Kokie anglies plieno tipai yra? Anglinis plienas – savybės ir pritaikymas Kur naudojamas anglinis plienas

Plienas – juodosios metalurgijos gaminys, pagrindinis, iš jo gaminama statybinė furnitūra, įvairių profilių valcuotas metalas, vamzdžiai, detalės, mechanizmai, įrankiai.

Plieno gamyba

Juodoji metalurgija taip pat susijusi su plienu. Ketaus yra kieta, bet nepatvari medžiaga. Plienas yra tvirtas, patikimas, plastiškas, tinkamas naudoti liejykloje, valcavimui, kalimui ir štampavimui.

Yra keletas būdų, kaip lydyti plieną:

1. Konverteris. Įranga: Partija (žaliavos): plieno laužas, kalkakmenis. Gaminamas tik anglinis plienas.
2. Martenovskis. Įranga: atviro židinio krosnis. Įkrovimas: skysta geležis, plieno laužas, geležies rūda. Universalus tiek anglies, tiek legiruoto plieno.
3. Elektros lankas. Įranga: elektros lanko krosnis. Įkrovimas: plieno laužas, ketus, koksas, kalkakmenis. Universalus metodas.
4. Indukcija. Įranga: indukcinė krosnis. Įkrovimas: plieno ir ketaus laužas, ferolydiniai.

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

Deoksidacijos procesai

Paskutiniame lydymo etape plienui būdingas virimo procesas, kurį įtakoja jam būdingi azoto, vandenilio ir anglies oksidai. Toks sukietėjęs lydinys turi porėtą struktūrą, kuri pašalinama valcuojant. Jis yra minkštas ir lankstus, bet nepakankamai stiprus.

Deoksidacijos procesą sudaro verdančių priemaišų deaktyvavimas, į lydinį įdedant feromangano, ferosilicio ir aliuminio. Priklausomai nuo liekamųjų dujų ir deoksiduojančių elementų kiekio, plienas gali būti pusiau tylus arba ramus.

Pagamintas reikiamo deoksidacijos laipsnio plienas pilamas į formas kristalizavimui ir panaudojimui vėlesniuose gatavo plieno gaminių gamybos technologiniuose etapuose.

Anglies plieno klasifikacija

Visas pasaulinėje rinkoje esantis plienas gali būti suskirstytas į anglinį ir legiruotą. Visos anglinio plieno rūšys skirstomos į skirtingas klasifikatorių grupes ir žymėjimo ypatybes.

Remiantis pagrindinėmis klasifikavimo ypatybėmis, išskiriami:

1. Anglies konstrukciniai plienai. Juose yra mažiau nei 0,8% anglies. Jie naudojami jungiamųjų detalių, valcuotų gaminių ir liejinių gamybai.
2. Anglies įrankių plienas, kuriame anglies kiekis yra nuo 0,7% iki 1,3%. Jie naudojami įrankiams ir instrumentų įrangai.

Deoksidacijos metodais:

• verdantys - deoksiduojantys elementai (DE), kurių sudėtyje yra mažiau nei 0,05%;
• pusiau tylus - 0,05%≤RE≤0,15%;
• ramus - 0,15%≤RE≤0,3%.

Pagal cheminę sudėtį:

• mažai anglies dioksido išskiriantis (0,3%≤С);
• vidutinio anglies (0,3≤С≤0,65%);
• daug anglies (0,65≤С≤1,3%).

Priklausomai nuo mikrostruktūros:

• hipoeutektoidas - tokio plieno sudėtyje yra mažiau nei 0,8% anglies;
• eutektoidas - tai plienai, kurių anglies kiekis yra 0,8%;
• hipereutektoidas - plienas, kuriame anglies kiekis didesnis nei 0,8%.

Pagal kokybę:

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

Pagal pagrindinį standartą anglinio plieno rūšys skirstomos į:

• įprastos kokybės struktūriniai;
• konstrukcijos kokybė;
• instrumentinis kokybinis;
• instrumentinė aukšta kokybė.

Įprastos kokybės konstrukcinio plieno ženklinimo ypatybės

Įprastuose kokybiškuose plienuose yra: C - iki 0,6%, 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 (ar) mechaninės savybės;
• G - Mangano Mn (mangano) buvimas;
• kp, ps, sp - deoksidacijos laipsnis (virimas, pusiau ramus, ramus).

Skaičiai nuo 1 iki 6, nurodę deoksidacijos laipsnį per brūkšnį, yra kategorijos. Tačiau pirmoji kategorija jokiu būdu nėra priskirta.

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

Įprastos kokybės konstrukcinių plienų klasifikacija

Įprastos kokybės angliniai plienai skirstomi į grupes.

• A grupė: plienai, kurie turi tiksliai atitikti nurodytas mechanines savybes. Vartotojui jie dažniausiai tiekiami lakštinių ir kelių profilių gaminių pavidalu (lakštai, T formos strypai, I formos sijos, jungiamosios detalės, kniedės ir korpusai). Prekiniai ženklai: 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 liejiniai ir valcavimo gaminiai, kurie bus papildomai apdirbami slėgiu karštoje būsenoje (kalimas, štampavimas). Prekės 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 markių, iš kurių gaminamas kaliojo metalo lakštas, įvairove, patvariomis jungiamosiomis detalėmis, skirtomis darbui didelės temperatūros pokyčių vietose, ir kritinėmis detalėmis (varžtais, veržlėmis, ašimis, stūmoklių kaiščiais). Visus įvairios sudėties, savybių ir prekės ženklų šios grupės gaminius vienija geras technologinis suvirinamumas. Prekės ženklai: 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 ženklinimas

Aukštos kokybės anglies plienas turi ne daugiau kaip 0,04% S ir P atitinkamai.

