Dokumentacja regulacyjna dla poszczególnych grup zakładów. Dokumenty regulacyjne Charakterystyka stali wykorzystujących dokumenty regulacyjne GOST

Pobierz dokument

STO 22-04-02

STANDARD
Konsorcjum Badawczo-Produkcyjne
RATUNEK

Złożony:

RATUNEK
KONSTRUKCJE
PRZEMYSŁOWY
BUDYNKI I KONSTRUKCJE

Moskwa

2003 G.

Goritsky V.M. - inżynier hutnik, doktor nauk technicznych, profesor;

Goritsky O.V. - inżynier metalurgii;

WSTĘP

Instytut TsNIIPSK im. Mielnikow przez 10 lat studiował na wydziale badań metali różne metody określanie właściwości metalu eksploatowanych konstrukcji bez ich niszczenia.

Właściwości mechaniczne stali ocenia się z wybranym stopniem pewności od 75% do 99%.

1. POSTANOWIENIA OGÓLNE

1.2. Nośność badanych konstrukcji metalowych w wyniku pobierania próbek i mikropróbek przewidzianych w niniejszej instrukcji praktycznie nie ulega zmniejszeniu, co eliminuje konieczność wykonywania napraw renaturyzacyjnych przy wyborze fragmentów (wycinków lub innych makropróbek) standardowymi metodami.

1.3. Pobieranie próbek i mikropróbki ze stalowych konstrukcji spawanych lub nitowanych można wykorzystać do:

Przygotowanie do egzaminu stan techniczny konstrukcje budynków i konstrukcje obiektu niebezpiecznego;

Do celów badawczych i innych.

1.4. Niniejsza instrukcja ma na celu określenie gatunku stali i jej kategorii, co osiąga się poprzez określenie składu chemicznego, granicy plastyczności, wytrzymałości na rozciąganie i krytycznej temperatury kruchości stali.

1,5. Zakres stosowania niniejszej instrukcji obejmuje stale niskowęglowe i niskostopowe o nominalnej granicy plastyczności 150...440 MPa (16...45 kg/mm2).

1.6. Podręcznik przeznaczony jest dla laboratoriów wyposażonych w lekkie mikroskopy metalograficzne, sprzęt do badań mechanicznych, zweryfikowanych przez Państwową Służbę Metrologiczną i zatrudniających wykwalifikowany personel w dziedzinie metalurgii.

2. TERMINY, DEFINICJE, POJĘCIA TECHNICZNE

2.1. Krytyczna temperatura kruchości- temperatura, w której wartość udarności osiąga pewną znormalizowaną wartość a cr, wskazywaną przez wskaźnik, np. T 29 - temperaturę, powyżej której wartość udarności, określona na próbkach z karbem w kształcie litery U, nie jest mniejsza niż 29 J/cm 2 (3 kgf · m/cm 2).

2.2. Metalografia- nauka o budowie i właściwościach fizycznych metali i stopów, badająca związek pomiędzy ich właściwościami a strukturą w różnych temperaturach.

2.3. Mikropróbka metalu- jest to objętość metalu o zmniejszonych wymiarach, z której nie można wykonać przynajmniej jednej próbki wzorcowej do zginania lub zginania przy rozciąganiu i której wymiary są najczęściej 5 - 10 razy mniejsze od próbek standardowych przeznaczonych do badań mechanicznych.

2.4. Próbka metalu- objętość metalu, z której można wykonać nie więcej niż jedną próbkę o wymiarach standardowych, przeznaczoną do prób rozciągania lub zginania udarowego.

2.5. Próbka Menage'a- próbkę z wycięciem w kształcie litery U do badania materiałów pod kątem udarności podczas zginania udarowego we wkrętakach udarowych wahadłowych (typ 1 - 3 według GOST 9454).

2.6. Próbka Charpy’ego- próbkę z wycięciem w kształcie litery V do badania materiałów pod kątem udarności podczas zginania udarowego we wkrętakach udarowych wahadłowych (typ 11 - 13 według GOST 9454).

3. PRÓBKI I MIKROPRÓBKI METALI

3.1. Miejsca pobierania próbek i mikropobierania należy ustalać w oparciu o warunek uzyskania reprezentatywnej informacji o jakości stali badanego elementu konstrukcji metalowej.

3.2. Możliwość i miejsce pobierania próbek zależą od cech konstrukcyjnych konstrukcji metalowej i są ustalane przez wyspecjalizowaną organizację.

3.3. Próbki i mikropróbki metalu należy pobrać z krawędzi badanego elementu konstrukcji metalowej. W przypadku krawędzi powstałych metodą cięcia gazowego – poza strefą wpływu ciepła.

3.4. Technologia pobierania próbek i mikropróbek powinna zapewniać minimalne odkształcenie i nagrzanie metalu do temperatury nie wyższej niż 150°C.

3.4.1. Mikropróbki z krawędzi elementów konstrukcji metalowych należy pobrać metodą cięcia lub piłowania piłą do metalu lub tarczą tnącą zgodnie z rys. 1, a dla elementów o grubości do 10 mm włącznie oraz rys. 1b dla elementów o grubości większej niż 10 mm.

Kształt mikropróbki (pryzmatyczny lub piramidalny) zależy od wygody cięcia (cięcia) mikropróbki.

Wymiary mikropróbki nie mogą być mniejsze niż a?b?t(h), gdzie t jest grubością elementu, mm;

B? 5 mm – w przypadku krawędzi walcowanej lub obrobionej;

B? 0,5 t + 5 mm w t? 10 mm i b? max (10 mm; 0,25t) przy t > 10 mm w przypadku krawędzi uzyskanej metodą cięcia gazowego lub inną podobną metodą;

3.4.2. Mikropróbki z centralnych części elementów konstrukcyjnych muszą mieć wymiary co najmniej 1,2 x 2,5 x 15 mm. Minimalna powierzchnia przekroju mikropróbki w części środkowej musi wynosić co najmniej 3 mm2.

3.5. Pobieranie próbek z reguły odbywa się z nieobciążonych lub lekko obciążonych elementów konstrukcji budowlanych.

3.6. Minimalną wielkość próbki określają wymagania GOST 9454 dotyczące wielkości standardowych próbek udarowych, biorąc pod uwagę dodatek na mechaniczną obróbkę powierzchni próbek. Podczas pobierania próbek należy wziąć pod uwagę wymagania prawne dotyczące orientacji próbek udarowych (wzdłuż lub prostopadle do kierunku walcowania) w celu określenia udarności.

3.7. Umiejscowienie próbek i mikropróbek, ich lokalizację i orientację należy wskazać w dołączonej notatce.

3.8. Po pobraniu próbek i mikropróbkach miejsca cięcia należy poddać oczyszczeniu mechanicznemu (przy użyciu szlifierki lub innymi metodami eliminującymi koncentratory naprężeń) i w razie potrzeby wzmocnić. 1

1 Potrzebę zbrojenia ustala organizacja diagnozująca stan techniczny konstrukcji.

4. OKREŚLANIE SKŁADU CHEMICZNEGO

4.1. Oznaczanie składu chemicznego stali przeprowadza się zgodnie z wymaganiami GOST 22536 metodami miareczkowymi, spektralnymi lub innymi metodami zapewniającymi niezbędną dokładność analizy.

4.2. Analizę chemiczną stali przeprowadza się po oczyszczeniu powierzchni metalu (mikropróbka) do metalicznego połysku, co eliminuje zniekształcenie wyników analizy składu metalu.

4.3. Przy określaniu składu chemicznego metodami spektralnymi powierzchnia przygotowana do analizy nie powinna odbiegać od normalnej do powierzchni walcowanego wyrobu o kąt większy niż 30°.

4.4. Interpretując wyniki analizy chemicznej, uwzględnia się dopuszczalne odchylenia w zawartości pierwiastków stopowych w gotowych wyrobach walcowanych zgodnie z wymaganiami technicznymi dla stali niskowęglowych i niskostopowych (GOST 27772, GOST 380, GOST 19281 itp. .).

5. ANALIZA METALOGRAFICZNA

5.1. Aby określić granicę plastyczności (zgodnie z p. 6.6.2) i udarność, należy przygotować i zbadać przekroje metalograficzne.

5.2. Mikropróbki wycięte zgodnie z paragrafem 3 niniejszej instrukcji należy zatopić w stopie Wooda, żywicy epoksydowej lub innych podobnych substancjach w celu przygotowania cienkich przekrojów.

5.3. Sekcje wykonywane są w płaszczyźnie prostopadłej do walcowanej powierzchni. Dopuszcza się wykonywanie kształtowników polerowanych w płaszczyznach z odchyleniem od normalnej do powierzchni o kąt nie większy niż 30°. Ilościową analizę metalograficzną przeprowadza się w przekrojach znajdujących się w odległości co najmniej 0,25 mm od powierzchni walcowanego wyrobu.

