Көміртекті болат сорттары. Жіктелуі, ГОСТ, қолданылуы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Болат – қара металлургияның өнімі, негізгі құрылымдық материал. Ол құрылыс арматурасын, әртүрлі профильді металды прокатты, құбырларды, бөлшектерді, механизмдер мен құралдарды өндіру үшін қолданылады.

Болат өндірісі

Қара металлургия шойын мен болат өндірумен айналысады. Шойын - қатты, бірақ берік емес материал. Болат – құю, илемдеу, соғу және штамптауда қолданылатын берік, сенімді, иілгіш, қорытпаға бейім металл.

Болат жасаудың бірнеше жолы бар:

1. Түрлендіргіш. Құрал-жабдықтар: оттегі түрлендіргіші. Шихта (шикізат): ақ шойын, болат сынықтары, әктас. Тек көміртекті болаттар өндіріледі.
2. Мартеновский. Құрал-жабдықтар: мартен пеші. Заряд: сұйық шойын, болат сынықтары, темір кені. Көміртекті және легирленген болаттар үшін әмбебап.
3. Электр доғасы. Құрал-жабдықтар: доғалық электр пеші. Заряд: болат сынықтары, шойын, кокс, әктас. Жалпы әдіс.
4. Индукция. Құрал-жабдықтар: индукциялық пеш. Заряд: болат және шойын сынықтары, ферроқорытпалар.

Болат өндіру процесінің мәні халық арасында «темір» деп аталатын металды алу үшін теріс химиялық қосындылардың мөлшерін азайту болып табылады, дәлірек айтқанда, көміртегі мөлшері көп емес темір-көміртекті қорытпаны алу. 2,14%-дан жоғары.

Тотықсыздану процестері

Болат үшін балқытудың соңғы сатысында оған тән азот, сутегі және көміртегі оксидтері әсер ететін қайнау процесі тән. Қатты күйдегі мұндай қорытпаның кеуекті құрылымы бар, ол илемдеу арқылы жойылады. Ол жұмсақ және икемді, бірақ жеткілікті берік емес.

Тотықсыздану процесі қорытпаға ферромарганец, ферросилиций және алюминийді енгізу арқылы қайнайтын қоспаларды дезактивациялаудан тұрады. Қалдық газдар мен тотықсыздандырғыш элементтердің мөлшеріне байланысты болат жартылай тыныш немесе тыныш болуы мүмкін.

Қажетті тотықсыздану дәрежесіндегі дайын болат кристалдану және дайын болаттан жасалған бұйымдарды өндірудің келесі технологиялық кезеңдерінде пайдалану үшін қалыптарға құйылады.

Көміртекті болаттың классификациясы

Әлемдік нарықта бар барлық болатты көміртекті және қорытпаға бөлуге болады. Көміртекті болаттың барлық сорттары әртүрлі жіктеуіш топтарына және белгілеу ерекшеліктеріне бөлінеді.

Негізгі жіктеу белгілеріне қарай олар ажыратады:

1. Көміртекті құрылымдық болаттар. Олардың құрамында 0,8%-дан аз көміртегі бар. Олар арматура, прокат және құйма жасау үшін қолданылады.
2. Құрамында көміртегі бар көміртекті аспаптық болаттарсомасы 0,7%-дан 1,3%-ға дейін. Олар құралдар, аспаптық жабдықтар үшін пайдаланылады.

Тотықсыздандыру әдістері бойынша:

• қайнау - 0,05%-дан аз құрамдағы тотықсыздандыратын элементтер (RE);
• жартылай тыныш - 0,05%≦RE≦0,15%;
• тыныш - 0,15%≦RE≦0,3%.

Химиялық құрамы бойынша:

• төмен көміртекті (0,3%≦C);
• орта көміртегі (0,3≦C≦0,65%);
• жоғары көміртегі (0,65≦C≦1,3%).

Құрамында 1,3% жоғары көміртегі бар болаттар өнеркәсіпте пайдаланылмайды.

Микроқұрылымына байланысты:

• гипоэвтектоид - мұндай болатта көміртегі мөлшері 0,8%-дан аз;
• эвтектоид - бұл көміртегі мөлшері 0,8% болаттар;
• гиперевтектоид - құрамында көміртегі 0,8% жоғары болаттар.

Сапа:

1. Тұрақты сапа. Мұндағы күкірт 0,06%-дан аз, фосфор 0,07%-дан көп емес.
2. Сапалы болаттар. Олардың құрамында 0,04%-дан артық күкірт пен фосфор жоқ.
3. Жоғары сапа. Мұндағы күкірт мөлшері 0,025%-дан, ал фосфор 0,018%-дан аспайды.

Негізгі стандартқа сәйкес көміртекті болат сорттары бөлінеді:

• Құрылыстың тұрақты сапасы;
• құрылыс сапасы;
• аспаптық сапа;
• аспаптық жоғары сапа.

