Kādas ir oglekļa tērauda markas. Oglekļa tērauda īpašības un pielietojums Kur tiek izmantoti oglekļa tēraudi

Tērauds ir melnās metalurģijas izstrādājums, kura pamatprodukts ir ēku furnitūra, dažādu profilu metāla velmējumi, caurules, detaļas, mehānismi un instrumenti.

Tērauda ražošana

Melnā metalurģija nodarbojas arī ar tēraudu. Čuguns ir ciets, bet ne izturīgs materiāls. Tērauds – izturīgs, uzticams, elastīgs, var tikt izmantots lietuvēs, velmēšanā, kalšanā un štancēšanā.

Ir vairāki veidi, kā kausēt tēraudu:

1. Pārveidotājs. Aprīkojums: lādiņš (izejvielas): tērauda lūžņi, kaļķakmens. Tiek ražoti tikai oglekļa tēraudi.
2. Martenovskis. Aprīkojums: martena krāsns. Uzlāde: šķidrais čuguns, tērauda lūžņi, dzelzsrūda. Universāls gan oglekļa, gan leģētajiem tēraudiem.
3. Elektriskā loka. Aprīkojums: elektriskā loka krāsns. Maksa: tērauda lūžņi, čuguns, kokss, kaļķakmens. Universāla metode.
4. Indukcija. Aprīkojums: indukcijas krāsns. Uzlāde: tērauda un čuguna metāllūžņi, dzelzs sakausējumi.

Tērauda ražošanas procesa būtība ir samazināt negatīvo ķīmisko ieslēgumu daudzumu, lai iegūtu metālu, ko tautā sauc par "dzelzi", pareizāk sakot, dzelzs-oglekļa sakausējumu ar oglekļa saturu ne vairāk kā 2,14%.

Deoksidācijas procesi

Tēraudam kausēšanas beigu posmā ir raksturīgs viršanas process, ko ietekmē tam piemītošais slāpeklis, ūdeņradis un oglekļa oksīdi. Šādam sakausējumam cietā stāvoklī ir poraina struktūra, kas tiek noņemta, velmējot. Tas ir mīksts un plastmasa, bet nav pietiekami stiprs.

Deoksidācijas process sastāv no verdošu piemaisījumu dezaktivēšanas, sakausējumā ievadot feromangānu, ferosilīciju un alumīniju. Atkarībā no atlikušo gāzu un deoksidējošo elementu daudzuma tērauds var būt daļēji mierīgs vai mierīgs.

Gatavo tēraudu ar nepieciešamo deoksidācijas pakāpi ielej veidnēs kristalizācijai un izmantošanai turpmākajos tehnoloģiskajos posmos gatavo tērauda izstrādājumu ražošanā.

Oglekļa tērauda klasifikācija

Visu pasaules tirgū esošo tēraudu var iedalīt ogleklī un sakausējumā. Visas oglekļa tērauda markas ir sadalītas dažādās klasifikatoru grupās un apzīmējumu pazīmēs.

Pamatojoties uz galvenajām klasifikācijas pazīmēm, ir:

1. Oglekļa konstrukciju tēraudi. Tie satur mazāk nekā 0,8% oglekļa. Tos izmanto veidgabalu, velmēšanas izstrādājumu un lējumu ražošanai.
2. Oglekļa instrumentu tēraudi, kas satur 0,7% līdz 1,3% oglekļa. Tos izmanto instrumentiem, instrumentu iekārtām.

Saskaņā ar deoksidācijas metodēm:

• viršanas - deoksidējošie elementi (RE) sastāvā mazāk nekā 0,05%;
• daļēji mierīgs - 0,05%≤RE≤0,15%;
• mierīgs - 0,15%≤RE≤0,3%.

Pēc ķīmiskā sastāva:

• zems oglekļa saturs (0,3% ≤ C);
• vidējs ogleklis (0,3≤С≤0,65%);
• ar augstu oglekļa saturu (0,65≤С≤1,3%).

Atkarībā no mikrostruktūras:

• hipoeutektoīds - šādā tēraudā oglekļa saturs ir mazāks par 0,8%;
• eitektoīds - tie ir tēraudi ar oglekļa saturu 0,8%;
• hipereutektoīds - tēraudi ar oglekļa saturu vairāk nekā 0,8%.

Pēc kvalitātes:

1. Regulāra kvalitāte. Sērs šeit satur mazāk par 0,06%, fosfors - ne vairāk kā 0,07%.
2. Kvalitatīvi tēraudi. Tie nesatur sēru un fosforu vairāk par 0,04%.
3. Augstas kvalitātes. Sēra daudzums šeit nepārsniedz 0,025%, bet fosfora - ne vairāk kā 0,018%.

Saskaņā ar galveno standartu oglekļa tērauda markas tiek sadalītas:

• parastas kvalitātes konstrukcija;
• strukturālā kvalitāte;
• instrumentālā kvalitāte;
• instrumentālā augsta kvalitāte.

Parastas kvalitātes konstrukciju tērauda marķēšanas iezīmes

Parastās kvalitātes tēraudi satur: C - līdz 0,6%, S - līdz 0,06%, P - līdz 0,07%. Apskatīsim, kā šis oglekļa tērauds ir marķēts. GOST 380 nosaka šādas apzīmējuma nianses:

• A, B, C - grupa; A - zīmogos nav norādīts;
• 0-6 aiz burtiem "St" - kārtas numurs, kurā šifrēts ķīmiskais sastāvs un (vai) mehāniskās īpašības;
• G - Mangan Mn (mangāna) klātbūtne;
• kp, ps, cn - deoksidācijas pakāpe (vārīšanās, pusmierīga, mierīga).

Skaitļi no 1 līdz 6 pēc deoksidācijas pakāpes ar domuzīmi ir kategorijas. Šajā gadījumā pirmā kategorija nav norādīta nekādā veidā.

