Gradi di acciaio al carbonio. Classificazione, GOST, applicazione

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

L'acciaio è un prodotto della metallurgia ferrosa, il principale materiale strutturale. Viene utilizzato per produrre accessori per l'edilizia, laminati metallici di vari profili, tubi, parti, meccanismi e strumenti.

Produzione di acciaio

La metallurgia ferrosa è impegnata nella produzione di ferro e acciaio. La ghisa è un materiale duro ma non durevole. L'acciaio è un metallo resistente, affidabile, duttile e incline alle leghe utilizzato in fonderia, laminazione, forgiatura e stampaggio.

Ci sono diversi modi per fare l'acciaio:

1. Convertitore. Equipaggiamento: convertitore di ossigeno. Carica (materie prime): ghisa bianca, rottami di acciaio, calcare. Vengono prodotti solo acciai al carbonio.
2. Martenovsky. Dotazioni: forno a focolare aperto. Carica: ghisa liquida, rottami di acciaio, minerale di ferro. Universale per acciai al carbonio e legati.
3. Arco elettrico. Dotazioni: forno elettrico ad arco. Carica: rottame di acciaio, ghisa, coke, calcare. Metodo generico.
4. Induzione. Dotazioni: forno ad induzione. Carica: rottami di acciaio e ghisa, ferroleghe.

L'essenza del processo di produzione dell'acciaio è ridurre la quantità di inclusioni chimiche negative per ottenere un metallo che viene comunemente chiamato "ferro", o meglio, una lega ferro-carbonio con un contenuto di carbonio non superiore di 2,14%.

Processi di disossidazione

Per l'acciaio nella fase finale della fusione, è caratteristico un processo di ebollizione, che è influenzato dall'azoto, dall'idrogeno e dagli ossidi di carbonio in esso contenuti. Tale lega allo stato solidificato ha una struttura porosa, che viene rimossa mediante laminazione. È morbido e duttile, ma non abbastanza forte.

Il processo di disossidazione consiste nella disattivazione delle impurità bollenti introducendo nella lega ferromanganese, ferrosilicio e alluminio. A seconda della quantità di gas residui e di elementi disossidanti, l'acciaio può essere semisilenzioso o quiescente.

L'acciaio finito del grado di disossidazione richiesto viene colato in stampi per la cristallizzazione e l'utilizzo nelle fasi tecnologiche successive nella produzione di prodotti finiti in acciaio.

Classificazione dell'acciaio al carbonio

Tutti gli acciai esistenti sul mercato mondiale possono essere suddivisi in carbonio e leghe. Tutti i gradi di acciaio al carbonio sono suddivisi in diversi gruppi di classificazione e caratteristiche di designazione.

In base alle principali caratteristiche di classificazione, si distinguono:

1. Acciai strutturali al carbonio. Contengono meno dello 0,8% di carbonio. Sono usati per fare tondo per cemento armato, prodotti di laminazione e getti.
2. Acciai per utensili al carbonio che contengono carbonioimporto dallo 0,7% all'1,3%. Sono utilizzati per strumenti, apparecchiature strumentali.

Con metodi di disossidazione:

• ebollizione - elementi disossidanti (RE) nella composizione inferiore allo 0,05%;
• semi-calma - 0.05%≦RE≦0.15%;
• calma - 0,15%≦RE≦0,3%.

Per composizione chimica:

• basso tenore di carbonio (0,3%≦C);
• carbonio medio (0,3≦C≦0,65%);
• alto tenore di carbonio (0,65≦C≦1,3%).

Gli acciai contenenti carbonio superiore all'1,3% non vengono utilizzati nell'industria.

A seconda della microstruttura:

• ipoeutettoide - in tale acciaio, il contenuto di carbonio è inferiore allo 0,8%;
• eutectoide - si tratta di acciai con un contenuto di carbonio dello 0,8%;
• hypereutectoid - acciai con un contenuto di carbonio superiore allo 0,8%.

Qualità:

1. Qualità regolare. Lo zolfo qui contiene meno dello 0,06%, fosforo - non più dello 0,07%.
2. Acciai di qualità. Non contengono più dello 0,04% di zolfo e fosforo.
3. Alta qualità. La quantità di zolfo qui non supera lo 0,025% e il fosforo non supera lo 0,018%.

Secondo lo standard principale, i gradi di acciaio al carbonio sono suddivisi in:

• Qualità costruttiva regolare;
• qualità costruttiva;
• qualità strumentale;
• strumentale di alta qualità.