Қарапайым сапалы құрылымдық болатты таңбалау ерекшеліктері

Қарапайым сапалы болаттар мыналарды қамтиды: - бастап0,6%, S - 0,06% дейін, P - 0,07% дейін. Бұл көміртекті болаттың қалай белгіленгенін қарастырайық. ГОСТ 380 белгілеудің келесі нюанстарын анықтайды:

• A, B, C - топ; A - маркаларда көрсетілмеген;
• 0–6 "St" әріптерінен кейін - химиялық құрамы және (немесе) механикалық қасиеттері шифрланған сериялық нөмір;
• G - манган Mn (марганец) болуы;
• kp, ps, cn - тотықсыздану дәрежесі (қайнау, жартылай тыныш, тыныш).

Сызықша арқылы тотықсыздану дәрежесінен кейінгі 1-ден 6-ға дейінгі сандар санаттар болып табылады. Бұл жағдайда бірінші санат ешбір жолмен көрсетілмейді.

Брендтің басындағы M, K әріптері өндірістің металлургиялық әдісін білдіруі мүмкін: мартен немесе оттегі-конвертер. Айтпақшы, қарапайым сапалы көміртекті болаттар маркалардың сандық құрамымен ұсынылған, шамамен 47 дана.

Қарапайым сапалы құрылымдық болаттардың классификациясы

Жалпы сапалы көміртекті болаттар топтарға бөлінеді.

• А тобы: көрсетілген механикалық қасиеттерге дәл сәйкес келуі керек болаттар. Олар тұтынушыға көбінесе қаңылтыр және көп секциялы прокат түрінде (қабақтар, тройниктер, I-арқалықтар, арматуралар, тойтармалар және қораптар) жеткізіледі. Бағалары: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), 1-3 санаттары, соның ішінде St3Gps, St5Gps.
• В тобы: қажетті химиялық құрамы мен қасиеттері бойынша реттелуі тиіс болаттар. Қосымша өңдеуге ұшырайтын құйма және прокат шығарыладыыстық қысым (соғу, штамптау). Бағалар: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, Bst3Gps қоса алғанда), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), 1 және 2 санаттары.
• В тобы: қажетті химиялық, физикалық, механикалық және технологиялық қасиеттерге сәйкес келетін болаттар. Бұл топ пластмассадан жасалған бұйымдар жасалатын әртүрлі сорттармен, температура айырмашылығы айтарлықтай болатын жерлерде жұмыс істеуге арналған берік арматурамен, маңызды бөлшектермен (болттар, гайкалар, осьтер, поршеньдік түйреуіштер) сипатталады. Осы топтың әртүрлі құрамы, қасиеттері және сорттары бар барлық өнімдер жақсы технологиялық дәнекерлеу қабілетімен біріктірілген. Бағалары: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), соның ішінде VSt3Gps, 1-6 санаттары.

Қарапайым сапалы құрылымдық болаттар - бұл өнеркәсіпте қолданудың алуан түрлілігі бар қорытпалар.

Көміртекті сапалы болатты белгілеу

Аталған сападағы болаттағы көміртегі мөлшері 0,05%-дан 0,6%-ға дейін. Бұл классификация тобындағы металды балқыту мартендік немесе электр доғалық әдістермен жүреді. Көміртектің кең ауқымы механикалық қасиеттерді әртараптандырады: төмен көміртекті - иілгіш, орташа көміртекті - күшті.

Көміртекті сапалы болаттардың S және P мазмұны сәйкесінше 0,04%-дан аспайды.

Таңбалау (ГОСТ 1050-88):

• 05-60 сандары - көміртектің шифрланған болуы (ең аз - 0,05%, максимум - 0,6%);
• kp, ps, cn - тотықсыздану дәрежесі («sp» емескөрсетілген);
• G, Yu, F - құрамында марганец, алюминий, ванадий.

Ерекше жағдайларды белгілеу

Көміртекті сапалы болаттардың таңбалауында ерекшеліктер бар:

• 15K, 20K, 22K - қазандық құрылысында қолданылатын жоғары сапалы болаттар;
• 20-PV - көміртек - 0,2%, болат құбырларды ыстықтай прокаттау арқылы өндіруде, қазандық құрылысында және жылыту жүйелерін орнатуда қолданылады, құрамында мыс және хром бар;
• OSV - вагон осьтерін жасауға арналған болат, құрамында никель, хром, мыс бар.

Сапалы болаттардың барлық маркалары үшін термиялық (мысалы, қалыпқа келтіру) және химиялық-термиялық өңдеуді (мысалы, карбюризациялау) қолданудың ықтимал қажеттілігі тән.

Көміртекті сапалы болаттардың классификациясы

Көміртекті болаттың бұл түрін шамамен 4 топқа бөлуге болады:

1. Суық өңдеу (прокат), парақ және құбырларды илемдеу үшін қолданылатын жоғары пластикалық материал. Сұрыптары - болат 08ps, болат 08, болат 08кп.
2. Термиялық агрессивті жағдайларда жұмыс істейтін ыстықтай илемдеу және штамптау кезінде қолданылатын металл. Сұрыптары - болат 10-дан 25 болатқа дейін.
3. Серіптерді, серіппелерді, муфталарды, болттарды, біліктерді қоса алғанда, маңызды бөлшектерді өндіруде қолданылатын болат. Сұрыптары - болат 60-тан 85 болатқа дейін.
4. Агрессивті жағдайларда сенімді жұмысты қажет ететін болаттар (мысалы, шынжыр табанды трактор тізбегі). Сұрыптары болат 30, болат 50, болат 30G, болат 50G.