5.4. Skład trawiących i technologię przygotowania cienkich przekrojów do badań ustala się zgodnie z GOST 5639, GOST 5640.

5.5. Podczas wykonywania analizy metalograficznej należy ocenić:

Rzeczywisty rozmiar ziarna d to średnia średnica nominalna (średnia cięciwa) i liczba (nacięcie) ziarna ferrytu dla stali ferrytyczno-perlitowych zgodnie z GOST 5639;

Dla stali wzmacnianych termicznie oraz stali, w których strukturze występują produkty przemiany ścinającej, można wyznaczyć wartość średniego konwencjonalnego ziarna ferrytu d y korzystając ze wzoru d y = d fts /0,6, gdzie d fts jest średnią średnicą nominalną (średni cięciwa) przezroczystych ścianek rozszczepienia, określona na podstawie fraktogramów metodami opisanymi w sekcji. 3 GOST 5639;

Rozmiar (średnica) D rozproszonych cząstek wzmacniających przy stopowaniu stali z mocnymi pierwiastkami węglikoazotowymi (np. wanad, niob, tytan) - przy użyciu replik ekstrakcyjnych i odległość międzycząstkowa? - na cienkich foliach metodami transmisyjnej mikroskopii elektronowej;

Gęstość dyslokacji? (w razie potrzeby) na cienkich foliach przy użyciu transmisyjnej mikroskopii elektronowej.

5.6. Poniżej przez efektywny rozmiar ziarna deff (w milimetrach) rozumie się rozmiar ziarna ferrytu w przypadku stali ferrytowo-perlitowych lub średni rozmiar ziarna ferrytu w przypadku stali hartowanych termicznie, o którym mowa w paragrafie 5.5.

5.7. Wielkość ziarna określa się w co najmniej trzech przekrojach cienkiego przekroju (ujemów), z których w każdym liczba punktów przecięcia siecznych z granicami elementów konstrukcyjnych musi wynosić co najmniej 100.

W przypadku niejednorodności strukturalnej metalu na grubości walcowanego wyrobu ujawnionej metodami mikroskopii świetlnej, liczbę i położenie analizowanych pól widzenia podczas analizy metalograficznej dobiera się w taki sposób, aby zapewnić odpowiednią ocenę przekroju poprzecznego -przekrojowe wartości średnie ustalonych cech.

6. OKREŚLENIE ODPORNOŚCI TYMCZASOWEJ ? c ORAZ SIŁA PLONOWNOŚCI? T

6.1. Tymczasowy opór? w badanych stalach należy określić metodą obliczeniową opartą na wynikach pomiarów twardości stali metodą Vickersa (HV) lub Brinella (NB) na stacjonarnych twardościomierzach zgodnie z GOST 2999 i GOST 9012.

6.2. Jeżeli podczas pobierania mikropróbek zgodnie z punktem 3.3.2 nie można uniknąć stwardnienia metalu, pomiary twardości należy przeprowadzić bezpośrednio na przedmiocie za pomocą przenośnych twardościomierzy statycznych zgodnie z GOST 22761 lub udaru dynamicznego zgodnie z GOST 18661. Stosowanie innych typów twardościomierzy jest dopuszczalne pod warunkiem zapewnienia wymaganej dokładności pomiaru.

Wymagania dotyczące wielkości, krzywizny przygotowanego miejsca i jakości oczyszczenia powierzchni muszą być zgodne z danymi w paszporcie technicznym zastosowanego twardościomierza. Przygotowane miejsce musi znajdować się w odległości co najmniej 100 mm od spawać i nie dalej niż 300 mm od miejsca pobrania mikropróbki.

6.3. W zakresie od 90 do 270 HV (90 do 270 HV), jaki obejmuje niniejsza instrukcja, wartości twardości wyznaczone metodami Brinella i Vickersa są takie same. W dalszej części tekstu, we wszystkich wzorach obliczeniowych, wartości HB można zastąpić wartościami HV.

6.4. Liczba pomiarów twardości musi wynosić co najmniej:

9 pomiarów twardościomierzami stacjonarnymi dla wszystkich stali (z wyjątkiem stali wrzących);

18 pomiarów przy użyciu przenośnych twardościomierzy oraz przy ocenie twardości stali wrzących przy użyciu twardościomierzy dowolnego typu.

Na podstawie uzyskanych pomiarów wyznaczane są średnie wartości NV. Przy określaniu średniej wartości twardości odrzuca się wyniki pomiaru minimalnego i maksymalnego.

6,5. Opór tymczasowy należy określić ze wzoru:

B = 112 + 2,4NВ, MPa

6.6. Oznaczenie granicy plastyczności należy przeprowadzić jedną z następujących metod:

Metoda pomiaru twardości w granicy plastyczności;

Na podstawie analizy chemicznej, durometrycznej i metalograficznej.

6.6.1. Oznaczanie granicy plastyczności poprzez pomiar twardości w granicy plastyczności przeprowadza się zgodnie z GOST 22762.

6.6.2. Granicę plastyczności na podstawie wyników analiz chemicznych, durometrycznych i metalograficznych określa się ze wzoru:

T = 1,5 + 0,6?? t * + 0,74?НВ, MPa,

gdzie HB to wartość twardości, a wielkość? t* wyznacza się według wyrażenia:

T * = (? 0 2 + ? p 2) 1/2 + (? 2 t.r. + ?? 2 du + ?? 2 d.) 1/2 + K y re eff -1/2,

Gdzie: ? 0 - naprężenie tarcia siatki żelaznej, do tego obliczenia przyjmuje się równe 30 MPa;

P - naprężenie wywołane wzmacnianiem stali perlitem, ? n = 2,4P, MPa,

gdzie: P oznacza procentową zawartość składnika perlitu;

T.r. - naprężenia spowodowane utwardzaniem roztworu stałego z pierwiastkami stopowymi; określa się na podstawie stężenia Ci (w % masowych pierwiastków stopowych w żelazie α (ferrycie));

T.r. = 4670C C+N + 33C Mn + 86C Si + 31C Cr + 30C Ni + 11C Mo + 60C Al + 39C Cu + 690C P + 3C V + 82C Ti, MPa;

Du - naprężenie od wzmocnienia stali cząstkami rozproszonymi, określone z uwzględnieniem danych w p. 5.5:

gdzie: G = 8,4?10 4 MPa - moduł ścinania, b = 2,5?10 -7 mm - wektor Burgersa;

D = naprężenie od wzmocnienia dyslokacji, oszacowane na podstawie gęstości dyslokacji?,

D = 5G?b?? 1/2 (w przypadku stali walcowanych na gorąco można przyjmować ?? d = 30 MPa), K y = 20 MPa mm 1/2.

6.7. Jeżeli nie można zmierzyć twardości, można obliczyć wytrzymałość na rozciąganie i granicę plastyczności stali niehartowanej za pomocą wzorów:

B = 251 + 1,44?? t**, MPa,

Gdzie? t** = (? 0 2 + ? p 2) 1/2 + (? 2 t.r. + ?? 2 du + ?? 2 d.) 1/2;

6.8. Dokładność wyznaczania wartości wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności.

6.8.1. Dokładność określenia granicy plastyczności zgodnie z p. 6.6.1 wynosi ±7%.

6.8.2. Wartości wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności obliczone zgodnie z pkt 6.5, pkt 6.6.2 i 6.7 stanowią matematyczne oczekiwanie wskazanych wartości.

6.8.3. Dolna granica przedziału ufności dla charakterystyk wytrzymałościowych (? in (min), ? t (min)) jest obliczana na podstawie rzeczywistych wartości twardości, granicy plastyczności i wymaganego stopnia ufności? według wyrażeń:

V(min) = ? c - K 1 (?)? K 2 (HB), MPa (przy obliczaniu zgodnie z pkt 6.5);

T(min) =? t - K 3 (?)? K 4 (NV, ? t *), MPa (przy obliczaniu zgodnie z pkt 6.6.2);

V(min) = ? c - K 5 (?)? K 6 (? t**), MPa (przy obliczaniu zgodnie z p. 6.7);

T(min) =? t - K 7 (?)?K 8 (? t *), MPa (przy obliczaniu zgodnie z pkt 6.7),

gdzie wartości K 1 (?), K 2 (HB), K 3 (?), K 4 (HB, ? t *), K 5 (?), K 6 (? t **), K 7 (?) i K 8 (? t*) określa się zgodnie z tabelą. 1 - 5 obowiązkowego Załącznika A.