Burti M, K zīmola sākumā var nozīmēt metalurģisko ražošanas metodi: martenu vai skābekļa pārveidotāju. Starp citu, parastās kvalitātes oglekļa tēraudus raksturo pakāpju kvantitatīvais sastāvs, aptuveni 47 gabali.

Parastas kvalitātes konstrukciju tēraudu klasifikācija

Parastās kvalitātes oglekļa tēraudus iedala grupās.

• A grupa: tēraudi, kuriem precīzi jāatbilst norādītajām mehāniskajām īpašībām. Patērētājam tos visbiežāk piegādā lokšņu un daudzveidīgu izstrādājumu veidā (loksnes, tējas, I-sijas, veidgabali, kniedes un futrāļi). Pakāpes: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), 1.-3. kategorijas, ieskaitot St3Gps, St5Gps.
• B grupa: tēraudi, kas jāregulē ar nepieciešamo ķīmisko sastāvu un īpašībām. Tiek ražoti lējumi un velmējumi, kas tiks pakļauti papildu apstrādei ar spiedienu karstā stāvoklī (kalšana, štancēšana). Atzīmes: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, ieskaitot Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), 1. un 2. kategorija.
• B grupa: tēraudi, kuriem jāatbilst nepieciešamajām ķīmiskajām, fizikālajām, mehāniskajām un tehnoloģiskajām īpašībām. Šai grupai ir raksturīgas dažādas kategorijas, no kurām tiek izgatavoti plastmasas lokšņu izstrādājumi, izturīgi armatūra darbam vietās ar ievērojamām temperatūras atšķirībām, kritiskās daļas (bultskrūves, uzgriežņi, asis, virzuļu tapas). Visus šīs grupas dažāda sastāva, īpašību un pakāpju izstrādājumus vieno laba tehnoloģiskā metināmība. Pakāpes: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), ieskaitot VSt3Gps, 1.-6. kategorijas.

Parastas kvalitātes konstrukciju tēraudi ir sakausējumi, kurus rūpniecībā izmanto ļoti dažādi.

Oglekļa kvalitātes tērauda marķēšana

Oglekļa kvalitātes tēraudos S un P sastāvā ir attiecīgi ne vairāk kā 0,04%.

Marķējums (GOST 1050-88):

• numuri 05-60 - šifrēta oglekļa klātbūtne (minimums - 0,05%, maksimālais - 0,6%);
• kp, ps, cn - deoksidācijas pakāpe ("cp" nav norādīts);
• G, Yu, F - satur mangānu, alumīniju, vanādiju.

Izņēmumi attiecībā uz marķēšanu

Oglekļa kvalitātes tēraudiem to marķējumā ir izņēmumi:

• 15K, 20K, 22K - augstas kvalitātes tēraudi, izmantojami katlu ēkā;
• 20-PV - ogleklis - 0,2%, tērauds ir izmantojams cauruļu ražošanā ar karsto velmēšanu, katlu būvniecībā un apkures sistēmu uzstādīšanā, satur varu un hromu;
• OSV - tērauds vagonu asu ražošanai, satur niķeli, hromu, varu.

Visām kvalitātes tēraudu kategorijām raksturīga iespēja izmantot termisko (piemēram, normalizāciju) un ķīmiski termisko apstrādi (piemēram, karburēšanu).

Oglekļa kvalitātes tēraudu klasifikācija

Šāda veida oglekļa tēraudus var iedalīt 4 grupās:

1. Ļoti plastmasas materiāls, kas piemērots aukstai apstrādei (velmēšanai), lokšņu un cauruļu velmēšanai. Pakāpes - tērauds 08ps, tērauds 08, tērauds 08kp.
2. Metāls, ko izmanto karstā velmēšanai un štancēšanai, kas darbosies termiski agresīvos apstākļos. Pakāpes - no tērauda 10 līdz tēraudam 25.
3. Tērauds, kas ir atradis pielietojumu kritisko detaļu ražošanā, tostarp atsperes, atsperes, savienojumi, skrūves, vārpstas. Pakāpes - no tērauda 60 līdz tēraudam 85.
4. Tērauds, kam nepieciešama uzticama darbība agresīvos apstākļos (piemēram, kāpurķēdes traktora ķēde). Tērauda markas 30, tērauds 50, tērauds 30G, tērauds 50G.

Tāpat ir iespējams iedalīt 2 grupās visas zināmās kvalitātes klases oglekļa tērauda markas: parastās konstrukcijas un mangānu saturošās konstrukcijas.

Oglekļa konstrukcijas tērauda pielietojums

Kvalitatīva tērauda klase	Zīmols	Pieteikums
normāla kvalitāte	St0	furnitūra, apvalki
	St1	tējas, dubultās tējas, kanāli
	St3Gsp	celtniecības tērauds
	St5sp	bukses, uzgriežņi, skrūves
	St6ps	celtniecības lūžņi
	Vst4kp	formas, lokšņu, garie izstrādājumi izturīgām konstrukcijām
kvalitāti	Tērauds 10	caurules katliem, štancēšana
	Tērauds 15	augstas plastikas daļas, izciļņi, skrūves, uzgriežņi
	Tērauds 18 kp	metinātas konstrukcijas
	Tērauds 20ps	asis, dakšas, pirksti, veidgabali, zaru caurules
	Tērauds 50	zobrati, sajūgi
	Tērauds 60	vārpstas, paplāksnes, atsperu gredzeni

Oglekļa instrumentu tēraudiem ir raksturīga augsta izturība un stingrība. Tie obligāti ir pakļauti daudzpakāpju termiskai apstrādei.

Zīmola apzīmējums (GOST 1435-74):

• U - oglekļa instrumentāls;
• 7 -13 - oglekļa saturs tajā ir attiecīgi 0,7-1,3%;
• G - mangāna klātbūtne sastāvā;
• A ir augstas kvalitātes.

Izņēmums no oglekļa instrumentu tēraudu marķēšanas pamatprincipiem ir materiāls pulksteņu mehānismu daļām A75, ASU10E, AU10E.

Prasības oglekļa instrumentu tēraudiem

Saskaņā ar GOST instrumentu tēraudiem jāatbilst vairākām īpašībām.

Nepieciešamās fizikālās, ķīmiskās un mehāniskās īpašības: kvalitātes rādītāji cietība, triecienizturība, izturība, izturība pret temperatūras izmaiņām ekspluatācijas laikā (griešanas, urbšanas, triecienslodžu laikā), izturība pret koroziju.

Ņemot vērā tehnoloģiskās īpašības:

• izturība pret griešanas tehnoloģijas negatīvajiem procesiem (šķeldas pielipšana, sacietēšana);
• laba apstrādājamība, virpojot un slīpējot;
• uzņēmība pret termisko apstrādi;
• pārkaršanas izturība.

Lai uzlabotu mehānisko un tehnoloģisko rādītāju kvalitāti, instrumentu tēraudi tiek pakļauti daudzpakāpju termiskai apstrādei:

• izejmateriāla atkausēšana pirms instrumentu izgatavošanas;
• sacietēšana (dzesēšana sāls šķīdumos) un sekojoša gatavo produktu atlaidināšana (galvenokārt zemā rūdīšana).

Iegūtās īpašības nosaka ķīmiskais sastāvs un iegūtā mikrostruktūra: martensīts ar cementīta un austenīta ieslēgumiem.

Oglekļa instrumentu tēraudu izmantošana

Aprakstītie tēraudi tiek izmantoti visu veidu instrumentu ražošanai: griešanai, perkusijai, palīgierīcēm.

• Tērauds U7, U7A - āmuri, kalti, cirvji, kalti, veseri, kalti, zivju āķi.
• Tērauds U8, U8A, U8G - zāģi, skrūvgrieži, centra perforatori, iegremdētāji, griezēji, knaibles.
• Tērauds U9, U9A - metālapstrādes instrumenti, instrumenti koka griešanai.
• U11, U11A - raspes, tapas, palīginstrumenti štancēšanai un kalibrēšanai.
• U 12, U12A - rīves, krāni, mērinstrumenti.
• U13, U13A - vīles, skūšanās un ķirurģiskie instrumenti, štancēšanas perforatori.

Racionāla oglekļa tērauda markas izvēle, tās termiskās apstrādes tehnoloģija, īpašību un īpašību izpratne ir izgatavoto, apstrādāto vai lietoto konstrukciju vai instrumentu ilga kalpošanas atslēga.

Oglekļa tērauds ir instruments vai konstrukcijas tērauds, kas nesatur leģējošas piedevas. Oglekļa tērauds To iedala zema oglekļa satura (līdz 0,25% oglekļa), vidēja oglekļa (no 0,25 līdz 0,6% oglekļa) un augsta oglekļa satura (līdz 2% oglekļa).

Oglekļa tērauds no parastajiem tēraudiem atšķiras ar mazāku piemaisījumu saturu, nelielu silīcija, magnija un mangāna saturu.

Oglekļa tēraudu raksturo paaugstināta izturība un augsta cietība.

Pēc kvalitātes izšķir parasto oglekļa tēraudu un augstas kvalitātes konstrukcijas tēraudu.

Parastās kvalitātes oglekļa tērauds ir auksti velmēts (plānas loksnes) un karsti velmēts (formēts, šķērsslānis, plānsloksne, bieza plāksne, platjoslas). Tas tiek ražots šādos zīmolos: St1kp, STO, St1ps, St2kp utt. Indeksi marķējumā tiek atšifrēti šādi: kp verdošs, ps pusmierīgs.

Augstas kvalitātes konstrukcijas tērauds ir kaltas un karsti velmētas sagataves līdz 250 mm biezumā, sudraba (apaļie stieņi ar īpašu virsmu) un kalibrētais tērauds. To ražo šādās kategorijās: 05kp, 08kp, 08ps, 08, 10kp, 10ps, 10, 11kp, 15ps utt. Cipari marķējumā norāda oglekļa procentuālo daudzumu (procentu simtdaļās). Augstas kvalitātes konstrukciju tērauds tiek izmantots mehānismu un mašīnu kritisko daļu ražošanai, štancēšanai.

Augstas kvalitātes tērauds satur ne vairāk kā 0,03% fosfora un sēra, augstas kvalitātes tērauds ne vairāk kā 0,02%.

Oglekļa tērauds var būt dažādiem mērķiem: paredzēts statiski noslogotam instrumentam un triecienslodzēm.

Augstas cietības griezējinstrumentu ražošanai, kas nav pakļauti triecieniem (ķirurģijas instrumenti, vīles, skrāpji, presformas, urbji, mērinstrumenti), tiek izmantoti tēraudi U10? U13. Šādi tēraudi, kas pakļauti visa veida termiskai apstrādei un satur hromu, tiek izmantoti arī virpošanas instrumentu ražošanā.

Šoka slodzei pakļautu instrumentu (cirvji, zāģi, kokapstrādes instrumenti, kalti, metāla spiedogi, skrūvgrieži) ražošanai izmanto U7-U9 tēraudus. Tie tiek pakļauti arī jebkurai termiskās apstrādes metodei.

Jūs varat pasūtīt un iegādāties oglekļa tēraudu, veicot pasūtījumu mūsu vietnē.

Pateicoties tā stiprības īpašībām un pieņemamai cenai, oglekļa tērauds ir ļoti izplatīts sakausējums. Tās galvenie elementi ir dzelzs un ogleklis ar minimālu piedevu daudzumu. Oglekļa tēraudu izmanto dažādu inženiertehnisko izstrādājumu, cauruļvadu un katlu detaļu un instrumentu ražošanai. Būvniecībā plaši tiek izmantoti arī sakausējumi.