Бәрін 2 топқа бөлуге де боладысапа класындағы көміртекті болаттың белгілі сорттары: құрылымдық кәдімгі және құрылымдық марганец.

Көміртекті құрылымдық болатты қолдану

Сапа бойынша болат сапасы	Бренд	Қолданба
тұрақты сапа	St0	арматура, қаптама
	St1	тас, I-сәулелері, арналар
	St3Gsp	конструкциялық болат
	St5sp	втулкалар, гайкалар, болттар
	St6ps	құрылыс қалдықтары
	ST4kp	пішінді, парақ, төзімді құрылымдарға арналған ұзын бұйымдар
сапа	Болат10	қазандарға арналған құбырлар, штамптар
	Болат15	иілгіштігі жоғары бөлшектер, жұдырықшалар, болттар, гайкалар
	Болат18кп	дәнекерленген құрылымдар
	Болат 20ps	біліктер, шанышқылар, түйреуіштер, фитингтер, құбырлар
	Steel50	берілістер, муфталар
	Steel60	шпиндельдер, шайбалар, серіппелі сақиналар

Көміртекті аспаптық болаттар жоғары беріктік пен қаттылыққа ие. Олар міндетті түрде көп сатылы термиялық өңдеуден өтеді.

Болаттағы көміртегі мөлшері: 0,7 – 1,3%. Жоғары сапалы үшін - 0,03% дейін, фосфор - 0,035% дейін. Ал аспаптық үшінжоғары сапалы: күкірт - 0,02% дейін, фосфор - 0,03% дейін.

Бренд белгісі (ГОСТ 1435-74):

• U - көміртекті аспаптық;
• 7 -13 - ондағы көміртегі мөлшері сәйкесінше 0,7-1,3%;
• G - марганецтің болуы;
• A - жоғары сапа.

Көміртекті аспаптық болаттарды таңбалаудың негізгі принциптерінен ерекшеліктер A75, ASU10E, AU10E сағат қозғалыстарының бөліктеріне арналған материал болып табылады.

Көміртекті аспаптық болаттарға қойылатын талаптар

ГОСТ бойынша аспаптық болаттар бірқатар сипаттамаларға сәйкес келуі керек.

Қажетті физикалық, химиялық және механикалық қасиеттер: қаттылықтың, соққыға төзімділіктің, беріктіктің, жұмыс кезінде температураның өзгеруіне төзімділіктің (кесу, бұрғылау, соққы жүктемелері кезінде), коррозияға төзімділігінің сапа көрсеткіштері.

Көрсетілген технологиялық қасиеттер:

• кесу технологиясының теріс процестеріне төзімділік (жоңқа жабыстыру, қатаю);
• жақсы жону және тегістеу өңдеу мүмкіндігі;
• термиялық өңдеуге бейімділік;
• қызыпуға төзімділік.

Механикалық және технологиялық көрсеткіштердің сапасын жақсарту үшін аспаптық болаттар көп сатылы термиялық өңдеуден өтеді:

• құралдар жасау алдында шикізатты күйдіру;
• қатайту (тұз ерітінділерінде салқындату) және кейіннен дайын өнімдерді шынықтыру (негізінен төмен шынықтыру).

Алынғанқасиеттері химиялық құраммен және алынған микроқұрылыммен анықталады: цементит пен аустенит қосындылары бар мартенсит.

Көміртекті аспаптық болаттарды пайдалану

Сипатталған болаттар құралдардың барлық түрлерін өндіру үшін қолданылады: кескіш, соқпалы, қосалқы.

• Steel U7, U7A - балғалар, қашаулар, балталар, қашаулар, балғалар, қашаулар, қармақ.
• Steel U8, U8A, U8G - аралар, бұрауыштар, ортаңғы тескіштер, раковиналар, кескіштер, қысқыштар.
• Steel U9, U9A - металл өңдеу құралы, ағаш кесетін құрал.
• Болат U10, болат U10A, U11, U11A - тескіштер, шүмектер, бұрғылау бұрғылары, тесу және өлшемдерге арналған қосалқы құралдар.
• U 12, U12A - ойықтар, шүмектер, өлшеу құралдары.
• U13, U13A - файлдар, қырыну және хирургиялық құралдар, штамптауыштар.

Көміртекті болат маркасын, оны термиялық өңдеу технологиясын ұтымды таңдау, оның қасиеттері мен ерекшеліктерін түсіну өндірілетін, өңделетін немесе пайдаланылатын құрылымдардың немесе құралдардың ұзақ қызмет ету мерзімінің кілті болып табылады.