7. OCENA ODPORNOŚCI METALI NA ZIMNO

7.1. Odporność na zimno badanego metalu ocenia się na podstawie wartości krytycznej temperatury kruchości

7.2. Wartość akr dobierana jest zgodnie z wymaganiami norm lub Specyfikacja techniczna do udarności badanej stali (wartość udarności, temperatura badania).

7.3. Krytyczną temperaturę kruchości (°C) wyznacza się na podstawie mikropróbek wyciętych zgodnie z sekcją 3 niniejszego RD i oblicza się przy użyciu następującego wzoru:

gdzie współczynniki a 0 , a 1 i a 2 dobiera się dla próbek z wycięciem w kształcie litery U (Menage) w zależności od wartości cr ustalonej w dokumentach regulacyjnych (Tabela 1).

W miarę gromadzenia danych eksperymentalnych współczynniki a 0 , a 1 i a 2 zostaną wyznaczone także dla próbek z karbem w kształcie litery V (Charpy’ego), co pozwoli na bardziej wiarygodną ocenę odporności stali na pękanie.

Tabela 1.

Współczynniki wzoru do wyznaczania

Dla wyrobów walcowanych o grubości od 7,5 mm do 9 mm (oznaczenie udarności na próbkach typu 2 według GOST 9454-78) przyjmuje się wartość o 10°C niższą, a dla wyrobów walcowanych o grubości od 4 mm do 7,4 mm (oznaczenie udarności na próbkach typu 3 według GOST 9454-78) - 20°C mniej w porównaniu do wartości obliczonych ze wzoru.

W razie potrzeby wartość wartości a cr = 39 J/cm 2 i a cr = 44 J/cm 2 można wyznaczyć metodą interpolacji liniowej, korzystając z odpowiednich wartości T 34 i T 49.

7.4. Dla stali ulepszanej cieplnie wartość określona zgodnie z p. 7.3 zwiększa się o 0,6 HB, gdzie HB oznacza wzrost twardości w wyniku hartowania metalu na zimno.

7,5. Wartości krytycznej temperatury kruchości obliczone zgodnie z klauzulą 7.3 i klauzulą 7.4 stanowią matematyczne oczekiwanie określonej wartości.

7.6. Czy górną granicę przedziału ufności dla krytycznej temperatury kruchości oblicza się na podstawie rzeczywistych wartości twardości, granicy plastyczności i wymaganego stopnia ufności? zgodnie z wyrażeniem:

gdzie wartości K 9 (?) i K 10 (d eff, HB) wyznacza się zgodnie z tabelą. 1 i 6 obowiązkowego Załącznika A.

Jeżeli zgodnie z aktualną dokumentacją regulacyjną (GOST, TU) dla badanego gatunku stali, podczas wykonywania testów zginania udarowego na jednej z trzech próbek dopuszczalne jest zmniejszenie udarności w stosunku do wartości znormalizowanej, wartość zmniejsza się o 5 °C.

7.7. Zgodnie z wymaganiami GOST (TU) stal posiada odpowiednią kategorię jakości, jeśli warunek jest spełniony

gdzie a nf Ti jest rzeczywistą wartością udarności w temperaturze badania T oraz, nn Ti jest wartością udarności znormalizowaną przez GOST (TU) w tej samej temperaturze.

7.8. Nierówność z paragrafu 7.5 jest równoważna warunkowi

7.9. Uważa się, że badaną stal spełnia wymagania odpowiedniego GOST (TU) dla stali danej kategorii jakości, jeżeli spełniona jest nierówność zgodnie z klauzulą 7.6. Zgodnie z klauzulą 7.5 konkretną wartość T określa ustalona kategoria jakości stali.

7.10. O wyborze temperatury badania próbki udarowej wykonanej z próbki decyduje zadanie badawcze: określenie danej kategorii jakości lub ustalenie krytycznej temperatury kruchości.

7.10.1. Przy ustalaniu danej kategorii jakości temperaturę badania próbki wyznacza się pod warunkiem, że poziom udarności odpowiada wartości regulowanej przez GOST (TU) zgodnie z klauzulą 7.5. Przykładowo przy sprawdzaniu zgodności stali St3ps z 5 kategorią jakości przypisuje się temperaturę badania próbki -20°C.

7.10.2. Przy ustalaniu krytycznej temperatury kruchości temperaturę badania próbki wyznacza się zgodnie z klauzulą 7.3 na podstawie warunku wybrania standardowej wartości udarności zgodnie z GOST (TU) oraz określenia poziomu twardości i wielkości rzeczywistego ferrytu ziarno.

7.10.3. Oznaczanie twardości i pomiar średnicy ziaren ferrytu przeprowadza się na powierzchni próbki, prostopadle do powierzchni walcowanej i równolegle do kierunku walcowania.

7.11. Przy uzyskiwaniu wartości cr, które nie pokrywają się z wartościami standardowymi według GOST (TU), dopuszczalne jest określenie wartości zgodnie z klauzulą 7.3 metodą interpolacji liniowej przy użyciu odpowiednich standardowych wartości kr.

8. OKREŚLANIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH STALI WRZĄCEJ

8.1. Cechą określania właściwości mechanicznych wyrobów walcowanych ze stali wrzących jest konieczność uwzględnienia ich niejednorodności na długości i przekroju.

8.2. Niejednorodność wyrobów walcowanych można uwzględnić stosując system współczynników (pkt 8.3) lub zwiększając liczbę pobieranych mikropróbek (pkt 8.4).

8.3. Temperatura krytyczna obliczona zgodnie z sekcją 7 niniejszej instrukcji dla stali wrzących przesuwa się o 10°C do obszaru temperatury dodatniej.

8.4. Przy określaniu właściwości mechanicznych wyrobów walcowanych ze stali wrzącej pobiera się co najmniej dwie mikropróbki. Zaleca się pobieranie mikropróbek z podobnych elementów konstrukcyjnych. Dopuszczalne jest pobieranie mikropróbek z tego samego elementu konstrukcyjnego; w tym przypadku miejsca mikropobierania próbek muszą być od siebie oddalone o co najmniej 2 m.

Dla każdej mikropróbki określa się właściwości mechaniczne zgodnie z rozdziałami 6 i 7 niniejszej instrukcji, a najgorsze wartości dla badanych mikropróbek przyjmuje się jako rzeczywiste właściwości wyrobów walcowanych ze stali wrzących .

9. PREZENTACJA WYNIKÓW

9.1. Na podstawie danych uzyskanych zgodnie z sekcjami 4 ... 8 sporządza się Wniosek dotyczący jakości stali, który zawiera wyniki określenia:

skład chemiczny;

wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności;

9.2. Zawarcie podpisuje kierownik laboratorium i zatwierdza kierownik organizacji, do której należy laboratorium.

10. WYKAZ STOSOWANEJ DOKUMENTACJI REGULACYJNEJ

GOST 380-94 „Stal węglowa zwykła jakość».

GOST 2999-75* „Metale i stopy. Metoda pomiaru twardości Vickersa.”

GOST 5639-82* „Stal i stopy. Metody identyfikacji i określania wielkości ziaren.”

GOST 5640-68 „Stal. Metalograficzna metoda oceny mikrostruktury blach i taśm.”

GOST 9012-59* „Metale i stopy. Metoda pomiaru twardości Brinella.”

GOST 9454-78* „Metale. Metoda badania zginania udarowego w temperaturach niskich, pokojowych i podwyższonych.”

GOST 18661-73 „Stal. Pomiar twardości metodą odcisku udarowego.”

GOST 19281-89*„Wyroby walcowane ze stali o wysokiej wytrzymałości. Ogólne warunki techniczne”.

GOST 22536.0-87*„Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Ogólne wymagania do metod analizy”.

GOST 22536.1-88 „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania całkowitego węgla i grafitu.”

GOST 22536.2-87* „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania siarki”.

GOST 22536.3-88 „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania fosforu”.

GOST 22536.4-88 „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania krzemu.”

GOST 22536.5-87* „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania manganu”.

GOST 22536.6-88 „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania arsenu.”

GOST 22536.7-88 „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania chromu”.

GOST 22536.8-87*„Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania miedzi”.

GOST 22536.9-88 „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania niklu.”

GOST 22536.10-88 „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania aluminium.”

GOST 22536.11-87* „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania tytanu”.

GOST 22536.12-88 „Stal węglowa i żeliwo niestopowe. Metody oznaczania wanadu”.

GOST 22761-77 „Metale i stopy. Metoda pomiaru twardości Brinella przenośnymi statycznymi twardościomierzami.”

GOST 22762-77 „Metale i stopy. Metoda pomiaru twardości w granicy plastyczności poprzez wciśnięcie kuli.

GOST 27772-88*„Wyroby walcowane do budowy konstrukcji stalowych. Ogólne warunki techniczne”.