Galvenās īpašības

Atkarībā no galvenā mērķa oglekļa tēraudus iedala instrumentu un konstrukcijas tēraudos, to sastāvā praktiski nav leģējošu elementu. No parastajiem tērauda sakausējumiem tie atšķiras arī ar to, ka satur ievērojami mazāk pamata piemaisījumu: mangāna, magnija, silīcija. Galvenā elementa - oglekļa - saturs svārstās diezgan plašā diapazonā.. Tērauds ar augstu oglekļa saturu satur 0,6-2% C, vidēja oglekļa - 0,3-0,6%, zema oglekļa satura - līdz 0,25%.

Galvenais elements nosaka īpašības un struktūru. Sakausējumu ar mazāku par 0,8% C (hipoeutektoīdais tērauds) iekšējā struktūrā dominē perlīts un ferīts, un, palielinoties galvenā elementa koncentrācijai, veidojas sekundārais cementīts.

Piedāvātie tēraudi ar pārsvaru ferīta struktūru ir ļoti plastiski un ar zemu izturību. Ja konstrukcijā dominē cementīts, metālam raksturīga augsta izturība, bet arī liels trauslums. Palielinoties C saturam līdz 0,8–1%, stiprība un cietība palielinās, bet stingrība un elastība ievērojami pasliktinās.

Kvantitatīvais oglekļa saturs ietekmē tehnoloģiskās īpašības, jo īpaši metināmību, griešanas vieglumu un spiedienu.

• Zema oglekļa satura tēraudus izmanto tādu detaļu un konstrukciju ražošanai, kas nav paredzētas ievērojamām slodzēm.
• Vidēja oglekļa tērauda īpašības padara tos par galveno konstrukcijas materiālu, ko izmanto transporta un vispārējās inženierijas konstrukciju un detaļu ražošanā.
• Augsta oglekļa sakausējumi ir optimāli tādu detaļu ražošanai, kurām jābūt ar paaugstinātu nodilumizturību, mērinstrumentu un triecieninstrumentu ražošanā.

Metāls, tāpat kā citi tērauda sakausējumi, sastāvā satur piemaisījumus:

• silīcijs;
• fosfors;
• mangāns;
• slāpeklis;
• sērs;
• ūdeņradis;
• skābeklis.

Silīcijs un mangāns ir noderīgi piemaisījumi, kas tiek ievadīti kompozīcijā kausēšanas stadijā deoksidācijai. Fosfors un sērs ir kaitīgi piemaisījumi sakausējuma kvalitātes īpašību pasliktināšanās.

Tiek uzskatīts, ka sakausējums un oglekļa sugas nav savienojamas, tomēr, lai uzlabotu to tehnoloģiskās un fizikālās un mehāniskās īpašības, mikrosakausēšanu var veikt, pievienojot dažādas piedevas:

• bors;
• titāns;
• cirkonijs;
• retzemju elementi.

Ar to palīdzību metālu nevarēs pārvērst par nerūsējošo tēraudu, taču varēs būtiski uzlabot īpašības.

Klasifikācija pēc deoksidācijas pakāpes

Sadalījumu tipos jo īpaši ietekmē deoksidācijas pakāpe. Atkarībā no šī parametra mūsu sakausējumi tiek sadalīti daļēji mierīgos, mierīgos un vāros.

Klusajiem tēraudiem ir vienmērīgāka iekšējā struktūra, kuru deoksidācija tiek panākta, pievienojot izkausētajam alumīnija metāls, ferosilīcijs un feromangāns. Sakarā ar to, ka mūsu kategorijas sakausējumi krāsnī ir pilnībā deoksidēti, tie nesatur dzelzs oksīdu. Atlikušais alumīnijs, kas kavē graudu augšanu, nodrošina smalku graudu struktūru. Tas un gandrīz absolūtais izšķīdušo gāzu trūkums ļauj iegūt augstas kvalitātes metālu vissvarīgāko detaļu un konstrukciju ražošanai no tā. Līdzās plusiem mierīgajiem sakausējumiem ir liels mīnuss – diezgan dārga kausēšana.

Ir lētāki, lai arī zemākas kvalitātes oglekļa sakausējumi, kuru kausēšanai tiek izmantotas minimālas speciālas piedevas. Šāda metāla struktūrā sakarā ar to, ka deoksidācijas process krāsnī netika pabeigts, ir izšķīdušas gāzes, kas negatīvi ietekmē veiktspēju. Piemēram, slāpeklis slikti ietekmē metināmību un provocē plaisu veidošanos metinājuma zonā. Attīstītā segregācija sakausējumu struktūrā noved pie tā, ka no tiem izgatavoto velmēto metālu raksturo struktūras un mehānisko īpašību neviendabīgums.

Daļēji klusiem tēraudiem ir starpstāvoklis īpašību un deoksidācijas pakāpes ziņā. Pirms ieliešanas veidnēs to sastāvā tiek ievadīti daži deoksidētāji, kuru dēļ metāla sacietēšana notiek praktiski bez vārīšanās, bet gāzu izdalīšanās tajā turpinās. Rezultātā tiek iegūts lējums, kura struktūrā ir mazāk gāzes burbuļu nekā verdošajos tēraudos. Šīs iekšējās poras turpmākās metāla velmēšanas laikā tiek sametinātas gandrīz pilnībā.

Lielākā daļa daļēji izturīgo oglekļa tēraudu tiek izmantoti kā konstrukcijas materiāli.

Ražošana un sadalīšana pēc kvalitātes

Oglekļa tēraudus iegūst, izmantojot dažādas tehnoloģijas. Atšķirt:

• kvalitatīvi oglekļa tēraudi;
• augstas kvalitātes tērauda sakausējumi;
• parastās kvalitātes oglekļa tērauda sakausējumi.

Martena krāsnīs tiek iegūti parastas kvalitātes sakausējumi, un no tiem tiek veidoti lieli lietņi. Kausēšanas iekārtās, ko izmanto šādu tēraudu ražošanai, jo īpaši ietilpst BOF. Salīdzinot ar augstas kvalitātes tērauda sakausējumiem, metāls var saturēt daudz kaitīgu piemaisījumu, kas ietekmē ražošanas īpašības un izmaksas.

Veidojas un sacietējušos lietņus karsti velmē vai auksts. Karstā velmēšana tiek izmantota, lai ražotu šķērsgriezuma un formas izstrādājumus, plānu un biezu lokšņu metālu un platas metāla sloksnes. Aukstā velmēšana rada plānu lokšņu metālu.

Kvalitatīva un kvalitatīva tērauda ražošanai tiek izmantotas martena krāsnis un pārveidotāji, kā arī kausēšanas krāsnis, kas darbojas ar elektrību.

Sastāvam, proti, kaitīgu un nemetālisku piemaisījumu klātbūtnei konstrukcijā, GOST nosaka stingras prasības. Augstas kvalitātes tēraudos tam vajadzētu būt ne vairāk kā 0,04 % sēra un ne vairāk kā 0,035 % fosfora. Augstas kvalitātes un kvalitatīviem tērauda sakausējumiem, pateicoties stingrām prasībām attiecībā uz kausēšanas metodi un īpašībām, ir paaugstināta struktūras tīrība.

Uzklāšana un marķēšana

Instrumentu sakausējumi, kuros 0,65-1,32% C, tiek izmantoti dažādu instrumentu ražošanai. Lai uzlabotu instrumentu mehāniskās īpašības, ražošanas materiāls tiek rūdīts.

No strukturālajiem sakausējumiem izgatavo detaļas dažādām iekārtām, konstrukcijas elementus būvniecības un inženiertehniskiem nolūkiem, stiprinājumus utt. Izgatavots no strukturālā tērauda oglekļa stieple, ko izmanto ikdienā, stiprinājumu ražošanā, celtniecībā, atsperu izgatavošanai. Pēc karburēšanas strukturālos sakausējumus veiksmīgi izmanto tādu detaļu ražošanā, kuras ekspluatācijas laikā ir pakļautas nopietnam virsmas nodilumam un lielas dinamiskas slodzes.

Marķējums norāda sakausējuma ķīmisko sastāvu un tā kategoriju. Parastās kvalitātes oglekļa tērauda apzīmējumā ir burti "st". GOST nosaka septiņus nosacītus pakāpes numurus (0-6), kas norādīti arī apzīmējumā. Deoksidācijas pakāpi norāda ar burtiem "kp", "ps", "sp", kas piestiprināti marķējuma beigās. Kvalitatīvu un kvalitatīvu tēraudu markas ir apzīmētas ar cipariem, kas norāda C saturu sakausējumā procentu simtdaļās.

To, ka sakausējums ir instrumentāls, var saprast pēc burta "U" marķējuma sākumā. Skaitlis aiz šī burta norāda C saturu procenta desmitdaļās. Burts "A", ja tāds ir instrumenta tērauda apzīmējumā, norāda uz sakausējuma uzlabotajām kvalitātes īpašībām.

Tēraudi ar lielāku oglekļa saturu var būt mazāk pakļauti zemas elastības konstrukciju veidošanai. Ja tiek pakļauts konstrukcijas un metināšanas spriedzei, metāls ar zemu elastību var sabrukt. To veicina difūzijas ūdeņraža klātbūtne tajā un tā metināšanas šuve. Lai novērstu aukstu plaisu parādīšanos, tiek izmantotas metodes, lai novērstu faktorus, kas veicina šādu trūkumu parādīšanos.

Oglekļa tērauds, kura kategorijas ir aprakstītas zemāk, tiek plaši izmantots dažādās nozarēs. Konkrētas kategorijas oglekļa tērauda izvēle ir balstīta uz konkrēto mērķi, kādam tas tiks izmantots. Tas ir saistīts ar faktu, ka katram zīmolam ir savas īpašības.

Tērauda klasifikācija

Visi oglekļa tēraudi atkarībā no paredzētā lietojuma tiek iedalīti zemoglekļa, vidēja oglekļa un augsta oglekļa satura tēraudos un tiek sadalīti pēc vairākiem parametriem:

• deoksidācijas metode.
• Ķīmisko elementu sastāvs.
• Mikrostruktūra.
• Kvalitāte.

Saskaņā ar galvenajiem standartiem oglekļa tēraudus iedala:

• Strukturāls normāls.
• Strukturālā kvalitāte.
• Instrumentālā kvalitāte.
• Augstas kvalitātes instrumentāls.

Ražošanas tehnoloģija

Tērauda ražošana metalurģijas rūpniecībā tiek veikta dažādos veidos. Katra ražošanas metode ir atšķirīga, atkarībā no izmantotā aprīkojuma. Tādējādi visas oglekļa tērauda ražošanas iekārtas var iedalīt trīs veidos:

• Konvertora kausēšanas krāsnis.
• Martena tipa krāsnis.
• Elektriskās krāsnis.

Pārveidotājs

Konvertora krāsnis izkausē visu sakausējuma sastāvu. Ar šo metodi izkusušo masu apstrādā ar tehnisko skābekli. Lai attīrītu uzkarsušo masu no dažādiem piemaisījumiem, tai pievieno kaļķi. Tātad ir iespējams pārvērst piemaisījumus par izdedžiem. Ražošanas procesā aktīvi notiek metālu oksidēšanās process. Tas provocē liela atkritumu daudzuma izdalīšanos.

Oglekļa tērauda ražošanai pārveidotāja tipa krāsnīs ir ievērojams trūkums. Tas ietver faktu, ka darbības laikā izdalās liels daudzums putekļu. Tas rada nepieciešamību uzstādīt papildu filtru vienības, kas rada līdzekļu izmaksas. Neskatoties uz to, pārveidotāja metodei ir augsta produktivitāte, un to plaši izmanto metalurģijā.

kamīns

Dažādu kategoriju oglekļa tērauda iegūšana, izmantojot martena krāsnis, ļauj iegūt augstas kvalitātes galaproduktu. Ražošanas process ir šāds:

• Specializētā krāsns sekcijā tiek iekrautas sakausējuma sastāvdaļas: čuguns, tērauda lūžņi utt.;
• Viss sastāvs tiek uzkarsēts līdz augstai temperatūrai;
• Temperatūras ietekmē visas sastāvdaļas pārvēršas viendabīgā karstā masā;
• Kušanas laikā notiek visu dzelzs un oglekļa sakausējuma sastāvdaļu mijiedarbība;
• Materiāls, kas rodas ķīmiskās mijiedarbības rezultātā, iziet no krāsns.

Elektriskie

Metode dažādu kategoriju oglekļa tērauda iegūšanai elektriskajās krāsnīs atšķiras no iepriekš uzskaitītajām. Tās atšķirība ir kompozīcijas sildīšanas metodē. Elektrības izmantošana sastāvdaļu sildīšanai samazina metāla oksidējamību. Tas ievērojami samazina ūdeņraža daudzumu metāla sastāvā, kas uzlabo sakausējuma struktūru un ietekmē gala produkta kvalitāti.

Tērauda izmantošana

Dažādu kategoriju oglekļa tērauds tiek izmantots konstrukciju ražošanai daudzās nozarēs. Atkarībā no produkta pielietojuma jomas tiek izmantoti noteikti zīmoli.

Regulāra kvalitāte

Piemaisījumu daudzumu gatavajā produktā regulē GOST 380-2005. Regulāras kvalitātes oglekļa tērauds tiek izmantots, lai ražotu:

• St0- ādas, furnitūra utt.;
• St1- kanāli, T-sijas un I-sijas. Atšķiras ar zemu cietību, bet labu viskozitāti;
• St2- nekritisku konstrukciju daļas. Tas ir ļoti plastisks materiāls;
• St3- velmētais metāls, ko izmanto būvkonstrukciju, virsbūvju, automobiļu aprīkojuma disku uc celtniecībai;
• St5- skrūves, uzgriežņi, sviras, tapas, asis utt.;
• St6– augstas stiprības detaļas kokapstrādes un metālapstrādes iekārtām.

kvalitāti

No augstas kvalitātes tērauda kategorijām tiek izgatavoti:

• Caurules un detaļas, kas izmantojamas katlu ēkā.
• Produkti ar augstu elastību - bultskrūves, uzgriežņi utt.
• Detaļas, kas paredzētas metinātu konstrukciju izveidošanai.
• Dažāda veida atzarojuma caurules, tapas, asis.
• Zobrati, sajūgi kravas automašīnām, autobusiem un citai tehnikai.
• Atsperu paplāksnes, gredzeni.

instrumentāls

Dažādu šķiru oglekļa instrumentu tēraudiem ir palielināta izturība un augsta triecienizturība. Tos izmanto, lai izveidotu visu veidu rīkus un maināmus elementus. Ražošanas laikā produkti tiek pakļauti atkārtotai augstas temperatūras iedarbībai, kas uzlabo to fizikālās īpašības. Produkti ir izturīgi pret straujām temperatūras izmaiņām, un tiem ir augsta izturība pret koroziju.

Tērauda marķēšana

Visi oglekļa tēraudi saskaņā ar marķējumu ir sadalīti trīs kategorijās:

• A grupa. Tas ietver sakausējumus, kas atbilst stingri noteiktām mehāniskajām īpašībām;
• B grupa.Šīs grupas tēraudi skaidri atbilst ķīmiskajā sastāvā;
• B grupa.Šīs grupas izstrādājumiem vienlaikus jāatbilst mehāniskajām, fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām.

Parastas kvalitātes tēraudam apzīmējuma sākumā ir burti St. Burtiem St marķējumā seko cipars. Numurs marķējumā norāda metāla markas numuru. Tālāk pēc skaitļa tiek ievadīts sakausējuma veids. Sakausējuma tipa apzīmējums ir šāds:

• KP- vārīšana;
• PS- daļēji mierīgs;
• kopuzņēmums- mierīgs.

Tieši pirms sakausējuma burta apzīmējuma ir burts, kas norāda tērauda grupu. Ja prece pieder A grupai, tad burts netiek uzlīmēts.

Lai ātri identificētu zīmolu, ražotājs uzliek atbilstošas ​​svītras ar specializētu krāsu:

• St0– zaļa svītra + sarkana.
• St1- viens dzeltens + viens melns.
• St3Gsp- brūns + zils.
• St3- sarkans.
• St4- melns.
• St5Gps- brūns + zaļš.
• St5- zaļš.
• St6- zils.

Oglekļa klātbūtnes pakāpi materiālā nosaka pašā sākumā. Oglekļa daudzums A grupas metālam ir norādīts procenta simtdaļās. B un C - desmitdaļās. Dažos gadījumos pēc šiem cipariem ražotājs uzliek burtu G. Tas nozīmē, ka produkts satur lielu daudzumu mangāna.

Kvalitatīva tērauda kategorijas

Augstas kvalitātes tēraudus ar dažādu marķējumu var iedalīt vairākās kategorijās:

• 08ps, 08kp- ir augsta plastiskums. Piemērots aukstai velmēšanai;
• 10 līdz 25– izmanto karstai štancēšanai vai velmēšanai;
• 60 līdz 85- izmanto, lai veiktu kritiskas konstrukcijas, piemēram, atsperes, atsperes, sajūgi;
• 30, 50, 30 G, 50 G- palielināta izturība, izturot lielas slodzes.

Izņēmumi apzīmējumos

Kvalitatīviem tēraudiem apzīmējumos ir daži izņēmumi. Tie ietver:

• 15K, 20K, 22K- izmanto katlu būvniecībā;
• 20-PV- satur 0,2 procentus oglekļa un vara ar hromu. No tā tiek izgatavotas caurules apkures sistēmām;
• OSV- satur niķeļa, hroma un vara piedevas. No tā izgatavotas dzelzceļa vagonu asis;
• A75, ASU10E, AU10E- Piemērojams pulksteņu mehānismu daļām.