Žymėjimas (GOST 1050-88):

• numeriai 05-60 - užšifruotas anglies buvimas (minimalus - 0,05%, maksimalus - 0,6%);
• kp, ps, sp - deoksidacijos laipsnis („sp“ nenurodytas);
• G, Yu, F - yra mangano, aliuminio, vanadžio.

Ženklinimo išimtys

Anglies kokybės plienas turi išimčių ženklinant:

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

Visų rūšių aukštos kokybės plienas pasižymi galimu poreikiu naudoti terminį (pavyzdžiui, normalizavimą) ir cheminį-terminį apdorojimą (pavyzdžiui, karbonizaciją).

Anglies kokybės plieno klasifikacija

Šio tipo anglinis plienas gali būti suskirstytas į 4 grupes:

1. Labai plastiška medžiaga, tinka šaltam apdirbimui (valcavimui), lakštiniams ir vamzdžių gaminiams. Klasės - plienas 08ps, plienas 08, plienas 08kp.
2. Metalas, naudojamas karštam valcavimui ir štampavimui, kuris veiks termiškai agresyviomis sąlygomis. Klasės - nuo 10 plieno iki 25 plieno.
3. Plienas, kuris buvo pritaikytas svarbių dalių, įskaitant spyruokles, lakštines spyruokles, movas, varžtus ir velenus, gamyboje. Markės - nuo 60 plieno iki 85 plieno.
4. Plienai, kuriems reikalingas patikimas veikimas agresyviomis sąlygomis (pavyzdžiui, vikšrinio traktoriaus grandinė). Plienas 30, plienas 50, plienas 30G, plienas 50G.

Taip pat į 2 grupes galima suskirstyti visas žinomas anglies plieno rūšis iš kokybės klasės: įprastinį konstrukcinį plieną ir mangano turintį konstrukcinį plieną.

Anglies konstrukcinio plieno taikymas

Plieno kokybės klasė	Prekės ženklas	Taikymas
normali kokybe	St0	furnitūra, dailylentės
	St1	trišakiai, I-sijos, kanalai
	St3Gsp	statybinis plienas
	St5sp	įvorės, veržlės, varžtai
	St6ps	statybinių likučių
	VSt4kp	forminiai, lakštiniai, valcuoti gaminiai patvarioms konstrukcijoms
aukštos kokybės	Plienas 10	katilų vamzdžiai, štampavimas
	Plienas 15	didelio lankstumo dalys, kumšteliai, varžtai, veržlės
	Plienas 18kp	suvirintos konstrukcijos
	Plienas 20ps	ašys, šakės, kaiščiai, jungiamosios detalės, vamzdžiai
	Plienas 50	pavaros, sankabos
	Plienas 60	verpstės, poveržlės, spyruokliniai žiedai

Anglies įrankių plienas pasižymi dideliu stiprumu ir kietumu. Jie turi būti daugiapakopiai termiškai apdoroti.

Prekės ženklo pavadinimas (GOST 1435-74):

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

Išimtys iš pagrindinių anglinio įrankių plieno ženklinimo principų yra laikrodžio mechanizmų dalių A75, ASU10E, AU10E medžiaga.

Reikalavimai anglies įrankių plienui

Pagal GOST, įrankių plienas turi atitikti tam tikras charakteristikas.

Būtinos fizikinės, cheminės ir mechaninės savybės: kietumo, smūginio stiprumo, stiprumo, atsparumo temperatūros pokyčiams eksploatacijos metu (pjovimo, gręžimo, smūginių apkrovų metu), atsparumo korozijai kokybės rodikliai.

Nurodytos technologinės savybės:

• atsparumas neigiamiems pjovimo technologijos procesams (drožlių sukibimas, kietėjimas);
• geras apdirbamumas tekinant ir šlifuojant;
• lankstumas terminiam apdorojimui;
• atsparumas perkaitimui.

Siekiant pagerinti mechaninių ir technologinių parametrų kokybę, įrankių plienas yra apdorojamas daugiapakopiu terminiu apdorojimu:

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

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

Anglies įrankių plieno naudojimas

Aprašyti plienai naudojami visų rūšių įrankių gamybai: pjovimo, smūginių, pagalbinių.

• Plieniniai U7, U7A - plaktukai, kaltai, kirviai, kaltai, kūjai, kaltai, kabliukai.
• Plieniniai U8, U8A, U8G - pjūklai, atsuktuvai, perforatoriai, grimzlės, frezos, replės.
• Plieniniai U9, U9A - metalo apdirbimo įrankiai, įrankiai medienai pjauti.
• U11, U11A - špagatai, čiaupai, pagalbiniai įrankiai štampavimui ir kalibravimui.
• U 12, U12A - sraigtai, čiaupai, matavimo įrankiai.
• U13, U13A - dildės, skustuvai ir chirurginiai instrumentai, štampavimo štampai.