ZAŁĄCZNIK A)

(wymagany)

Tabela 1

Wartości współczynników K 1 (?), K 3 (?), K 5 (?), K 7 (?) i K 9 (?)

Stopień ufności?,%	K 1(?), MPa	K3(?), MPa	K5 (?), MPa	K 7(?), MPa	K 9(?), MPa

Tabela 2

Wartości współczynnika K 2 (NV)

Twardość H.B

Twardość H.B

Tabela 3

Wartości współczynnika K4 (NV, ? t*)

Twardość H.B	Limit plonów? t*, MPa
Twardość H.B

Wyciąg z GOST 14098-91
Połączenia spawane zbrojenia i wyrobów osadzonych w konstrukcjach żelbetowych. Rodzaje, projekty i rozmiary.

Lista standardów państwowych Federacji Rosyjskiej

WARUNKI I OBJAŚNIENIA

Spawanie kąpielowe- Proces, w którym topienie końców łączonych prętów następuje głównie pod wpływem ciepła kąpieli roztopionego metalu
Spawanie zmechanizowane w łazience- Proces spawania, w którym drut dodatkowy jest automatycznie wprowadzany do strefy spawania, a łuk lub uchwyt są sterowane ręcznie
Spawanie jednoelektrodowe w wannie- Proces spawania, w którym materiał elektrody w postaci pojedynczej (częściowej) elektrody jest wprowadzany ręcznie do strefy spawania
Zmechanizowane spawanie łukowe drutem proszkowym- Proces spawania, w którym materiał elektrodowy w postaci drutu proszkowego jest automatycznie podawany do strefy spawania
Formularz inwentarza- Urządzenie wielokrotnego użytku (miedź, grafit), które zapewnia powstawanie napoiw podczas spawania i łatwe usuwanie po spawaniu
Wspornik stalowy- Element pomocniczy zapewniający utworzenie spoiny, która stanowi integralną część połączenia i przejmuje część obciążenia podczas pracy połączenia w konstrukcji
Połączenie krzyżowe- Połączenie prętów spawanych na skrzyżowaniu
Osiadanie (l, mm) prętów w połączeniach krzyżowych- Stopień wciśnięcia prętów w siebie w obszarze nagrzanym podczas zgrzewania oporowego do stanu plastycznego
Połączone elementy nośne i formujące- Elementy składające się z pozostałej półwspornika stalowego i półformy zapasowej miedzi
Zmechanizowane spawanie łukiem krytym bez spoiwa- Proces, w którym cały cykl spawania realizowany jest w zadanym trybie automatycznym
Ręczne spawanie łukowe łukiem krytym o niskiej mechanizacji bez spoiwa- Proces, w którym operacje pomocnicze są częściowo zmechanizowane, a cały cykl spawania wykonywany jest ręcznie

OCENA JAKOŚCI WYKONANIA POŁĄCZEŃ SPAWANYCH

Kompleksowa ocena punktowa właściwości użytkowych złączy spawanych (wytrzymałość, ciągliwość, udarność, czynniki metalograficzne itp.) w zależności od rodzaju złącza i metody spawania, gatunku stali i średnicy zbrojenia, a także temperatury roboczej (wytwarzania) pod obciążeniami statycznymi podano w tabeli . 31. Oceniając wydajność pod powtarzającymi się obciążeniami, wartości punktowe należy w przybliżeniu zmniejszyć o jeden w porównaniu z wartościami przyjętymi pod obciążeniami statycznymi. W takim przypadku należy dodatkowo skorzystać z dokumentów regulacyjnych dotyczących projektowania konstrukcji żelbetowych budynków i konstrukcji do różnych celów.

Punkty za połączenia spawane zbrojenia przydzielane są na podstawie warunku zgodności z regulowaną technologią wytwarzania zbrojenia i wyrobów osadzonych.
W przypadku połączeń spawanych ze stali zbrojeniowej walcowanej na gorąco:
5 - gwarantowana jest równa wytrzymałość pierwotnego metalu i pękanie plastyczne;
4 - złącze spawane spełnia wymagania GOST 5781 dla stali w stanie pierwotnym;
3 - złącze spawane spełnia wymagania GOST 10922 dla połączeń spawanych.
Do połączeń spawanych ze stali zbrojeniowej wzmocnionej termomechanicznie;
5 - złącze spawane spełnia wymagania GOST 10884 dla stali w stanie pierwotnym i charakteryzuje się pękaniem plastycznym;
4 - tymczasowa wytrzymałość złącza spawanego na rozciąganie może być niższa od znormalizowanej zgodnie z GOST 10884 nawet o 5%;
3 - tymczasowa wytrzymałość na rozciąganie złącza spawanego może być niższa niż znormalizowana zgodnie z GOST 10884 nawet o 10%.

Wyciąg z GOST 14098-91

Uwagi:
1. Właściwości użytkowe wszystkich typów złączy spawanych zbrojenia klasa A-I gatunki StZsp i StZps należy oceniać w taki sam sposób jak armaturę klasy A-II gatunek ShGT, a klasę Marki AI StZkp - jako okucia klasy A-II marek St5sp i St5ps.
2. Właściwości użytkowe połączeń krzyżowych zbrojenia drutowego klas BP-I i BP-600 nie są uregulowane w niniejszym załączniku ze względu na brak wymagań dotyczących składu chemicznego stali. Wymagania jakościowe dla takich połączeń podano w GOST 10922.
3. Okucia klasy A-II marki 10GT można stosować do temperatury minus 70 stopni Celsjusza włącznie.
4. Połączenia spawane Złączki klasy At-VCK mają o jeden punkt niższą ocenę niż połączenia wykonane z kształtek klasy At-V w temperaturach roboczych do minus 40 stopni Celsjusza.
5. Złącza spawane C16-Mo, C18-Mo i H4-Ka oceniane są o jeden punkt niżej niż złącza podane w tej samej grupie.
6. Litery ND, TH i NT oznaczają odpowiednio, że związki nie są dopuszczone do stosowania, związki są niepraktyczne technologicznie i związki, których użycie jest niepraktyczne.

Symbol złącza spawanego ma następującą strukturę:

Tabela 22

Wymiary w mm

Notatka. Połączenia typu T2 ze zbrojenia klasy At-ShS można wykonać do średnicy 14 mm.

Tabela 23

Wymiary w mm

Tabela 11

Wymiary w mm

Uwagi:
1. Dla dn=20-25mm s=6mm, dla dn=28-40mm s=8mm.
2. Patrz uwaga 2 do tabeli. 9.

Tabela 12

Uwagi:
1. Połączenia zbrojenia klas A-IV, A-V, A-VI, At-VCK, At-V należy wykonywać z nakładkami mieszanymi, stosując szwy w szachownicę.
2. Dopuszcza się spawanie drutami proszkowymi samoosłonowymi i w dwutlenku węgla (CO2); ten ostatni z wyjątkiem stali klas A-II i At-IIIC.
3. Do połączenia dopuszcza się dwustronne szwy o długości 4 rf klasy A-I, A-II i A-III.
4. Połączenia zbrojeniowe klasy At-V są dopuszczalne wyłącznie ze stali w gatunku 20GS.

Tabela 13

Tabela 14

Uwagi:
I. Do połączeń zbrojenia klas A-I i A-II (wykonanych ze stali w gatunku 10GT) dopuszcza się szwy dwustronne o długości 4dn.
1. Dopuszcza się spawanie drutami proszkowymi samoosłonowymi i w dwutlenku węgla (CO2); te ostatnie z wyjątkiem zbrojenia klas A-II i At-IIIC (wykonane ze stali w gatunku St5).

Tabela 2

Uwagi:
1. Wartości d"n/dn nie pokrywające się z podanymi należy zaokrąglić do najbliższej wartości wskazanej w tabeli.
2. W połączeniach typu K1-Kt ze zbrojenia klas At-IVK i At-V o średnicach 10-32 mm należy stosować pręty o mniejszej średnicy ze zbrojenia klas BP-1, A-1, A-II i A-III.
-------------
W dalszej części podane są wymiary połączeń zbrojenia specjalny cel klasy Ac-II i Ac-III są identyczne z klasami A-II i A-III.

Tabela 3

Notatka. Wartość chwilowej wytrzymałości na ścinanie w zwarciowych połączeniach PP nie jest znormalizowana. Charakterystyki wydajności tych połączeń przy rozciąganiu prętów roboczych podano w dodatku 2.

Tabela 4

Wymiary w mm

Uwagi:
1. Klasa zbrojenia A-IV z wyjątkiem stali 80C.
2. Armatura klasy At-V poddawana wyłącznie lokalnej obróbce cieplnej.
3. Dla stosunku d"n/dn

Tabela 5

Wymiary w mm

Patrz uwagi 1, 2 do tabeli. 4.

Standardy państwowe Federacji Rosyjskiej

I. Procesy spawalnicze
1. GOST 2601-84 Spawanie metali. Terminy i definicje podstawowych pojęć.
2. GOST 11969-79 Spawanie. Przepisy podstawowe i ich oznaczenia.
3. GOST 19521-74 Spawanie metali. Klasyfikacja.
4. GOST 23870-79 Spawalność stali. Metody oceny wpływu zgrzewania na metal nieszlachetny.

II. Materiały spawalnicze
5. GOST 5.1215-72 Elektrody metalowe w gatunku ANO-4 do spawania łukowego niskowęglowych stali konstrukcyjnych.
6. GOST 2246-70 Stalowy drut spawalniczy. Warunki techniczne.
7. GOST 7871-75 Drut spawalniczy wykonany z aluminium i stopów aluminium. Warunki techniczne.
8. GOST 9466-75 Elektrody metalowe otulone do ręcznego spawania łukowego stali i napawania. Klasyfikacja i ogólne warunki techniczne.
9. GOST 10051-75 Elektrody metalowe otulone do ręcznego napawania łukowego warstw wierzchnich o specjalnych właściwościach. Typy.
10. GOST 10052-75 Elektrody metalowe otulone do ręcznego spawania łukowego stali wysokostopowych o specjalnych właściwościach. Typy.
11. GOST 11930.0-79 Materiały nawierzchniowe. Ogólne wymagania dotyczące metod analitycznych.
12. GOST 16130-90 Drut i pręty z miedzi i stopów na bazie miedzi do spawania. Warunki techniczne.
13. GOST 21448-75 Drut stopowy do napawania. Warunki techniczne.
14. GOST 21449-75 Pręty do napawania. Warunki techniczne.

III. sprzęt spawalniczy
15. GOST 4.41-85 System wskaźników jakości produktu. Maszyny do termicznego cięcia metali. Nazewnictwo wskaźników.
16. GOST 4.140-85 System wskaźników jakości produktu. Elektryczny sprzęt spawalniczy. Nazewnictwo wskaźników.
17. GOST 5.917-71 Palniki ręczne do spawanie łukiem argonowym typy RGA-150 i RGA-400. Wymagania dotyczące jakości certyfikowanych produktów.
18. GOST 12.1.035-81 System norm bezpieczeństwa pracy. Urządzenia do spawania łukowego i kontaktowego. Dopuszczalne poziomy hałasu i metody pomiaru.
19. GOST 12.2.007.8-75 System standardów bezpieczeństwa pracy. Urządzenia do spawania elektrycznego i obróbki plazmowej. Wymagania bezpieczeństwa.
20. GOST 31.211.41-93 Szczegóły i Jednostki montażowe urządzenia montażowe i spawalnicze do prac montażowo-spawalniczych. Główne elementy konstrukcyjne i parametry. Standardy dokładności.
21. GOST 2402-82 Urządzenia spawalnicze z silnikami spalinowymi.
22. GOST 7237-82 Przetworniki spawalnicze. Ogólne warunki techniczne.
23. GOST 14651-78 Uchwyty elektrod do ręcznego spawania łukowego. Warunki techniczne.
24. GOST 25616-83 Źródła prądu do spawania łukowego. Metody badania właściwości spawalniczych.

IV. Złącza spawane i szwy
25. GOST 3242-79 Połączenia spawane. Metody kontroli jakości.
26. GOST 5264-80 Ręczne spawanie łukowe. Połączenia spawane. Główne typy, elementy konstrukcyjne i wymiary.
27. GOST 6996-66 Połączenia spawane. Metody określania właściwości mechanicznych.
28. GOST 11534-75 Ręczne spawanie łukowe. Połączenia spawane pod kątem ostrym i rozwartym. Główne typy, elementy konstrukcyjne i wymiary.
29. GOST 16098-80 Złącza spawane wykonane z dwuwarstwowej stali odpornej na korozję. Główne typy, elementy konstrukcyjne i wymiary.

V. Standardy bezpieczeństwa
30. GOST 12.2.003-91 SSBT. Sprzęt produkcyjny. Ogólne wymagania bezpieczeństwa.
31. GOST 12.2.061-81 SSBT. Sprzęt produkcyjny. Ogólne wymagania bezpieczeństwa na stanowiskach pracy.
32. GOST 12.3.002-75 SSBT. Procesy produkcji. Ogólne wymagania bezpieczeństwa.
33. GOST 12.0.003-74 SSBT. Niebezpieczne i szkodliwe czynniki produkcji. Postanowienia ogólne.
34. GOST 12.1.005-88 SSBT. Ogólne wymagania sanitarno-higieniczne dotyczące powietrza w miejscu pracy.
35. GOST 12.1.012-90 SSBT. Bezpieczeństwo wibracyjne. Ogólne wymagania.
36. GOST 12.1.013-78 SSBT. Bezpieczeństwo elektryczne. Ogólne wymagania.

1. ogólna charakterystyka stale

2. Znakowanie, dekodowanie, właściwości, obróbka cieplna i zakres stosowania

2.1 Stale konstrukcyjne węglowe

2.2 Stale automatowe

2.3 Stale konstrukcyjne niskostopowe

2.4 Stale konstrukcyjne do nawęglania

2.5 Stale konstrukcyjne nadające się do ulepszania

2.6 Stale sprężynowe

2.7 Stale na łożyska kulkowe

2.8 Stale trudnościeralne

2.9 Stale odporne na korozję

2.10 Stale i stopy żaroodporne

1. Ogólna charakterystyka stali

Stopy żelaza o zawartości węgla do 2,14% nazywane są stalami. Oprócz żelaza i węgla stale zawierają przydatne i szkodliwe zanieczyszczenia.

Stal – główna materiał metalowy, szeroko stosowany do produkcji części maszyn, samolot, instrumenty, różne narzędzia i konstrukcje budowlane. Powszechne zastosowanie stali wynika z kompleksu właściwości mechanicznych, fizykochemicznych i technologicznych. Metody powszechnej produkcji stali odkryto w połowie XIX wieku.IXV. W tym samym czasie prowadzono już pierwsze badania metalograficzne żelaza i jego stopów.

Stale łączą wysoką sztywność z wystarczającą wytrzymałością statyczną i cykliczną. Parametry te można zmieniać w szerokim zakresie poprzez zmianę stężenia węgla, pierwiastków stopowych oraz technologii obróbki cieplnej i chemiczno-termicznej. Zmieniając skład chemiczny, można uzyskać stal o różnych właściwościach i zastosować ją w wielu gałęziach techniki i gospodarki narodowej.

Stale węglowe klasyfikuje się ze względu na zawartość węgla, przeznaczenie, jakość, stopień odtlenienia i strukturę w stanie równowagi.

Ze względu na przeznaczenie stale dzielą się na konstrukcyjne i instrumentalne. Stale konstrukcyjne stanowią najszerszą grupę przeznaczoną do wytwarzania konstrukcji budowlanych, części maszyn i przyrządów. Stale te obejmują stale nawęglane, odpuszczane, o wysokiej wytrzymałości i stale sprężynowo-sprężynowe. Stale narzędziowe dzielimy na stale na narzędzia skrawające, narzędzia pomiarowe, matryce zimne i gorące (do 200 0 C) deformacja.

Według jakości stali dzieli się je na zwykłą jakość, wysoką jakość i wysoką jakość. Jakość stali rozumiana jest jako zespół właściwości określonych przez metalurgiczny proces jej wytwarzania. Stale zwykłej jakości to tylko węgiel (do 0,5% C), stale wysokiej jakości i wysokiej jakości to stale węglowe i stopowe.

W zależności od stopnia odtleniania i charakteru krzepnięcia stale dzielimy na spokojne, półspokojne i wrzące. Odtlenianie to proces usuwania tlenu z ciekłego metalu, przeprowadzany w celu zapobiegania kruchemu pękaniu stali podczas odkształcania na gorąco.

Stale półciche pod względem stopnia odtlenienia zajmują pozycję pośrednią pomiędzy stalami spokojnymi i wrzącymi.

Ze względu na strukturę w stanie równowagi stale dzielą się na: 1) podeutektoidalne, posiadające w strukturze ferryt i perlit; 2) eutektoid, którego struktura składa się z perlitu; 3) nadeutektoid, posiadający w strukturze perlit i cementyt wtórny.

2. Znakowanie, dekodowanie, właściwości, obróbka cieplna i zakres stosowania.

2.1 Stale konstrukcyjne węglowe

Stale zwykłej jakości produkowane są w postaci wyrobów walcowanych (pręty, belki, blachy, kątowniki, rury, kanały itp.) w stanie znormalizowanym i w zależności od przeznaczenia i zestawu właściwości dzielą się na grupy: A, B , C.

Stale oznacza się kombinacją liter St i cyfry (od 0 do 6), wskazując numer gatunku, a nie średnią zawartość węgla w nim, chociaż wraz ze wzrostem liczby wzrasta zawartość węgla w stali. Stale z grup B i C mają przed gatunkiem litery B i C, wskazujące na przynależność do tych grup. Grupa A nie jest wskazana w oznaczeniu gatunku stali. Stopień odtleniania oznacza się poprzez dodanie wskaźników: w stalach spokojnych – „sp”, w stalach półcichych – „ps”, w stalach wrzących – „kp”, a kategorię właściwości znormalizowanych (z wyjątkiem kategorii 1) oznacza się literą kolejny numer. Stale spokojne i półspokojne produkowane są ze St1 – St6, wrzące – St1 – St4 wszystkich trzech grup. Stal St0 nie jest dzielona ze względu na stopień odtlenienia.

Stale grupy A stosowane są w stanie dostawy na wyroby, których wytwarzaniu nie towarzyszy obróbka na gorąco. Zachowują przy tym strukturę normalizacyjną i właściwości mechaniczne gwarantowane normą.

Stal gatunku St3 stosowana jest w stanie dostarczonym, bez obróbki ciśnieniowej i spawania. Jest szeroko stosowany w budownictwie do produkcji konstrukcji metalowych.

Stale grupy B stosowane są na wyroby wytwarzane metodą obróbki na gorąco (kucie, spawanie i w niektórych przypadkach obróbka cieplna), w której nie zostaje zachowana pierwotna struktura i właściwości mechaniczne. W przypadku takich części informacja o składzie chemicznym jest ważna dla określenia trybu pracy na gorąco.

Stale grupy B są droższe od stali grup A i B; wykorzystuje się je na części krytyczne (do produkcji konstrukcje spawane).

Stale węglowe zwykłej jakości (wszystkie trzy grupy) przeznaczone są do produkcji różnych konstrukcji metalowych, a także lekko obciążonych części maszyn i instrumentów. Stale te stosuje się, gdy sztywność zapewnia wydajność części i konstrukcji. Stale węglowe zwykłej jakości są szeroko stosowane w budownictwie do produkcji konstrukcji żelbetowych. Stale grup B i C o numerach 1-4 nadają się do spawania i obróbki na zimno, dlatego wykonuje się z nich spawane kratownice, różne ramy i metalowe konstrukcje budowlane, a ponadto elementy złączne, z których część poddawana jest nawęglaniu.

Stale średniowęglowe nr 5 i 6 charakteryzujące się dużą wytrzymałością przeznaczone są na szyny, koła kolejowe, a także wały, koła pasowe, przekładnie i inne części maszyn dźwigowych i rolniczych. Niektóre części z tych stali grup B i C poddawane są obróbce cieplnej - hartowaniu, a następnie wysokiemu odpuszczaniu.

W inżynierii mechanicznej wysokiej jakości stale węglowe są wykorzystywane do produkcji części o różnych, najczęściej niekrytycznych celach i są dość tanim materiałem. Stale te dostarczane są przemysłowi w postaci wyrobów walcowanych, odkuwek i profili o różnym przeznaczeniu, z gwarantowanym składem chemicznym i właściwościami mechanicznymi.

W budowie maszyn stosuje się wysokiej jakości stale węglowe dostarczane zgodnie z GOST 1050-74. Stale te są oznaczone dwucyfrowymi liczbami 05, 08, 10, 15, 20, ..., 75, 80, 85, wskazującymi średnią zawartość węgla w setnych procentach.

Do stali węglowych zalicza się także stale o dużej zawartości manganu (0,7-1,0%) w gatunkach 15G, 20G, 25G,..., 70G, które charakteryzują się podwyższoną hartownością.

Stale ciche oznacza się bez indeksu, stale półciche i wrzące oznacza się odpowiednio indeksem „ps” i „kp”. Stale wrzące produkowane są w gatunkach 05kp, 08kp, 10kp, 15kp, 20kp, stale półciche - 08ps, 10ps, 15ps, 20ps.

Stale wysokiej jakości są szeroko stosowane w budowie maszyn i produkcji instrumentów, ponieważ ze względu na różną zawartość węgla w nich i, odpowiednio, obróbkę cieplną, można uzyskać szeroki zakres właściwości mechanicznych i technologicznych.

Stale niskowęglowe 05kp, 08kp, 10kp, 15kp, 20kp charakteryzują się niską wytrzymałością i dużą ciągliwością w stanie zimnym. Stale te produkowane są głównie w postaci cienkich arkuszy i są stosowane po wyżarzaniu lub normalizacji do głębokiego tłoczenia i formowania na zimno. Są łatwe w stemplowaniu ze względu na niską zawartość węgla i niewielką ilość krzemu, co czyni je bardzo miękkimi. Można je stosować w przemyśle motoryzacyjnym do produkcji części o skomplikowanych kształtach. Głębokie tłoczenie blach tych stali wykorzystywane jest do produkcji puszek, naczyń emaliowanych i innych wyrobów przemysłowych.

Stale miękkie 08, 10 stosowane są w stanie wyżarzonym na konstrukcje o małej wytrzymałości – kontenery, rury itp.

Stale 10, 15, 20 i 25 są również stalami niskowęglowymi; są plastyczne, łatwe do spawania i tłoczenia. W stanie znormalizowanym stosuje się je głównie do elementów złącznych - rolek, osi itp.

Aby zwiększyć wytrzymałość powierzchniową tych stali, są one cementowane (nasycają powierzchnię węglem) i stosowane na małe części, takie jak lekko obciążone koła zębate, krzywki itp.

Stale średniowęglowe 30, 35, 40, 45, 50 i podobne stale o dużej zawartości manganu 30G, 40G i 50G w stanie znormalizowanym charakteryzują się zwiększoną wytrzymałością, ale odpowiednio mniejszą ciągliwością i ciągliwością. W zależności od warunków pracy części wykonanych z tych stali, Różne rodzaje obróbka cieplna: normalizacja, ulepszanie, hartowanie przy niskim odpuszczaniu, hartowanie wysoką częstotliwością itp.

Stale średniowęglowe wykorzystywane są do produkcji małych wałów, korbowodów, przekładni i części poddawanych cyklicznym obciążeniom. W przypadku części o dużych rozmiarach i dużych przekrojach, ze względu na słabą hartowność, właściwości mechaniczne są znacznie obniżone.

Stale wysokowęglowe 60, 65, 70, 75, 80 i 85, a także o dużej zawartości manganu 60G, 65G i 70G, wykorzystywane są głównie do produkcji sprężyn, sprężyn, drutu o dużej wytrzymałości i innych wyrobów o dużej wytrzymałości elastyczność i odporność na zużycie. Poddawane są hartowaniu i średniemu odpuszczaniu, uzyskując strukturę troostytu połączoną z zadowalającą wytrzymałością i dobrą granicą wytrzymałości.

2. Znakowanie, dekodowanie, właściwości, obróbka cieplna i zakres stosowania

2.1 Stale konstrukcyjne węglowe

2.2 Stale automatowe

2.3 Stale konstrukcyjne niskostopowe

2.4 Stale konstrukcyjne nawęglane

2.5 Stale konstrukcyjne nadające się do ulepszania

2.6 Stale sprężynowe

2.7 Stale na łożyska kulkowe

2.8 Stale trudnościeralne

2.9 Stale odporne na korozję

2.10 Stale i stopy żaroodporne

1. Ogólna charakterystyka stali

Stopy żelaza o zawartości węgla do 2,14% nazywane są stalami. Oprócz żelaza i węgla stale zawierają przydatne i szkodliwe zanieczyszczenia.

Stal jest głównym materiałem metalicznym szeroko stosowanym do produkcji części maszyn, samolotów, instrumentów, różnych narzędzi i konstrukcji budowlanych. Powszechne zastosowanie stali wynika z kompleksu właściwości mechanicznych, fizykochemicznych i technologicznych. Metody powszechnej produkcji stali odkryto w połowie XIX wieku.
W tym samym czasie przeprowadzono już pierwsze badania metalograficzne żelaza i jego stopów.

Stale węglowe klasyfikuje się ze względu na zawartość węgla, przeznaczenie, jakość, stopień odtlenienia i strukturę w stanie równowagi.

Ze względu na przeznaczenie stale dzielą się na konstrukcyjne i instrumentalne. Stale konstrukcyjne stanowią najszerszą grupę przeznaczoną do wytwarzania konstrukcji budowlanych, części maszyn i przyrządów. Stale te obejmują stale do nawęglania, odpuszczania, stale o wysokiej wytrzymałości i stale sprężynowo-sprężynowe. Stale narzędziowe dzielą się na stale na narzędzia skrawające, narzędzia pomiarowe, matryce odkształcające na zimno i na gorąco (do 200 0C).

Według jakości stali dzieli się je na zwykłą jakość, wysoką jakość i wysoką jakość. Jakość stali rozumiana jest jako zespół właściwości określonych przez metalurgiczny proces jej wytwarzania. Stale zwykłej jakości to tylko węgiel (do
0,5% C), wysokiej jakości i wysokiej jakości - węgiel i stop.

Stale półciche pod względem stopnia odtlenienia zajmują pozycję pośrednią pomiędzy stalami spokojnymi i wrzącymi.

2. Znakowanie, dekodowanie, właściwości, obróbka cieplna i zakres stosowania.

2.1 Stale konstrukcyjne węglowe

Stale oznacza się kombinacją liter St i cyfry (od 0 do 6), wskazując numer gatunku, a nie średnią zawartość węgla w nim, chociaż wraz ze wzrostem liczby wzrasta zawartość węgla w stali. Stale z grup B i C mają przed gatunkiem litery B i C, wskazujące na przynależność do tych grup. Grupa A nie jest wskazana w oznaczeniu gatunku stali. Stopień odtleniania określa się poprzez dodanie wskaźników: w stalach spokojnych – „sp”, w stalach półcichych – „ps”, w stalach wrzących – „kp” oraz kategorii właściwości znormalizowanych
(z wyjątkiem kategorii 1) jest oznaczona kolejną cyfrą. Stale spokojne i półspokojne produkowane są ze St1 – St6, wrzące – St1 – St4 wszystkich trzech grup. Stal St0 nie jest dzielona ze względu na stopień odtlenienia.

Stal gatunku St3 stosowana jest w stanie dostarczonym, bez obróbki ciśnieniowej i spawania. Jest szeroko stosowany w budownictwie do produkcji konstrukcji metalowych.

Stale grupy B są droższe niż stale grup A i B; stosuje się je na części krytyczne (do produkcji konstrukcji spawanych).

Stale węglowe zwykłej jakości (wszystkie trzy grupy) przeznaczone są do produkcji różnych konstrukcji metalowych, a także lekko obciążonych części maszyn i instrumentów. Stale te stosuje się, gdy sztywność zapewnia wydajność części i konstrukcji.
Stale węglowe zwykłej jakości są szeroko stosowane w budownictwie do produkcji konstrukcji żelbetowych. Stale grup B i C o numerach 1-4 nadają się do spawania i obróbki na zimno, dlatego wykonuje się z nich spawane kratownice, różne ramy i metalowe konstrukcje budowlane, a ponadto elementy złączne, z których część poddawana jest nawęglaniu.

Stale średniowęglowe nr 5 i 6 charakteryzujące się dużą wytrzymałością przeznaczone są na szyny, koła kolejowe, a także wały, koła pasowe, przekładnie i inne części maszyn dźwigowych i rolniczych.
Niektóre części z tych stali grup B i C poddawane są obróbce cieplnej - hartowaniu, a następnie wysokiemu odpuszczaniu.

W budowie maszyn stosuje się wysokiej jakości stale węglowe dostarczane zgodnie z GOST 1050-74. Stale te oznaczone są dwucyfrowymi liczbami 05,
08, 10, 15, 20, …, 75, 80, 85, wskazujące średnią zawartość węgla w setnych procentach.

Do stali węglowych zalicza się także stale o dużej zawartości manganu (0,7-1,0%) w gatunkach 15G, 20G, 25G,..., 70G, które charakteryzują się podwyższoną hartownością.

Stale ciche oznacza się bez indeksu, stale półciche i wrzące oznacza się odpowiednio indeksem „ps” i „kp”. Stale wrzące wytwarzają gatunki 05kp,
08kp, 10kp, 15kp, 20kp, półcichy - 08ps, 10ps, 15ps, 20ps.

Stale miękkie 08, 10 stosowane są w stanie wyżarzonym na konstrukcje o małej wytrzymałości – kontenery, rury itp.

Aby zwiększyć wytrzymałość powierzchniową tych stali, są one cementowane
(nasycają powierzchnię węglem) i są stosowane do małych części, takich jak lekko obciążone koła zębate, krzywki itp.

Stale średniowęglowe 30, 35, 40, 45, 50 i podobne stale o dużej zawartości manganu 30G, 40G i 50G w stanie znormalizowanym charakteryzują się zwiększoną wytrzymałością, ale odpowiednio mniejszą ciągliwością i ciągliwością. W zależności od warunków pracy części wykonanych z tych stali poddaje się je różnym rodzajom obróbki cieplnej: normalizacyjna, ulepszająca, hartowanie przy niskim odpuszczaniu, hartowanie wysoką częstotliwością itp.

2.2 Stale automatyczne

Stale te oznaczone są literą A (automatyczną) i cyframi oznaczającymi średnią zawartość węgla w setnych częściach procenta. Jeśli stal automatyczna jest stopowa z ołowiem, oznaczenie marki zaczyna się od kombinacji liter „AC”.
Aby zapobiec czerwonej kruchości, zwiększa się ilość manganu w stalach. Dodatek ołowiu, selenu i telluru do stali skrawających pozwala na zmniejszenie zużycia narzędzi skrawających 2-3 razy.

Poprawę obrabialności uzyskuje się poprzez modyfikację wapniem
(wprowadzany do ciekłej stali w postaci krzemowowapniowej), który kulizuje wtrącenia siarczkowe, co wpływa pozytywnie na skrawalność, ale nie tak aktywnie jak siarka i fosfor.

Formy siarki duża liczba siarczki manganu wydłużane w kierunku walcowania. Siarczki mają działanie smarujące, zakłócając w ten sposób ciągłość metalu. Fosfor zwiększa kruchość ferrytu, ułatwiając oddzielanie wiórów metalowych podczas procesu cięcia. Oba te elementy pomagają ograniczyć sklejanie się narzędzie tnące i uzyskanie gładkiej, błyszczącej powierzchni do obróbki.

Należy jednak pamiętać, że zwiększenie zawartości siarki i fosforu pogarsza jakość stali. Stale zawierające siarkę mają wyraźną anizotropię właściwości mechanicznych i zmniejszoną odporność na korozję.

Stale A11, A12, A20 są stosowane na elementy złączne i produkty o skomplikowanych kształtach, które nie podlegają dużym obciążeniom, ale podlegają wysokim wymaganiom dotyczącym dokładności wymiarowej i czystości powierzchni.

Stale A30 i A40G przeznaczone są na części narażone na większe naprężenia.

W stalach automatycznych zawierających selen zwiększa się skrawalność w wyniku tworzenia się selenków i sulfoselenków, które otaczają wtrącenia stałych tlenków, eliminując w ten sposób ich działanie ścierne. Ponadto selenki po obróbce ciśnieniowej zachowują swój kulisty kształt, dzięki czemu praktycznie nie powodują anizotropii właściwości i nie pogarszają odporności korozyjnej stali, podobnie jak siarka. Zastosowanie tych stali zmniejsza zużycie narzędzi o połowę i zwiększa produktywność nawet o 30%.

2.3 Stale konstrukcyjne niskostopowe

Stale niskostopowe zawierają do 2,5% pierwiastków stopowych.
Oznaczenie marki zawiera cyfry i litery wskazujące przybliżony skład stali. Na początku znaczka znajdują się dwucyfrowe liczby wskazujące średnią zawartość węgla w setnych częściach procenta. Litery po prawej stronie liczby oznaczają pierwiastki stopowe: A - azot, B - niob, B - wolfram, G - mangan, D - miedź, E - selen, K - kobalt, N - nikiel, M - molibden, P - fosfor, P – bor, C – krzem, T – tytan, F – wanad, X – chrom, C – cyrkon, Ch – pierwiastki ziem rzadkich, Yu – aluminium. Liczby następujące po literze wskazują przybliżoną zawartość (w procentach całkowitych) odpowiedniego pierwiastka stopowego (w przypadku zawartości 1-1,5% lub mniejszej liczby brakuje).

Do tej grupy zaliczają się stale o zawartości węgla 0,1-0,3%, które po obróbce chemiczno-termicznej, hartowaniu i niskim odpuszczaniu zapewniają wysoką twardość powierzchniową przy lepkim, ale wystarczająco mocnym rdzeniu. Stale te wykorzystywane są do produkcji części maszyn i urządzeń.
(krzywki, koła zębate itp.) poddawane obciążeniom zmiennym i udarowym, a jednocześnie podlegające zużyciu.

2.4 Stale konstrukcyjne do nawęglania

Pierwiastki tworzące węgliki i azotki (takie jak Cr, Mn, Mo itp.) pomagają zwiększyć hartowność, twardość powierzchni, odporność na zużycie i wytrzymałość kontaktowa. Nikiel zwiększa lepkość rdzenia i warstwy dyfuzyjnej oraz obniża próg kruchości na zimno. Cementowalny
Stale stopowe (azotowane) dzielą się ze względu na właściwości mechaniczne na dwie grupy: stale średniowytrzymałe o granicy plastyczności mniejszej niż 700 MPa (15Х, 15ХФ) i stale o podwyższonej wytrzymałości o granicy plastyczności 700-
1100 MPa (12Х2Н4А, 18Х2Н4МА itp.).

Stale chromowe (15Х, 20Х) i chromowo-wanadowe (15ХФ) cementuje się na głębokość 1,5 mm. Po hartowaniu (880 0С, woda, olej) i późniejszym odpuszczaniu (180 0С, powietrze, olej) stale mają następujące właściwości: ?в = 690-
800 MPa, ? = 11-12%, KCU = 0,62 MJ/m2.

Stale chromowo-manganowe (18ХГТ, 25ХГТ), szeroko stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, zawierają po 1% chromu i manganu (tani substytut niklu w stali) oraz 0,06% tytanu. Ich wadą jest tendencja do wewnętrznego utleniania podczas nawęglania gazowego, co prowadzi do zmniejszenia twardości warstwy i granicy wytrzymałości. Wadę tę eliminuje się przez dodanie stali stopowej z molibdenem (25 hgm). Do pracy w warunkach zużycia stosuje się stal stopową 20KhGR z dodatkiem boru. Bor zwiększa hartowność i wytrzymałość stali, ale zmniejsza jej wytrzymałość i ciągliwość.

Stal chromowo-niklowo-molibdenowa (wolframowa) 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА) należy do klasy martenzytycznej i jest utwardzana na powietrzu, co pomaga zmniejszyć wypaczenia. Stopowanie stali chromowo-niklowych W lub
Mo dodatkowo zwiększa ich hartowność. Ponadto Mo znacznie zwiększa hartowność warstwy cementowej, natomiast chrom i mangan przede wszystkim zwiększają hartowność rdzenia. W stanie spiekanym stal ta wykorzystywana jest do produkcji przekładni do silników lotniczych, skrzyń biegów statków i innych dużych części do celów krytycznych. Stal tę wykorzystuje się także jako ulepszenie w produkcji części narażonych na duże obciążenia statyczne i udarowe.

2.5 Stale konstrukcyjne nadające się do ulepszania

Stale ulepszone to te, które stosuje się po hartowaniu przy wysokim odpuszczaniu (ulepszanie). Stale te (40Kh, 40KhFA, 30KhGSA, 38KhN3MFA itp.) zawierają 0,3-0,5% węgla i 1-6% pierwiastków stopowych. Stale hartujemy od 820-880 0C w oleju (duże części - w wodzie); wysokie odpuszczanie przeprowadza się w temperaturze 500-650 0C, a następnie następuje chłodzenie w wodzie, oleju lub powietrzu (w zależności od składu stali). Konstrukcją stalową po uszlachetnieniu jest sorbitol. Stale te wykorzystywane są do produkcji wałów, korbowodów, korbowodów i innych części narażonych na obciążenia cykliczne lub udarowe.
Pod tym względem ulepszane stale muszą charakteryzować się wysoką granicą plastyczności, ciągliwością, wytrzymałością i niską wrażliwością na karb.

Stale należą do klasy martenzytycznej i lekko miękną po podgrzaniu do 300-400 0C. Wykorzystuje się je do produkcji wałów i wirników turbin oraz mocno obciążonych części skrzyń biegów i sprężarek.

2.6 Stale sprężynowe

Sprężyny, resory piórowe i inne elementy sprężyste pracują w obszarze odkształceń sprężystych materiału. Jednocześnie wiele z nich podlega cyklicznym obciążeniom. Dlatego głównymi wymaganiami stawianymi stalom sprężynowym jest zapewnienie wysokich wartości sprężystości, plastyczności, wytrzymałości, a także niezbędnej ciągliwości i odporności na kruche pękanie.

Stale na sprężyny i sprężyny zawierają 0,5-0,75% C; są także dodatkowo domieszkowane krzemem (do 2,8%), manganem (do 1,2%), chromem
(do 1,2%), wanad (do 0,25%), wolfram (do 1,2%) i nikiel (do 1,7
%). W tym przypadku następuje rozdrobnienie ziaren, które przyczynia się do zwiększenia odporności stali na małe odkształcenia plastyczne, a co za tym idzie, jej odporności na relaksację.

Stale krzemowe 55S2, 60S2A,
70С3А. Można je jednak poddać odwęglaniu i grafityzacji, co znacznie zmniejsza elastyczność i właściwości wytrzymałościowe materiału. Eliminację tych wad, a także zwiększenie hartowności i zahamowanie rozrostu ziaren podczas nagrzewania osiąga się poprzez dodatkowe wprowadzenie do stali krzemowych chromu, wanadu, wolframu i niklu.

Najlepsze właściwości technologiczne W porównaniu ze stalami krzemowymi, stal 50HFA, powszechnie stosowana do produkcji resorów samochodowych, ma te same właściwości.
Sprężyny zaworów wykonane są ze stali 50HFA, która nie jest podatna na odwęglanie i przegrzanie, ale ma niską hartowność.

Obróbka cieplna stopowych stali sprężynowych (hartowanie 850-880
0С, odpuszczanie 380-550 0С) zapewniają wysokie granice wytrzymałości i płynności. Stosuje się również hartowanie izotermiczne.

Maksymalną granicę wytrzymałości uzyskuje się poprzez obróbkę cieplną do twardości HRC 42-48.

Do produkcji sprężyn stosuje się również drut (lub taśmę) ciągniony na zimno ze stali wysokowęglowych 65, 65G, 70, U8, U10 itp.

Sprężyny i inne elementy specjalnego przeznaczenia wykonane są z martenzytu wysokochromowego (30Х13), starzenia maraging (03Х12Н10Д2Т), austenitycznej stali nierdzewnej (12Х18Н10Т), austenityczno-martenzytycznej (09Х15Н8У) oraz innych stali i stopów.

2.7 Stale na łożyska kulkowe

Aby zapewnić wydajność produktów, stal łożysk kulkowych musi mieć wysoką twardość, wytrzymałość i wytrzymałość kontaktową.
Osiąga się to poprzez poprawę jakości metalu: poprzez oczyszczenie go z wtrąceń niemetalicznych oraz zmniejszenie porowatości poprzez zastosowanie elektrożużla lub przetapiania łukiem próżniowym.

Do produkcji części łożyskowych szeroko stosuje się stale łożyskowe kulkowe (W) chromowe (X) ШХ15СГ (kolejna liczba 15 wskazuje zawartość chromu w dziesiątych częściach procenta - 1,5%). ShKh15SG jest dodatkowo domieszkowany krzemem i manganem w celu zwiększenia hartowności. Wyżarzanie stali do twardości około 190 HB zapewnia skrawalność półwyrobów poprzez cięcie oraz możliwość tłoczenia części w stanie zimnym. Hartowanie części łożysk (kulek, rolek i pierścieni) odbywa się w oleju w temperaturze 840-860 0C. Części przed odpuszczaniem schładza się do temperatury 20-25 0C, aby zapewnić stabilność ich pracy (poprzez zmniejszenie ilości austenitu szczątkowego). Odpuszczanie stali przeprowadza się w temperaturze 150-
170 0C przez 1-2 godziny.

Części łożysk tocznych poddawane dużym obciążeniom dynamicznym wykonane są ze stali 20Х2Н4А i 18ХГТ z późniejszym nawęglaniem i obróbką cieplną. Do części łożysk pracujących w kwasie azotowym i innych agresywnych środowiskach stosuje się stal 95X18 zawierającą 0,95% C i 18% Cr.

2.8 Stale trudnościeralne

Odporność części na zużycie jest zwykle zapewniana przede wszystkim przez zwiększoną twardość powierzchni. Natomiast wysokomanganowa stal austenityczna 110G13L (1,25% C, 13% Mn, 1% Cr, 1% Ni) o niskiej twardości początkowej (180-220 HB) z powodzeniem ulega zużyciu w warunkach tarcia ściernego, któremu towarzyszy narażenie na wysokie nacisku i dużych sił dynamicznych (uderzeniowych) (takie warunki pracy są typowe dla gąsienic pojazdów gąsienicowych, szczęk kruszarek itp.). