוש בשלבים טכנולוגיים הבאים בייצור מוצרי פלדה מוגמרים.

סיווג של פלדת פחמן

כל הפלדה הקיימת בשוק העולמי ניתנת לחלוקה לפחמן וסגסוגת. כל הדרגות של פלדת פחמן מחולקות לקבוצות מסווגים ותכונות ייעוד שונות.

בהתבסס על תכונות הסיווג העיקריות, הם מבחינים:

1. פלדות מבניות פחמן. הם מכילים פחות מ-0.8% פחמן. הם משמשים לייצור ברז, גלגול מוצרים ויציקות.
2. פלדות כלי פחמן המכילות פחמןסכום מ-0.7% ל-1.3%. הם משמשים עבור כלים, ציוד מכשירים.

לפי שיטות חימצון:

• boiling - יסודות משחררים חמצון (RE) בהרכב של פחות מ-0.05%;
• חצי רגוע - 0.05%≦RE≦0.15%;
• רגוע - 0.15%≦RE≦0.3%.

לפי הרכב כימי:

• פחמן נמוך (0.3%≦C);
• פחמן בינוני (0.3≦C≦0.65%);
• פחמן גבוה (0.65≦C≦1.3%).

פלדות המכילות פחמן מעל 1.3% אינן בשימוש בתעשייה.

בהתאם למבנה המיקרו:

• hypoeutectoid - בפלדה כזו, תכולת הפחמן נמוכה מ-0.8%;
• eutectoid - אלו פלדות עם תכולת פחמן של 0.8%;
• hypereutectoid - פלדות עם תכולת פחמן מעל 0.8%.

איכות:

1. איכות רגילה. גופרית כאן מכילה פחות מ-0.06%, זרחן - לא יותר מ-0.07%.
2. פלדות איכותיות. הם אינם מכילים יותר מ-0.04% גופרית וזרחן.
3. איכות גבוהה. כמות הגופרית כאן אינה עולה על 0.025%, וזרחן - לא יותר מ-0.018%.

לפי התקן העיקרי, דרגות פלדת פחמן מחולקות ל:

• איכות רגילה לבנייה;
• איכות בנייה;
• איכות אינסטרומנטלית;
• איכות גבוהה אינסטרומנטלית.

תכונות של סימון פלדה מבנית באיכות רגילה

פלדות באיכות רגילה מכילות: מ- עד0.6%, S - עד 0.06%, P - עד 0.07%. בואו נסתכל כיצד מסומנת פלדת פחמן זו. GOST 380 מגדיר את הניואנסים הבאים של ייעוד:

• A, B, C - group; A - לא מצוין בחותמות;
• 0–6 אחרי האותיות "St" - מספר סידורי שבו מוצפנים ההרכב הכימי ו(או) התכונות המכניות;
• G - הנוכחות של מנגן Mn (מנגן);
• kp, ps, cn - דרגת דה-חמצון (רותח, חצי רגוע, רגוע).

המספרים מ-1 עד 6 לאחר דרגת ההתחמצנות באמצעות מקף הם קטגוריות. במקרה זה, הקטגוריה הראשונה אינה מצוינת בשום אופן.

האותיות M, K בתחילת המותג יכולות להיות שיטת ייצור מתכתית: אח פתוח או ממיר חמצן. אגב, פלדות פחמן באיכות רגילה מיוצגות על ידי הרכב כמותי של ציונים, כ-47 חתיכות.

סיווג של פלדות מבניות באיכות רגילה

פלדות פחמן באיכות נפוצה מחולקות לקבוצות.