No iepriekš minētā izriet, ka pirms oglekļa tērauda izstrādājuma lietošanas ir jāpievērš uzmanība tā marķējumam. Tātad jūs varat noteikt tā fizikāli ķīmiskās īpašības un darbības jomu. Zinot metāla izstrādājumu marķējuma nozīmi, nebūs nekādu grūtību izvēlēties konkrētu veidu jebkuram nolūkam.

Oglekļa tērauds, pateicoties tā pieņemamām izmaksām un augstajām izturības īpašībām, ir viens no plaši izmantotajiem sakausējumiem. No šādiem tēraudiem, kas sastāv no dzelzs un oglekļa un minimāla citu piemaisījumu, tiek izgatavoti dažādi inženiertehniskie izstrādājumi, stabu un cauruļvadu daļas un instrumenti. Šos sakausējumus plaši izmanto būvniecības nozarē.

Kas ir oglekļa tēraudi

Oglekļa tēraudi, kurus atkarībā no galvenā pielietojuma jomas iedala konstrukciju un instrumentu tēraudos, savā sastāvā praktiski nesatur leģējošas piedevas. Šos tēraudus no parastajiem tērauda sakausējumiem atšķir arī tas, ka to sastāvā ir ievērojami mazāks daudzums tādu pamata piemaisījumu kā mangāns, magnijs un silīcijs.

Galvenā elementa - oglekļa - saturs šīs kategorijas tēraudos var atšķirties diezgan plašā diapazonā. Tātad tērauds ar augstu oglekļa saturu satur 0,6–2% oglekļa, vidēja oglekļa satura tērauds - 0,3–0,6%, zema oglekļa satura tērauds - līdz 0,25%. Šis elements nosaka ne tikai oglekļa tēraudu īpašības, bet arī to struktūru. Tādējādi tērauda sakausējumu, kuru sastāvā ir mazāk par 0,8% oglekļa, iekšējā struktūra galvenokārt sastāv no ferīta un perlīta, palielinoties oglekļa koncentrācijai, sāk veidoties sekundārais cementīts.

Oglekļa tēraudiem ar pārsvarā ferīta struktūru ir raksturīga augsta elastība un zema izturība. Ja tērauda konstrukcijā dominē cementīts, tad tam ir raksturīga augsta izturība, bet tajā pašā laikā tas ir arī ļoti trausls. Palielinoties oglekļa daudzumam līdz 0,8–1%, palielinās oglekļa tērauda stiprības raksturlielumi un cietība, bet ievērojami pasliktinās tā elastība un stingrība.

Kvantitatīvais oglekļa saturs arī nopietni ietekmē metāla tehnoloģiskās īpašības, jo īpaši tā metināmību, vieglu apstrādi ar spiedienu un griešanu. No tēraudiem, kas pieder zema oglekļa satura kategorijai, tiek izgatavotas detaļas un konstrukcijas, kas darbības laikā netiks pakļautas ievērojamām slodzēm. Vidēja oglekļa tēraudiem piemītošās īpašības padara tos par galveno konstrukciju materiālu, ko izmanto konstrukciju un detaļu ražošanā vispārējās un transporta inženierijas vajadzībām. to īpašību dēļ tie ir optimāli piemēroti tādu detaļu ražošanai, kurām ir paaugstinātas nodilumizturības prasības, triecienizturības un mērinstrumentu ražošanai.

Oglekļa tērauds, tāpat kā jebkuras citas kategorijas tērauda sakausējums, satur dažādus piemaisījumus: silīciju, mangānu, fosforu, sēru, slāpekli, skābekli un ūdeņradi. Daži no šiem piemaisījumiem, piemēram, mangāns un silīcijs, ir noderīgi, tos ievada tērauda sastāvā tā kausēšanas stadijā, lai nodrošinātu tā deoksidāciju. Sērs un fosfors ir kaitīgi piemaisījumi, kas pasliktina tērauda sakausējuma kvalitātes īpašības.

Lai gan to uzskata par nesaderīgu, to var veikt, lai uzlabotu to fizikāli mehāniskās un tehnoloģiskās īpašības. Lai to izdarītu, oglekļa tēraudā tiek ievadītas dažādas piedevas: bors, titāns, cirkonijs un retzemju elementi. Protams, ar šādu piedevu palīdzību no oglekļa tērauda nevarēs izgatavot nerūsējošo tēraudu, taču tās var būtiski uzlabot metāla īpašības.

Klasifikācija pēc deoksidācijas pakāpes

Oglekļa tēraudu sadalīšanu dažādos veidos, cita starpā, ietekmē tāds parametrs kā deoksidācijas pakāpe. Atkarībā no šī parametra oglekļa tērauda sakausējumus iedala mierīgos, daļēji klusos un vāros.

Klusie tēraudi izceļas ar viendabīgāku iekšējo struktūru, kuras deoksidācija tiek veikta, izkausētajam metālam pievienojot ferosilīciju, feromangānu un alumīniju. Sakarā ar to, ka šīs kategorijas sakausējumi krāsnī tika pilnībā deoksidēti, tie nesatur dzelzs oksīdu. Atlikušais alumīnijs, kas kavē graudu augšanu, piešķir šiem tēraudiem smalku graudu struktūru. Smalki graudainas struktūras un gandrīz pilnīgas izšķīdušo gāzu neesamības kombinācija ļauj veidot augstas kvalitātes metālu, no kura var izgatavot vissvarīgākās detaļas un konstrukcijas. Līdzās visām priekšrocībām mierīgās kategorijas oglekļa tērauda sakausējumiem ir arī viens būtisks trūkums - to kausēšana ir diezgan dārga.

Lētāki, bet arī zemākas kvalitātes ir vāroši oglekļa sakausējumi, kuru kausēšanai tiek izmantots minimāls speciālo piedevu daudzums. Šāda tērauda iekšējā struktūrā, ņemot vērā to, ka tā deoksidācijas process krāsnī nebija pabeigts, ir izšķīdušas gāzes, kas negatīvi ietekmē metāla īpašības. Tātad šādu tēraudu sastāvā esošais slāpeklis slikti ietekmē to metināmību, izraisot plaisu veidošanos metinājuma zonā. Attīstītā segregācija šo tērauda sakausējumu struktūrā noved pie tā, ka no tiem izgatavotais velmētais metāls ir neviendabīgs gan savā struktūrā, gan mehāniskajās īpašībās.

Starpposmu gan pēc īpašībām, gan pēc deoksidācijas pakāpes ieņem pusklusie tēraudi. Pirms ieliešanas veidnēs to sastāvā tiek ievadīts neliels daudzums deoksidētāju, kuru dēļ metāls sacietē praktiski bez vārīšanās, bet gāzu izdalīšanās process tajā turpinās. Rezultātā veidojas lējums, kura struktūra satur mazāk gāzes burbuļu nekā verdošajos tēraudos. Šādas iekšējās poras turpmākās metāla velmēšanas procesā ir gandrīz pilnībā metinātas. Lielākā daļa daļēji mierīgo oglekļa tēraudu tiek izmantoti kā konstrukcijas materiāli.

Ar visām GOST prasībām oglekļa tēraudam varat iepazīties, lejupielādējot šo dokumentu pdf formātā no tālāk esošās saites.

Ražošanas metodes un kvalitātes atdalīšana

Oglekļa tēraudu ražošanai tiek izmantotas dažādas tehnoloģijas, kas ietekmē to atdalīšanu ne tikai pēc ražošanas metodes, bet arī pēc kvalitātes īpašībām. Tātad viņi atšķir:

• augstas kvalitātes tērauda sakausējumi;
• parastās kvalitātes oglekļa tērauda sakausējumi.

Parastās kvalitātes tērauda sakausējumi tiek kausēti martena krāsnīs, pēc tam no tiem tiek veidoti lieli lietņi. Kausēšanas iekārtās, ko izmanto šādu tēraudu ražošanai, ietilpst arī skābekļa pārveidotāji. Salīdzinot ar augstas kvalitātes tērauda sakausējumiem, šajos tēraudos var būt lielāks kaitīgo piemaisījumu saturs, kas ietekmē to ražošanas izmaksas, kā arī to īpašības.

Izveidotie un pilnībā sacietējuši metāla lietņi tiek pakļauti tālākai velmēšanai, ko var veikt karstā vai aukstā stāvoklī. Karstā velmēšana tiek izmantota, lai ražotu formas un šķērsgriezuma izstrādājumus, biezu un plānu lokšņu metālu un liela platuma metāla sloksnes. Ar auksto velmēšanu tiek iegūts lokšņu metāls.

Kvalitātes un augstas kvalitātes kategorijām var izmantot gan pārveidotājus, gan martena krāsnis, kā arī modernākas iekārtas - kausēšanas krāsnis, kuras darbina ar elektrību. Atbilstošais GOST nosaka ļoti stingras prasības šādu tēraudu ķīmiskajam sastāvam, kaitīgu un nemetālisku piemaisījumu klātbūtnei to struktūrā. Piemēram, tēraudiem, kas ir klasificēti kā augstas kvalitātes, nedrīkst būt vairāk par 0,04% sēra un ne vairāk kā 0,035% fosfora. Augstas kvalitātes un augstas kvalitātes tērauda sakausējumi, pateicoties stingrām prasībām attiecībā uz to ražošanas metodi un īpašībām, izceļas ar paaugstinātu struktūras tīrību.

Pielietojuma zona

Kā minēts iepriekš, oglekļa tērauda sakausējumi ir sadalīti divās plašās kategorijās pēc to galvenā mērķa: instrumenti un konstrukcijas. , kas satur 0,65–1,32% oglekļa, tiek izmantoti pilnībā atbilstoši savam nosaukumam - dažādu mērķu instrumentu ražošanai. Lai uzlabotu instrumentu mehāniskās īpašības, tie pievēršas tādai tehnoloģiskai darbībai kā, kas tiek veikta bez lielām grūtībām.

Konstrukciju tērauda sakausējumi tiek plaši izmantoti mūsdienu rūpniecībā. No tiem izgatavo detaļas dažādām iekārtām, konstrukciju elementus mašīnbūves un celtniecības vajadzībām, stiprinājumus un daudz ko citu. Jo īpaši tik populārs produkts kā oglekļa stieple ir izgatavots no strukturālā tērauda.

Oglekļa stiepli izmanto ne tikai mājsaimniecības vajadzībām, stiprinājumu ražošanai un būvniecības nozarē, bet arī tādu kritisku detaļu kā atsperu ražošanai. Pēc karburēšanas strukturālos oglekļa sakausējumus var veiksmīgi izmantot tādu detaļu ražošanai, kuras ekspluatācijas laikā ir pakļautas nopietnam virsmas nodilumam un piedzīvo ievērojamas dinamiskas slodzes.

Protams, oglekļa tērauda sakausējumiem nav daudz leģētā tērauda īpašību (jo īpaši tas pats nerūsējošais tērauds), taču to īpašības ir pietiekami, lai nodrošinātu no tiem izgatavoto detaļu un konstrukciju kvalitāti un uzticamību.

Marķēšanas funkcijas

Sastādīšanas noteikumi, kas ir stingri norādīti atbilstošā GOST punktos, ļauj uzzināt ne tikai uzrādītā sakausējuma ķīmisko sastāvu, bet arī to, kādai kategorijai tas pieder. Oglekļa tērauda apzīmējumā, kam ir parasta kvalitāte, ir burti "CT". GOST klauzulas nosaka septiņus nosacītus šādu tēraudu kategoriju numurus (no 0 līdz 6), kas norādīti arī to apzīmējumā. To, kādai deoksidācijas pakāpei atbilst konkrētais zīmols, var uzzināt pēc burtiem “kp”, “ps”, “sp”, kas piestiprināti marķējuma pašās beigās.