Stal niskowęglowa: skład i właściwości

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Stal niskowęglowa jest wszechobecna. Jego popularność opiera się na właściwościach fizycznych, chemicznych i niskim koszcie. Stop ten znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle i budownictwie. Przyjrzyjmy się bliżej temu rodzajowi stali.

Skład

Stal to żelazo wzbogacone węglem podczas procesu wytapiania. Wytop węgla charakteryzuje się obecnością węgla, który determinuje podstawowe właściwości metalu, oraz zanieczyszczeń: fosforu (do 0,07%), krzemu (do 0,35%), siarki (do 0,06%), manganu (do 0,06%), 0,8%). Tak więc stal miękka zawiera nie więcej niż 0,25% węgla.

Podobnie jak w przypadku innych dodatków, mangan i krzem służą do odtleniania (usuwania tlenu z ciekłego metalu, co zmniejsza kruchość podczas odkształcania na gorąco). Jednak zwiększony procent siarki może prowadzić do pękania stopu podczas obróbki cieplnej, fosfor - podczas obróbki na zimno.

Metody pozyskiwania

Produkcję stopu niskowęglowego można rozłożyć na kilka etapów: ładowanie żelaza i złomu (wsadu) do pieca, obróbka termiczna do stanu topienia, usuwanie zanieczyszczeń z masy.

Ponadto może nastąpić odlewanie stali lub dodatkowa obróbka: z żużlem lub próżnią i gazami obojętnymi.

Do wykonania takich procesów wykorzystywane są trzy sposoby:

• Piece martenowskie. Najpopularniejszy sprzęt. Proces topienia odbywa się w ciągu kilku godzin, co pozwala laboratoriom śledzić jakość powstałej kompozycji.
• Piekarniki konwektorowe. Wytwarzany przez oczyszczanie tlenem. Należy zauważyć, że otrzymane w ten sposób stopy nie są wysokiej jakości, gdyż zawierają więcej zanieczyszczeń.
• Piece indukcyjne i elektryczne. W procesie produkcyjnym wykorzystuje się żużel. W ten sposób uzyskuje się wysokiej jakości i specjalistyczne stopy.

Rozważmy cechy klasyfikacji stopów.

Wyświetlenia

Stal niskowęglowa może mieć trzy rodzaje:

• Regularna jakość. W takich stopach zawartość siarki nie przekracza 0,06%, fosforu 0,07%.
• Jakość. Zawiera: siarkę do 0,04%, fosfor do 0,035%.
• Wysoka jakość. Siarka do 0,025%, Fosfor do 0,025%
• Specjalna jakość. Niska zawartość zanieczyszczeń: siarka do 0,015%, fosfor - do 0,025%.

Jak wspomniano wcześniej, im mniej zanieczyszczeń, tym lepsza jakość stopu.

Stal niskowęglowa GOST 380-94 zwykłej jakości jest podzielona na trzy kolejne grupy:

• A. Zdefiniowany przez jego mechanicznąnieruchomości. Najczęściej spotykaną formą dostawy do konsumenta jest blacha wielosekcyjna i blacha.
• B. Głównymi wskaźnikami są skład chemiczny i właściwości. Optymalny do działania mechanicznego poprzez nacisk pod wpływem czynnika termicznego (kucie, tłoczenie).
• B. Dla tego typu stopów ważne są następujące właściwości: techniczne, technologiczne, fizyczne, chemiczne i odpowiednio skład.

Zgodnie z procesem odtleniania stal dzieli się na:

• Spokój. Proces utwardzania przebiega sprawnie. Podczas tego procesu nie są uwalniane żadne gazy. Kurczenie występuje w środku wlewka.
• Pół-spokojny. Pośredni widok stali pomiędzy spokojną i wrzącą kompozycją.
• Wrzenie. Zestalenie następuje wraz z uwolnieniem gazu. Ukryty rękaw termokurczliwy.

Podstawowe funkcje

Stal niskowęglowa ma wysoką ciągliwość, łatwą do odkształcenia w stanie zimnym i gorącym. Cechą charakterystyczną tego stopu jest dobra spawalność. W zależności od dodatkowych elementów właściwości stali mogą ulec zmianie.

Najczęściej w budownictwie i przemyśle stosuje się stopy niskowęglowe. Wynika to z niskiej ceny i dobrych właściwości wytrzymałościowych. Taki stop jest również nazywany strukturalnym. Właściwości stali miękkiej są zaszyfrowane w oznakowaniu. Poniżej przyjrzymy się jego funkcjom.

Funkcje znakowania

Zwykła stal miękka ma literę CT i numer. Liczbę należy podzielić przez 100, wtedy będziezrozumieć procent węgla. Na przykład CT15 (węgiel 0,15%).

Rozważmy oznaczenie i rozszyfrujmy oznaczenia:

• Pierwsze litery lub ich brak wskazują na przynależność do określonej grupy jakości. Może to być B lub C. Jeśli nie ma litery, stop należy do kategorii A.
• St oznacza stal.
• Oznaczenie liczbowe - zaszyfrowany procent węgla.
• kp, ps - oznacza wrzący lub pół-spokojny stop. Brak oznaczenia wskazuje, że stal jest spokojna (cn).
• Oznaczenie literowe i liczba po nim wskazują, jakie zanieczyszczenia są zawarte w składzie i jaki jest ich procent. Na przykład G - mangan, Yu - aluminium, F - wanad.

W przypadku wysokiej jakości stali niskowęglowych w oznaczeniu nie umieszcza się napisu „St”.

Dotyczy również kodowania kolorami. Na przykład stal miękka klasy 10 jest biała. Stale specjalne mogą być oznaczone dodatkowymi literami. Na przykład „K” - jest używany w budownictwie kotłowym; OSV - używany do produkcji osi wagonów itp.

Produkty produkcyjne

Można wyróżnić kilka grup wyrobów stalowych:

• Blacha stalowa. Podgatunki: gruby arkusz (GOST 19903-74), cienki arkusz (GOST 19904-74), szerokopasmowy (GOST 8200-70), pasek (GOST 103-76), falisty (GOST 8568-78)
• Profile kątowe. Równa półka (GOST 8509-93), nierówna półka (GOST 8510-86).
• Kanały (GOST 8240-93).
• I-belki. Zwykłe belki dwuteowe (GOST 8239-89), dwuteowniki z szeroką półką (GOST 26020-83, STO ASCHM 20-93).
• Rury.
• Profilowana podłoga.

Do tej listy dodawane są profile dodatkowe, tworzone przez spawanie i obróbkę.

Obszary zastosowań

Zakres stali niskowęglowej jest dość szeroki i zależy od oznaczenia:

• St 0, 1, 3Gsp. Szerokie zastosowanie w budownictwie. Na przykład drut wzmacniający ze stali miękkiej,
• 05kp, 08, 08kp, 08y. Dobry do tłoczenia i ciągnienia na zimno (wysoka plastyczność). Stosowane w przemyśle motoryzacyjnym: części karoserii, zbiorniki paliwa, cewki, części konstrukcji spawanych.
• 10, 15. Używany do części, które nie są poddawane dużym obciążeniom. Rury kotłowe, wytłoczki, złączki, śruby, wkręty.
• 18kp. Typowym zastosowaniem są konstrukcje wytwarzane przez spawanie.
• 20, 25. Szeroko stosowany do produkcji elementów złącznych. Złącza, popychacze zaworów, ramy i inne części maszyn rolniczych.
• 30, 35. Lekko obciążone osie, koła zębate, koła zębate itp.
• 40, 45, 50. Części średnio obciążone. Na przykład wały korbowe, tarcze cierne.
• 60-85. Części poddawane dużym obciążeniom. Mogą to być tory kolejowe, koła dźwigowe, sprężyny, podkładki.

Jak widać, oferta produktów jest bardzo szeroka - to nie tylko drut ze stali miękkiej. Równieżoto szczegóły złożonych mechanizmów.

Stal niskostopowa i niskowęglowa: różnice

Aby poprawić właściwości stopu, dodawane są pierwiastki stopowe.

Stale, które zawierają niewielką ilość węgla (do jednej czwartej procenta) i dodatki stopowe (łącznie do 4%) w chebie są nazywane niskostopowymi. Takie wyroby walcowane zachowują wysokie właściwości spawalnicze, ale jednocześnie poprawiają różne właściwości. Na przykład wytrzymałość, odporność na korozję i tak dalej. Z reguły oba typy są stosowane w konstrukcjach spawanych, które muszą wytrzymać zakres temperatur od minus 40 do plus 450 stopni Celsjusza.

Funkcje spawalnicze

Spawanie stali niskowęglowych charakteryzuje się wysoką wydajnością. Rodzaj spawania, elektrody i ich grubość dobierane są na podstawie następujących danych technicznych:

• Połączenie musi być z pewnością mocno zamocowane.
• Nie może być żadnych wad szwów.
• Skład chemiczny szwu musi być wykonany zgodnie z normami określonymi w GOST.
• Złącza spawane muszą być zgodne z warunkami pracy (odporność na wibracje, naprężenia mechaniczne, warunki temperaturowe).

Można stosować różne rodzaje spawania, od spawania gazowego po spawanie elektrodą topliwą z dwutlenkiem węgla. Przy wyborze należy wziąć pod uwagę wysoką topliwość stopów niskowęglowych i niskostopowych.

W odniesieniu do konkretnego zastosowania, stal niskowęglowa jest wykorzystywana w budownictwie i inżynierii.

Gatunek stali jest wybierany na podstawie wymaganych właściwości fizycznych i chemicznych na wyjściu. Obecność pierwiastków stopowych może poprawić niektóre właściwości (odporność na korozję, ekstremalne temperatury), ale także pogorszyć inne. Dobra spawalność to kolejna zaleta tych stopów.

Więc dowiedzieliśmy się, czym są produkty ze stali niskowęglowej i niskostopowej.