• קבוצה A: פלדות שצריכות להתאים בדיוק למאפיינים המכניים שצוינו. הם מסופקים לצרכן לרוב בצורה של מוצרים מגולגלים יריעות ורב-חתך (יריעות, טי, קורות I, אביזרי מסמרות ומקרים). ציונים: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), קטגוריות 1-3, כולל St3Gps, St5Gps.
• קבוצה B: פלדות שחייבות להיות מווסתות על ידי ההרכב הכימי והמאפיינים הדרושים. מיוצרים מוצרי יציקה ומגולגלים, שיעברו עיבוד נוסףלחץ חם (זיוף, הטבעה). סימנים: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, כולל Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), קטגוריות 1 ו-2.
• קבוצה B: פלדות שצריכות לעמוד בתכונות הכימיות, הפיזיקליות, המכניות והטכנולוגיות הנדרשות. קבוצה זו מתאפיינת במגוון דרגות מהם עשויים מוצרי יריעות פלסטיק, אביזרי עמידה לעבודה באזורים של הפרשי טמפרטורות משמעותיים, חלקים קריטיים (ברגים, אומים, סרנים, פיני בוכנה). כל המוצרים בהרכב, מאפיינים וציונים שונים של קבוצה זו מאוחדים על ידי יכולת ריתוך טכנולוגית טובה. ציונים: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), כולל VSt3Gps, קטגוריות 1-6.

פלדות מבניות באיכות רגילה הן סגסוגות שיש להן מגוון רחב של שימושים בתעשייה.

סימון פלדה באיכות פחמן

תכולת הפחמן בפלדה של האיכות הנ ל נעה בין 0.05% ל-0.6%. התכה של מתכת מקבוצת סיווג זו מתרחשת בשיטות של אש פתוחה או קשת חשמלית. מגוון רחב של נוכחות פחמן מגוונת את התכונות המכניות: דל פחמן - רקיע, בינוני פחמן - חזק.

לפלדות באיכות פחמן יש תכולת S ו-P של לא יותר מ-0.04%, בהתאמה.

סימון (GOST 1050-88):

• numbers 05-60 - נוכחות מוצפנת של פחמן (מינימום - 0.05%, מקסימום - 0.6%);
• kp, ps, cn - מידת ההתחמצנות ("sp" אינהמצוין);
• G, Yu, F - מכיל מנגן, אלומיניום, ונדיום.

סימון חריגים

לפלדות באיכות פחמן יש חריגים בסימון:

• 15K, 20K, 22K - פלדות איכותיות, ישימות בבניית דוודים;
• 20-PV - פחמן - 0.2%, פלדה ישימה בייצור צינורות בגלגול חם, בבניית דוודים והתקנת מערכות חימום, מכילה נחושת וכרום;
• OSV - פלדה לייצור צירי עגלה, מכילה ניקל, כרום, נחושת.

עבור כל דרגות הפלדה האיכותית, הצורך האפשרי בשימוש תרמי (לדוגמה, נורמליזציה) וטיפול כימי-תרמי (לדוגמה, קרבוריזציה) אופייני.

סיווג פלדות באיכות פחמן

סוג זה של פלדת פחמן ניתן לחלק באופן גס ל-4 קבוצות:

1. חומר פלסטי מאוד מתאים לעיבוד קר (גלגול), גלגול יריעות וצינורות. ציונים - פלדה 08ps, פלדה 08, פלדה 08kp.
2. מתכת בשימוש בגלגול חם והטבעה שתתפקד בתנאים אגרסיביים תרמית. דרגות - מפלדה 10 לפלדה 25.
3. פלדה המשמשת לייצור חלקים קריטיים, כולל קפיצים, קפיצים, צימודים, ברגים, פירים. דרגות - מפלדה 60 לפלדה 85.
4. פלדות הדורשות פעולה אמינה בתנאים אגרסיביים (למשל, שרשרת של טרקטור זחל). דרגות פלדה 30, פלדה 50, פלדה 30G, פלדה 50G.

אפשר גם לחלק הכל ל-2 קבוצותדרגות ידועות של פלדת פחמן מדרגת האיכות: מנגן מבני קונבנציונלי ומנגן מבני.

יישום פלדה מבנית פחמן

דרגת פלדה לפי איכות	מותג	Application
איכות רגילה	St0	חיזוק, נדן
	St1	tas, I-beams, channels
	St3Gsp	פלדה לבנייה
	St5sp	תותבים, אומים, ברגים
	St6ps	פסולת בניה
	ST4kp	בצורת, גיליון, מוצרים ארוכים למבנים עמידים
quality	Steel10	צינורות לדוודים, הטבעות
	Steel15	חלקים בעלי משיכות גבוהה, מצלמות, ברגים, אומים
	Steel18kp	מבנים מרותכים
	פלדה 20ps	סרנים, מזלגות, פינים, אביזרים, צינורות
	Steel50	הילוכים, מצמדים
	Steel60	צירים, דסקיות, טבעות קפיצים

פלדות כלי פחמן בעלות חוזק וקשיחות גבוהים. הם נתונים בהכרח לטיפול בחום רב-שלבי.

תכולת פחמן בפלדה: 0.7 – 1.3%. לאיכות גבוהה - עד 0.03%, זרחן - עד 0.035%. ולגבי האינסטרומנטליאיכות גבוהה: גופרית - עד 0.02%, זרחן - עד 0.03%.

ייעוד מותג (GOST 1435-74):

• U - פחמן אינסטרומנטלי;
• 7 -13 - תכולת הפחמן בו היא 0.7-1.3%, בהתאמה;
• G - נוכחות של מנגן;
• A הוא באיכות גבוהה.

חריגים לעקרונות הבסיסיים של סימון פלדות כלי פחמן הם החומר לחלקי תנועות השעון A75, ASU10E, AU10E.

דרישות עבור פלדות כלי פחמן

בהתאם ל-GOST, פלדות כלי עבודה חייבות לעמוד במספר מאפיינים.

תכונות פיזיקליות, כימיות ומכניות נדרשות: מדדי איכות של קשיות, חוזק פגיעה, חוזק, עמידות בפני שינויי טמפרטורה במהלך הפעולה (במהלך חיתוך, קידוח, עומסי זעזועים), עמידות בפני קורוזיה.

מאפיינים טכנולוגיים שצוינו:

• התנגדות לתהליכים שליליים של טכנולוגיית חיתוך (הדבקת שבבים, התקשות);
• יכולת עיבוד וטחינה טובה;
• רגישות לטיפול בחום;
• התנגדות להתחממות יתר.

כדי לשפר את האיכות של אינדיקטורים מכניים וטכנולוגיים, פלדות כלי עבודה נתונות לטיפול בחום רב-שלבי:

• חישול של חומר גלם לפני הכנת כלים;
• התקשות (קירור בתמיסות מלח) ובעקבות כך טמפרור של מוצרים מוגמרים (בעיקר מזג נמוך).

התקבלהתכונות נקבעות על ידי ההרכב הכימי והמיקרו-מבנה שנוצר: מרטנזיט עם תכלילים של צמנטיט ואוסטניט.

שימוש בפלדות כלי פחמן

הפלדות המתוארות משמשות לייצור כל מיני כלים: חיתוך, כלי הקשה, עזר.

• פלדה U7, U7A - פטישים, אזמלים, גרזנים, אזמלים, פטישים, אזמלים, קרסי דגים.
• Steel U8, U8A, U8G - מסורים, מברגים, חבטות מרכזיות, שקעים נגדיים, חותכים, צבת.
• Steel U9, U9A - כלי עבודה מתכת, כלי לחיתוך עץ.
• פלדה U10, פלדה U10A, U11, U11A - רספסים, ברזים, מקדחי טוויסט, כלי עזר לניקוב ושינוי גודל.
• U 12, U12A - קורצים, ברזים, כלי מדידה.
• U13, U13A - קבצים, מכשירי גילוח וניתוחים, חבטות החתמה.

בחירה רציונלית בדרגת פלדת פחמן, טכנולוגיית הטיפול בחום שלה, הבנה של תכונותיה ותכונותיה היא המפתח לחיי שירות ארוכים של מבנים או כלים המיוצרים, מעובדים או בשימוש.