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

Anglies plienas yra įrankis arba konstrukcinis plienas, kuriame nėra legiruojančių priedų. Anglinio plieno skirstomas į mažai anglies (iki 0,25 % anglies), vidutinio anglies (0,25–0,6 % anglies) ir daug anglies (iki 2 % anglies).

Anglinis plienas nuo paprasto plieno išsiskiria mažesniu priemaišų kiekiu ir nedideliu silicio, magnio ir mangano kiekiu.

Anglies plienas padidino stiprumą ir didelį kietumą.

Pagal kokybę išskiriamas įprastas anglinis plienas ir aukštos kokybės konstrukcinis plienas.

Įprastos kokybės anglinis plienas gali būti šaltai valcuotas (plonas lakštas) ir karštas valcavimas (forminis, profiliuotas, plonas lakštas, storas lakštas, platus lakštas). Jis gaminamas šių prekių ženklų: St1kp, StO, St1ps, St2kp ir kt. Indeksai etiketėje iššifruojami taip: verdantis kp, pusiau ramus ps.

Aukštos kokybės konstrukcinis plienas apima kaltinius ir karšto valcavimo ruošinius iki 250 mm storio, sidabrinius strypus (apvalius strypus su specialiu paviršiumi) ir kalibruotą plieną. Jis gaminamas šių prekių ženklų: 05kp, 08kp, 08ps, 08, 10kp, 10ps, 10, 11kp, 15ps ir kt. Skaičiai ženkle nurodo anglies kiekį procentais (šimtosiomis procentų dalimis). Kokybiškas konstrukcinis plienas naudojamas svarbiausių mechanizmų ir mašinų dalių gamybai, štampavimui.

Aukštos kokybės pliene yra ne daugiau kaip 0,03% fosforo ir sieros, aukštos kokybės - ne daugiau kaip 0,02%.

Anglinio plieno Skirtingos paskirties: skirtos statiškai apkrautiems įrankiams ir smūgiinėms apkrovoms.

Didelio kietumo pjovimo įrankiams, nepatiriamiems smūgiams (chirurginiai instrumentai, dildės, grandikliai, štampai, grąžtai, matavimo prietaisai), gaminti naudojami U10–U13 plienai. Tokie plienai, kurie yra termiškai apdorojami visų tipų ir kurių sudėtyje yra chromo, taip pat naudojami tekinimo įrankiams gaminti.

Smūginių apkrovų veikiamiems įrankiams gaminti (kirviai, pjūklai, medžio apdirbimo įrankiai, kaltai, metaliniai antspaudai, atsuktuvai) naudojami U7-U9 plienai. Jie taip pat yra apdorojami bet kokiu terminiu būdu.

Užsisakyti ir įsigyti anglinio plieno galite pateikę užsakymą mūsų svetainėje.

Dėl savo stiprumo savybių ir prieinamos kainos anglinis plienas yra labai paplitęs lydinys. Pagrindiniai jo elementai yra geležis ir anglis su minimaliu lašų kiekiu. Iš anglinio plieno gaminami įvairūs inžineriniai gaminiai, vamzdynų ir katilų dalys, įrankiai. Lydiniai taip pat plačiai naudojami statybose.

Pagrindinės charakteristikos

Pagal pagrindinę paskirtį angliniai plienai skirstomi į instrumentinius ir konstrukcinius, jų sudėtyje praktiškai nėra legiruojančių elementų. Nuo įprastų plieno lydinių jie skiriasi ir tuo, kad juose yra žymiai mažiau pagrindinių priemaišų: mangano, magnio, silicio. Pagrindinio elemento – anglies – kiekis kinta gana plačiai. Daug anglies turinčio plieno yra 0,6-2% C, vidutinio anglies plieno - 0,3-0,6%, mažai anglies turinčio plieno - iki 0,25%.

Pagrindinis elementas lemia savybes ir struktūrą. Lydinių, kurių C yra mažesnis nei 0,8 % (hipoeutektoidinis plienas), vidinėje struktūroje vyrauja perlitas ir feritas, o padidėjus pagrindinio elemento koncentracijai susidaro antrinis cementitas.

Pateikti plienai su vyraujančia feritine struktūra yra labai plastiški ir mažo stiprumo. Jei konstrukcijoje vyrauja cementitas, metalas pasižymi dideliu stiprumu, bet ir dideliu trapumu. Kai C kiekis padidėja iki 0,8–1%, padidėja stiprumas ir kietumas, tačiau labai pablogėja klampumas ir plastiškumas.

Kiekybinis anglies kiekis turi įtakos technologinėms savybėms, ypač suvirinamumui, pjovimo paprastumui ir slėgiui.

• Mažai anglies turintis plienas naudojamas detalėms ir konstrukcijoms, kurios nėra skirtos didelėms apkrovoms, gaminti.
• Vidutinio anglies plieno charakteristikos daro juos pagrindine konstrukcine medžiaga, naudojama transporto ir bendrosios inžinerijos konstrukcijų ir dalių gamyboje.
• Didelės anglies lydiniai yra optimalūs gaminant dalis, kurios turi turėti padidintą atsparumą dilimui, gaminant matavimo ir smūginius įrankius.

Metale, kaip ir kituose plieno lydiniuose, yra priemaišų:

• silicio;
• fosforo;
• mangano;
• azotas;
• siera;
• vandenilis;
• deguonies.

Silicis ir manganas yra naudingos priemaišos, kurios deoksidacijai įvedamos į kompoziciją lydymosi stadijoje. Fosforas ir siera yra kenksmingos priemaišos, blogina lydinio kokybės charakteristikas.

Manoma, kad legiruojančios ir anglies rūšys yra nesuderinamos, tačiau, siekiant pagerinti jų technologines ir fizines-mechanines savybes, mikrolydinimas gali būti atliekamas pridedant įvairių priedų:

• boras;
• titanas;
• cirkonis;
• retųjų žemių elementų.

Su jų pagalba nepavyks metalo paversti nerūdijančiu plienu, tačiau tai žymiai pagerins savybes.

Klasifikavimas pagal deoksidacijos laipsnį

Skirstymui į tipus visų pirma įtakos turi deoksidacijos laipsnis. Pagal šį parametrą mūsų lydiniai skirstomi į pusiau ramius, ramius ir verdančius.

Tylus plienas turi vienodesnę vidinę struktūrą, kurios deoksidacija pasiekiama pridedant prie išlydyto aliuminio, ferosilicio ir feromangano metalo. Dėl to, kad mūsų kategorijos lydiniai krosnyje yra visiškai deoksiduojami, juose nėra geležies oksido. Aliuminio likutis, kuris stabdo grūdelių augimą, suteikia smulkiagrūdę struktūrą. Tai ir beveik visiškas ištirpusių dujų nebuvimas leidžia gauti aukštos kokybės metalą svarbiausių dalių ir konstrukcijų gamybai. Be privalumų, tylūs lydiniai turi didelį trūkumą – gana brangų lydymą.

Yra pigesnių, nors ir prastesnės kokybės anglies lydinių, kurių lydymui naudojami minimalūs specialūs priedai. Tokio metalo struktūroje dėl to, kad deoksidacijos procesas orkaitėje nebuvo baigtas, yra ištirpusių dujų, kurios neigiamai veikia charakteristikas. Pavyzdžiui, azotas blogai veikia suvirinamumą ir provokuoja įtrūkimų susidarymą suvirinimo vietoje. Išvystyta segregacija lydinių struktūroje lemia tai, kad iš jų pagaminti valcavimo metalo gaminiai pasižymi struktūros ir mechaninių savybių nevienalytiškumu.

Pusiau tylus plienas turi tarpinę padėtį pagal savybes ir deoksidacijos laipsnį. Prieš supilant į formas, į jų sudėtį įpilamas nedidelis kiekis deoksidatorių, dėl kurių metalo kietėjimas vyksta praktiškai be virimo, tačiau dujų išsiskyrimas jame tęsiasi. Rezultatas yra liejinys, kurio struktūroje yra mažiau dujų burbuliukų nei verdančio plieno. Šios vidinės poros beveik visiškai suvirinamos vėlesnio metalo valcavimo metu.

Dauguma pusiau švelnaus anglinio plieno yra naudojami kaip konstrukcinės medžiagos.

Gamyba ir skirstymas pagal kokybę

Anglies plienas gaminamas naudojant skirtingas technologijas. Yra:

• aukštos kokybės anglinis plienas;
• aukštos kokybės plieno lydiniai;
• įprastos kokybės anglinio plieno lydiniai.

Židinio krosnyse gaunami įprastos kokybės lydiniai, iš jų formuojami dideli luitai. Tokiems plienams gaminti naudojama lydymo įranga visų pirma apima deguonies konverterius. Palyginti su aukštos kokybės plieno lydiniais, metale gali būti daug kenksmingų priemaišų, kurios turi įtakos gamybos savybėms ir savikainai.

Susidarė ir sušalę luitai kočiojami karštai arba šalta. Karštas valcavimas gamina ilgus ir forminius gaminius, ploną ir storą lakštą bei plačias metalo juostas. Šaltojo valcavimo metu gaunamas plonas lakštinis metalas.

Kokybiškam ir kokybiškam plienui gaminti naudojamos atviro židinio krosnys ir keitikliai, taip pat lydymo krosnys, veikiančios elektra.

GOST nustato griežtus sudėties reikalavimus, būtent kenksmingų ir nemetalinių priemaišų buvimą konstrukcijoje. Aukštos kokybės plienas turi turėti ne daugiau kaip 0,04 % sieros ir ne daugiau kaip 0,035 % fosforo. Aukštos kokybės ir kokybiški plieno lydiniai dėl griežtų lydymo metodo ir charakteristikų reikalavimų padidino struktūrinį grynumą.

Taikymas ir ženklinimas

Įvairių įrankių gamybai naudojami įrankių lydiniai, kuriuose yra 0,65–1,32 % C. Siekiant pagerinti įrankių mechanines savybes, gamybinė medžiaga grūdinama.

Iš konstrukcinių lydinių gaminamos įvairios įrangos detalės, statybiniai ir inžineriniai konstrukciniai elementai, tvirtinimo detalės ir kt. Pagaminta iš konstrukcinio plieno anglies viela, kuri naudojama kasdieniame gyvenime, tvirtinimo detalių gamyboje, statybose, spyruoklių gamyboje. Po karbonizavimo konstrukciniai lydiniai sėkmingai naudojami gaminant dalis, kurios eksploatacijos metu labai susidėvi paviršius ir patiria dideles dinamines apkrovas.

Ženklinimas nurodo lydinio cheminę sudėtį ir kategoriją. Įprastos kokybės anglinio plieno žymėjime yra raidės „st“. GOST numato septynis įprastinius prekės ženklų numerius (0–6), taip pat nurodytus pavadinime. Deoksidacijos laipsnis nurodomas raidėmis „kp“, „ps“, „sp“, esančiomis žymėjimo pabaigoje. Aukštos kokybės ir aukštos kokybės plieno rūšys žymimos skaičiais, rodančiais C kiekį lydinyje šimtosiose procentų dalyse.

Tai, kad lydinys yra instrumentinis, galima suprasti iš raidės „U“ ženklinimo pradžioje. Skaičius po šios raidės nurodo C kiekį procentų dešimtosiomis dalimis. Raidė „A“, jei ji yra įrankių plieno žymėjime, rodo patobulintas lydinio kokybės charakteristikas.

Plienas, kuriame yra didesnis anglies kiekis, gali būti mažiau linkęs formuoti mažo plastiškumo struktūras. Veikiamas konstrukcinių ir suvirinimo įtempių, mažo plastiškumo metalas gali subyrėti. Tai palengvina difuzinio vandenilio buvimas jame ir jo suvirinimo siūlėje. Siekiant išvengti šaltų įtrūkimų atsiradimo, naudojami metodai, padedantys pašalinti veiksnius, kurie prisideda prie tokių defektų atsiradimo.

Anglies plienas, kurio rūšys aprašytos žemiau, plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose. Konkreti anglinio plieno rūšis pasirenkama atsižvelgiant į konkrečią paskirtį, kuriai jis bus naudojamas. Taip yra dėl to, kad kiekvienas prekės ženklas turi skirtingas savybes.

Plieno klasifikacija

Visi angliniai plienai, priklausomai nuo taikymo srities, skirstomi į mažai anglies, vidutinio anglies ir daug anglies turinčius plienus ir skirstomi pagal kelis parametrus:

• Deoksidacijos metodas.
• Cheminių elementų sudėtis.
• Mikrostruktūra.
• Kokybė.

Pagal pagrindinius standartus anglinis plienas skirstomas į:

• Konvencinė konvencinė.
• Struktūrinė kokybė.
• Instrumentinė kokybė.
• Aukštos kokybės instrumentas.

Gamybos technologija

Plieno gamyba metalurgijos pramonėje atliekama įvairiais būdais. Kiekvienas gamybos būdas yra skirtingas, priklausomai nuo naudojamos įrangos. Taigi visą anglinio plieno gamybos įrangą galima suskirstyti į tris tipus:

• Konverterio lydymo krosnys.
• Atviros židinio krosnys.
• Elektrinės orkaitės.

Konverteris

Konverterio krosnys išlydo visą lydinio sudėtį. Šiuo metodu išlydyta masė apdorojama techniniu deguonimi. Norėdami išvalyti karštą masę nuo įvairių nešvarumų, į ją įpilama kalkių. Tai leidžia priemaišas paversti šlaku. Gamybos proceso metu aktyviai vyksta metalo oksidacijos procesas. Tai provokuoja didelio atliekų kiekio išleidimą.

Anglies plieno gamyba konverterio tipo krosnyse turi didelį trūkumą. Tai apima tai, kad eksploatacijos metu išsiskiria daug dulkių. Dėl to reikia įdiegti papildomus filtravimo įrenginius, o tai reikalauja pinigų. Nepaisant to, konverterio metodas pasižymi dideliu našumu ir yra plačiai naudojamas metalurgijoje.

Atviras židinys

Įvairių rūšių anglinio plieno gamyba naudojant atviro židinio krosnis leidžia gauti aukštos kokybės galutinį produktą. Gamybos procesas vyksta taip:

• Į specializuotą krosnies skyrių kraunami lydinio komponentai: ketaus, plieno laužas ir kt.;
• Visa kompozicija kaitinama iki aukštos temperatūros;
• Temperatūrai veikiant, visi komponentai virsta vienalyte karšta mase;
• Lydymosi metu sąveikauja visi geležies ir anglies lydinio komponentai;
• Cheminės reakcijos metu susidariusi medžiaga išeina iš krosnies.

Elektros

Įvairių rūšių anglinio plieno gamybos elektrinėse krosnyse metodas skiriasi nuo aukščiau išvardytų. Jo skirtumas yra kompozicijos šildymo būdas. Elektros energijos naudojimas komponentams šildyti sumažina metalo oksidaciją. Tai žymiai sumažina vandenilio kiekį metale, o tai pagerina lydinio struktūrą ir turi įtakos galutinio produkto kokybei.

Plieno naudojimas

Įvairių rūšių anglinis plienas naudojamas konstrukcijoms gaminti daugelyje pramonės šakų. Priklausomai nuo produkto naudojimo, naudojami tam tikri prekių ženklai.

Įprasta kokybė

Užsienio priemaišų kiekį gatavuose gaminiuose reglamentuoja GOST 380-2005. Įprastos kokybės anglinis plienas naudojamas gaminant:

• St0– apvalkalai, furnitūra ir kt.;
• St1– kanalai, T-sijos ir I-sijos. Jis turi mažą kietumą, bet gerą klampumą;
• St2– nekritinių struktūrų dalys. Tai labai plastiška medžiaga;
• St3– valcuotas metalas, naudojamas statybinių konstrukcijų, kėbulų, automobilių ratlankių ir kt. statybai;
• St5– varžtai, veržlės, svirtys, kaiščiai, ašys ir kt.;
• St6– didelio stiprumo detalės medžio ir metalo apdirbimo staklėms.

Aukštos kokybės

Iš aukštos kokybės plieno gaminami šie gaminiai:

• Vamzdžiai ir dalys, kurios yra naudojamos katilinėje.
• Didelio lankstumo gaminiai – varžtai, veržlės ir kt.
• Dalys, skirtos suvirintoms konstrukcijoms kurti.
• Įvairių rūšių vamzdžiai, kaiščiai, ašys.
• Sunkvežimių, autobusų ir kitos įrangos krumpliaračiai, sankabos.
• Spyruoklinės poveržlės, žiedai.

Instrumentinis

Įvairių rūšių anglinis įrankių plienas turi didesnį stiprumą ir didelį atsparumą smūgiams. Jie naudojami kuriant visų rūšių įrankius ir pakaitinius elementus. Gamybos metu gaminiai yra pakartotinai veikiami aukštų temperatūrų, todėl pagerėja jų fizinės savybės. Gaminiai yra atsparūs greitiems temperatūros pokyčiams ir yra labai atsparūs korozijai.

Plieno žymėjimas

Pagal ženklinimą visi angliniai plienai skirstomi į tris kategorijas:

• A grupė. Tai apima lydinius, kurie atitinka griežtai nurodytas mechanines savybes;
• B grupė.Šios grupės plienai aiškiai atitinka cheminę sudėtį;
• B grupė.Šios grupės gaminiai turi atitikti mechanines, fizines ir chemines savybes vienu metu.

Paprasto kokybiško plieno žymėjimo pradžioje yra raidės St. Po ženklinimo raidėmis St yra skaitmeninis žymėjimas. Skaičius žymėjime nurodo metalo klasės numerį. Toliau po numerio įvedamas lydinio tipas. Lydinio tipo žymėjimas yra toks:

• KP- virimas;
• PS– pusiau ramus;
• JV- Ramus.

Tiesiai prieš lydinio raidės žymėjimą yra raidė, nurodanti plieno grupę. Jei prekė priklauso A grupei, raidė neklijuota.

Norėdami greitai nustatyti prekės ženklą, gamintojas specialiais dažais užtepa atitinkamas juosteles:

• St0– žalia juostelė + raudona.
• St1– vienas geltonas + vienas juodas.
• St3Gsp– ruda + mėlyna.
• St3– raudona.
• St4– juoda.
• St5Gps– ruda + žalia.
• St5- žalias.
• St6– mėlyna.

Anglies buvimo medžiagoje laipsnis nustatomas pačioje pradžioje. Anglies kiekis A grupės metalui nurodomas šimtosiomis procentų dalimis. B ir C – dešimtosiomis. Kai kuriais atvejais po šių skaičių gamintojas įrašo raidę G. Tai reiškia, kad gaminyje yra daug mangano.

Kokybiško plieno kategorijos

Aukštos kokybės plienas su skirtingais ženklais gali būti suskirstytas į keletą kategorijų:

• 08ps, 08kp– pasižymi dideliu plastiškumu. Puikiai tinka šaltam valcavimui;
• Nuo 10 iki 25– naudojamas karštam štampavimui arba valcavimui;
• Nuo 60 iki 85– naudojami svarbioms konstrukcijoms, tokioms kaip spyruoklės, spyruoklės, sankabos, gaminti;
• 30, 50, 30G, 50G– padidinta jėga, atlaiko dideles apkrovas.

Žymėjimo išimtys

Kokybiškas plienas turi tam tikrų pavadinimų išimčių. Jie apima:

• 15 tūkst., 20 tūkst., 22 tūkst– naudojamas katilų statyboje;
• 20-PV– yra 0,2 procento anglies ir vario su chromu. Iš jo gaminami vamzdžiai šildymo sistemoms;
• OSV– sudėtyje yra nikelio, chromo ir vario priedų. Iš jo gaminamos geležinkelio vagonų ašys;
• A75, ASU10E, AU10E– taikomas laikrodžių mechanizmų dalims.

Iš to, kas išdėstyta pirmiau, darytina išvada, kad prieš naudodami anglinio plieno gaminį, turite atkreipti dėmesį į jo ženklinimą. Tokiu būdu galite nustatyti jo fizines ir chemines savybes bei paskirties sritį. Žinant metalo gaminių žymėjimo prasmę, nekils jokių sunkumų pasirenkant konkretų tipą bet kokiam tikslui.

Anglinis plienas dėl prieinamos kainos ir didelio stiprumo savybių yra vienas iš plačiausiai naudojamų lydinių. Iš tokių plienų, susidedančių iš geležies ir anglies bei minimaliai kitų priemaišų, gaminami įvairūs inžineriniai gaminiai, kuoliukų ir vamzdynų dalys, įrankiai. Šie lydiniai taip pat plačiai naudojami statybos pramonėje.

Kas yra anglinis plienas?

Anglies plienas, kuris, priklausomai nuo pagrindinės taikymo srities, skirstomas į konstrukcinius ir instrumentinius, praktiškai neturi legiruojančių priedų. Šie plienai nuo įprastų plieno lydinių išsiskiria ir tuo, kad jų sudėtyje yra žymiai mažiau pagrindinių priemaišų, tokių kaip manganas, magnis ir silicis.

Pagrindinio elemento - anglies - kiekis šios kategorijos plienuose gali skirtis gana plačiose ribose. Taigi daug anglies turinčiame pliene yra 0,6–2 % anglies, vidutinio anglies – 0,3–0,6 %, mažai anglies turinčiame pliene – iki 0,25 %. Šis elementas lemia ne tik anglinio plieno savybes, bet ir jų struktūrą. Taigi plieno lydinių, kuriuose yra mažiau nei 0,8% anglies, vidinę struktūrą daugiausia sudaro feritas ir perlitas; didėjant anglies koncentracijai, pradeda formuotis antrinis cementitas.

Anglies plienas su vyraujančia feritine struktūra pasižymi dideliu lankstumu ir mažu stiprumu. Jei plieno konstrukcijoje vyrauja cementitas, tai jis pasižymi dideliu stiprumu, bet kartu yra ir labai trapus. Anglies kiekiui padidėjus iki 0,8–1%, anglinio plieno stiprumo charakteristikos ir kietumas didėja, tačiau žymiai pablogėja jo plastiškumas ir kietumas.

Kiekybinis anglies kiekis taip pat turi rimtos įtakos technologinėms metalo savybėms, ypač jo suvirinamumui, apdirbimo slėgiu ir pjovimo paprastumui. Mažai anglies dioksido išskiriantis plienas naudojamas detalėms ir konstrukcijoms, kurios eksploatacijos metu nepatirs didelių apkrovų, gaminti. Vidutinio anglies plieno charakteristikos daro juos pagrindine konstrukcine medžiaga, naudojama gaminant konstrukcijas ir dalis bendrosios ir transporto inžinerijos reikmėms. Dėl savo savybių jie optimaliai tinka detalių, kurioms keliami didesni atsparumo dilimui reikalavimai, gamybai, smūginio štampavimo ir matavimo įrankių gamybai.

Anglies plienas, kaip ir bet kurios kitos kategorijos plieno lydinys, turi įvairių priemaišų: silicio, mangano, fosforo, sieros, azoto, deguonies ir vandenilio. Kai kurios iš šių priemaišų, tokių kaip manganas ir silicis, yra naudingos, jos įterpiamos į plieno sudėtį lydymosi stadijoje, siekiant užtikrinti jo deoksidaciją. Siera ir fosforas yra kenksmingos priemaišos, kurios pablogina plieno lydinio kokybės charakteristikas.

Nors ir laikomas nesuderinamu, mikrolydinimas gali būti atliekamas siekiant pagerinti jų fizines, mechanines ir technologines savybes. Šiuo tikslu į anglinį plieną įvedami įvairūs priedai: boras, titanas, cirkonis, retųjų žemių elementai. Žinoma, naudojant tokius priedus iš anglinio plieno nepavyks pagaminti nerūdijančio plieno, tačiau jie gali gerokai pagerinti metalo savybes.

Klasifikavimas pagal deoksidacijos laipsnį

Anglies plieno skirstymą į įvairias rūšis, be kita ko, įtakoja toks parametras kaip deoksidacijos laipsnis. Pagal šį parametrą anglinio plieno lydiniai skirstomi į ramius, pusiau ramius ir verdančius.

Tylūs plienai turi homogeniškesnę vidinę struktūrą, kurios deoksidacija atliekama į išlydytą metalą pridedant ferosilicio, feromangano ir aliuminio. Dėl to, kad šios kategorijos lydiniai krosnyje buvo visiškai deoksiduoti, jų sudėtyje nėra geležies oksido. Aliuminio likučiai, stabdantys grūdelių augimą, suteikia tokiems plienams smulkiagrūdę struktūrą. Smulkiagrūdės struktūros ir beveik visiško ištirpusių dujų nebuvimo derinys leidžia suformuoti aukštos kokybės metalą, iš kurio galima pagaminti svarbiausias dalis ir konstrukcijas. Be visų privalumų, tylios kategorijos anglinio plieno lydiniai turi ir vieną reikšmingą trūkumą – jų lydymas yra gana brangus.

Pigesni, bet ir prastesnės kokybės yra verdantys anglies lydiniai, kurių lydymui naudojamas minimalus specialių priedų kiekis. Tokio plieno vidinėje struktūroje dėl to, kad jo deoksidacijos procesas krosnyje nebuvo baigtas, yra ištirpusių dujų, kurios neigiamai veikia metalo savybes. Taigi tokiuose plienuose esantis azotas blogai veikia jų suvirinamumą, provokuodamas įtrūkimų susidarymą suvirinimo vietoje. Išsivysčiusi šių plieno lydinių struktūros atskyrimas lemia tai, kad iš jų pagamintas valcuotas metalas turi nevienalytiškumą tiek savo struktūra, tiek mechaninėmis savybėmis.

Pusiau tylūs plienai užima tarpinę padėtį tiek pagal savo savybes, tiek pagal deoksidacijos laipsnį. Prieš pilant į formas, į jų sudėtį įpilamas nedidelis kiekis deoksiduojančių medžiagų, dėl kurių metalas kietėja praktiškai nevirdamas, tačiau dujų išsiskyrimo jame procesas tęsiasi. Dėl to susidaro liejinys, kurio struktūroje yra mažiau dujų burbuliukų nei verdančiame pliene. Tokios vidinės poros beveik visiškai suvirinamos vėlesnio metalo valcavimo metu. Dauguma pusiau švelnaus anglinio plieno yra naudojami kaip konstrukcinės medžiagos.

Su visais anglinio plieno GOST reikalavimais galite susipažinti atsisiųsdami šį dokumentą pdf formatu iš toliau pateiktos nuorodos.

Gamybos metodai ir kokybės skirstymas

Anglinio plieno gamybai naudojamos įvairios technologijos, kurios turi įtakos jų skirstymui ne tik pagal gamybos būdą, bet ir pagal kokybės charakteristikas. Taigi jie išskiria:

• aukštos kokybės plieno lydiniai;
• įprastos kokybės anglinio plieno lydiniai.

Įprastos kokybės plieno lydiniai lydomi krosnyse su židiniu, po to formuojami dideli luitai. Tokiems plienams gaminti naudojama lydymo įranga taip pat apima deguonies konverterius. Palyginti su aukštos kokybės plieno lydiniais, aptariamuose plienuose gali būti didesnis kenksmingų priemaišų kiekis, o tai turi įtakos jų gamybos sąnaudoms, taip pat savybėms.

Suformuoti ir visiškai sukietėję metalo luitai toliau valcuojami, o tai gali būti atliekama karštoje arba šaltoje būsenoje. Karšto valcavimo būdu gaminami forminiai ir profiliuoti gaminiai, storos ir plonos skardos bei didelio pločio metalinės juostos. Šaltojo valcavimo metu gaunamas plonas lakštinis metalas.

Kokybiškoms ir kokybiškoms kategorijoms gali būti naudojami tiek keitikliai, tiek krosnys su židiniu, tiek modernesnė įranga – lydymo krosnys, maitinamos elektra. Atitinkamas GOST nustato labai griežtus reikalavimus tokių plienų cheminei sudėčiai ir kenksmingų bei nemetalinių priemaišų buvimui jų struktūroje. Pavyzdžiui, aukštos kokybės plienas turi turėti ne daugiau kaip 0,04% sieros ir ne daugiau kaip 0,035% fosforo. Dėl griežtų reikalavimų jų gamybos būdui ir charakteristikoms kokybiški ir kokybiški plieno lydiniai išsiskiria padidintu konstrukciniu grynumu.

Taikymo sritis

Kaip minėta pirmiau, anglies plieno lydiniai pagal savo pagrindinę paskirtį skirstomi į dvi dideles kategorijas: instrumentinius ir konstrukcinius. , kuriuose yra 0,65–1,32 % anglies, yra naudojami visiškai pagal pavadinimą - įvairios paskirties įrankių gamybai. Siekiant pagerinti mechanines įrankių savybes, jie kreipiasi į technologinę operaciją, kuri atliekama be ypatingų sunkumų.

Konstrukciniai plieno lydiniai šiuolaikinėje pramonėje naudojami labai plačiai. Iš jų gaminamos įvairios paskirties įrangos dalys, mechaninės inžinerijos ir statybos konstrukciniai elementai, tvirtinimo detalės ir daug daugiau. Visų pirma, toks populiarus produktas kaip anglies viela yra pagamintas iš konstrukcinio plieno.

Anglies viela naudojama ne tik buityje, tvirtinimo detalių gamybai ir statybos pramonėje, bet ir tokių kritinių dalių, kaip spyruoklės, gamybai. Po karbonizavimo konstrukciniai anglies lydiniai gali būti sėkmingai naudojami gaminant dalis, kurios eksploatacijos metu labai susidėvi paviršius ir patiria dideles dinamines apkrovas.

Žinoma, anglinio plieno lydiniai neturi daug legiruotojo plieno (ypač nerūdijančio plieno) savybių, tačiau jų charakteristikų visiškai pakanka, kad būtų užtikrinta iš jų pagamintų dalių ir konstrukcijų kokybė ir patikimumas.

Žymėjimo ypatybės

Sudarymo taisyklės, kurias griežtai nustato atitinkamo GOST sąlygos, leidžia sužinoti ne tik pateikto lydinio cheminę sudėtį, bet ir tai, kuriai kategorijai jis priklauso. Įprastos kokybės anglinio plieno pavadinime yra raidės „ST“. GOST sąlygose numatyti septyni įprasti tokių plieno rūšių skaičiai (nuo 0 iki 6), kurie taip pat nurodyti jų žymėjime. Kokį deoksidacijos laipsnį atitinka tam tikras prekės ženklas, galite sužinoti raidėmis „kp“, „ps“, „sp“, kurios yra pačiame žymėjimo gale.