Caratteristiche della marcatura di acciai strutturali di qualità ordinaria

Gli acciai di qualità ordinaria contengono: Da - a0,6%, S - fino a 0,06%, P - fino a 0,07%. Diamo un'occhiata a come viene contrassegnato questo acciaio al carbonio. GOST 380 definisce le seguenti sfumature di designazione:

• A, B, C - gruppo; A - non indicato nei francobolli;
• 0–6 dopo le lettere "St" - un numero di serie in cui la composizione chimica e (o) le proprietà meccaniche sono crittografate;
• G - la presenza di Mangan Mn (manganese);
• kp, ps, cn - grado di disossidazione (bollente, semi-calmo, calmo).

I numeri da 1 a 6 dopo il grado di disossidazione tramite un trattino sono categorie. In questo caso la prima categoria non è indicata in alcun modo.

Le lettere M, K all'inizio del marchio possono indicare un metodo di produzione metallurgico: a focolare aperto o con convertitore di ossigeno. A proposito, gli acciai al carbonio di qualità ordinaria sono rappresentati da una composizione quantitativa di gradi, circa 47 pezzi.

Classificazione degli acciai strutturali di qualità ordinaria

Gli acciai al carbonio di qualità comune sono divisi in gruppi.

• Gruppo A: acciai che devono corrispondere esattamente alle proprietà meccaniche specificate. Sono forniti al consumatore più spesso sotto forma di fogli e prodotti laminati a più sezioni (fogli, tee, travi a I, raccordi, rivetti e custodie). Gradi: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), categorie 1-3, inclusi St3Gps, St5Gps.
• Gruppo B: acciai che devono essere regolati dalla composizione chimica e dalle proprietà necessarie. Vengono prodotti prodotti di colata e laminati, che saranno sottoposti a lavorazioni aggiuntivepressione a caldo (forgiatura, stampaggio). Voti: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, incluso Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), categorie 1 e 2.
• Gruppo B: acciai che devono soddisfare le proprietà chimiche, fisiche, meccaniche e tecnologiche richieste. Questo gruppo è caratterizzato da una varietà di gradi da cui sono realizzati i prodotti in fogli di plastica, raccordi durevoli per lavorare in aree con differenze di temperatura significative, parti critiche (bulloni, dadi, assi, spinotti). Tutti i prodotti di diversa composizione, proprietà e gradi di questo gruppo sono accomunati da una buona saldabilità tecnologica. Gradi: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), incluso VSt3Gps, categorie 1-6.

Gli acciai strutturali di qualità ordinaria sono leghe che hanno un'ampia varietà di usi nell'industria.

Marcatura di acciaio di qualità al carbonio

Il contenuto di carbonio nell'acciaio della qualità indicata è compreso tra 0,05% e 0,6%. La fusione dei metalli di questo gruppo di classificazione avviene con metodi a focolare aperto o ad arco elettrico. Un'ampia gamma di presenza di carbonio diversifica le proprietà meccaniche: a basso tenore di carbonio - duttile, a medio tenore di carbonio - forte.

Gli acciai di qualità al carbonio hanno un contenuto S e P non superiore allo 0,04%, rispettivamente.

Marcatura (GOST 1050-88):

• numeri 05-60 - presenza crittografata di carbonio (minimo - 0,05%, massimo - 0,6%);
• kp, ps, cn - il grado di disossidazione ("sp" non èindicato);
• G, Yu, F - contengono manganese, alluminio, vanadio.

Eccezioni contrassegno

Gli acciai di qualità al carbonio hanno delle eccezioni nella marcatura:

• 15K, 20K, 22K - acciai di alta qualità, applicabili nella costruzione di caldaie;
• 20-PV - carbonio - 0,2%, l'acciaio è applicabile nella fabbricazione di tubi mediante laminazione a caldo, nella costruzione di caldaie e nell'installazione di sistemi di riscaldamento, contiene rame e cromo;
• OSV - acciaio per la produzione di assali di carri, contiene nichel, cromo, rame.

Per tutti i gradi di acciai di qualità, è tipica l'eventuale necessità di utilizzare trattamenti termici (ad esempio normalizzazione) e chimico-termici (ad esempio cementazione).

Classificazione degli acciai di qualità al carbonio

Questo tipo di acciaio al carbonio può essere approssimativamente suddiviso in 4 gruppi:

1. Materiale altamente plastico applicabile per lavorazioni a freddo (laminazione), laminazione di lamiere e tubi. Gradi - acciaio 08ps, acciaio 08, acciaio 08kp.
2. Metallo utilizzato nella laminazione a caldo e nello stampaggio che funzionerà in condizioni termicamente aggressive. Gradi - dall'acciaio 10 all'acciaio 25.
3. Acciaio utilizzato nella produzione di parti critiche, tra cui molle, molle, giunti, bulloni, alberi. Gradi - dall'acciaio 60 all'acciaio 85.
4. Acciai che richiedono un funzionamento affidabile in condizioni aggressive (ad esempio la catena di un trattore a cingoli). Gradi acciaio 30, acciaio 50, acciaio 30G, acciaio 50G.

È anche possibile dividere il tutto in 2 gruppigradi noti di acciaio al carbonio della classe di qualità: manganese strutturale convenzionale e strutturale.

Applicazione di acciaio strutturale al carbonio

Grado di acciaio per qualità	Marca	Applicazione
qualità regolare	St0	rinforzo, rivestimento
	St1	tas, I-beam, canali
	St3Gsp	acciaio da costruzione
	St5sp	boccole, dadi, bulloni
	St6ps	rottami di costruzione
	ST4kp	Prodotti sagomati, in lamiera, lunghi per strutture durevoli
qualità	Acciaio10	tubi per caldaie, stampaggio
	Acciaio15	parti ad alta duttilità, camme, bulloni, dadi
	Acciaio18kp	strutture saldate
	Acciaio 20ps	assali, forcelle, perni, raccordi, tubi
	Acciaio50	ingranaggi, frizioni
	Acciaio60	mandrini, rondelle, anelli elastici

Gli acciai per utensili al carbonio hanno un'elevata resistenza e tenacità. Sono necessariamente soggetti a trattamento termico multistadio.

Contenuto di carbonio nell'acciaio: 0,7 – 1,3%. Per alta qualità - fino allo 0,03%, fosforo - fino allo 0,035%. E per lo strumentale alta qualità: zolfo - fino a 0,02%, fosforo - fino a 0,03%.

Designazione del marchio (GOST 1435-74):

• U - strumentale in carbonio;
• 7 -13 - il contenuto di carbonio al suo interno è rispettivamente dello 0,7-1,3%;
• G - la presenza di manganese;
• La è di alta qualità.

Le eccezioni ai principi di base per la marcatura degli acciai per utensili al carbonio sono il materiale per le parti dei movimenti degli orologi A75, ASU10E, AU10E.

Requisiti per acciai per utensili al carbonio

Secondo GOST, gli acciai per utensili devono soddisfare una serie di caratteristiche.

Proprietà fisiche, chimiche e meccaniche richieste: indicatori di qualità di durezza, resistenza all'urto, resistenza, resistenza alle variazioni di temperatura durante il funzionamento (durante il taglio, foratura, carichi d'urto), resistenza alla corrosione.

Proprietà tecnologiche specificate:

• resistenza ai processi negativi della tecnologia di taglio (incollaggio del truciolo, tempra);
• buona lavorabilità di tornitura e rettifica;
• sensibilità al trattamento termico;
• resistenza al surriscaldamento.

Per migliorare la qualità degli indicatori meccanici e tecnologici, gli acciai per utensili sono sottoposti a trattamento termico multistadio:

• ricottura della materia prima prima della realizzazione degli utensili;
• tempra (raffreddamento in soluzioni saline) e successivo rinvenimento dei prodotti finiti (prevalentemente a basso rinvenimento).

Ricevutole proprietà sono determinate dalla composizione chimica e dalla microstruttura risultante: martensite con inclusioni di cementite e austenite.

Utilizzo di acciai per utensili al carbonio

Gli acciai descritti sono usati per la fabbricazione di tutti i tipi di utensili: da taglio, a percussione, ausiliari.

• Acciaio U7, U7A - martelli, scalpelli, asce, scalpelli, mazze, scalpelli, ami.
• Acciaio U8, U8A, U8G: seghe, cacciaviti, punzoni, svasatori, frese, pinze.
• Acciaio U9, U9A - utensile per la lavorazione dei metalli, utensile per il taglio del legno.
• Acciaio U10, acciaio U10A, U11, U11A - raspe, maschi, punte elicoidali, utensili ausiliari per punzonatura e dimensionamento.
• U 12, U12A - alesatori, maschi, strumenti di misura.
• U13, U13A - lime, strumenti da barba e chirurgici, punzoni per timbri.

La scelta razionale del grado di acciaio al carbonio, la tecnologia del suo trattamento termico, la comprensione delle sue proprietà e caratteristiche è la chiave per una lunga durata di servizio delle strutture o degli strumenti prodotti, lavorati o utilizzati.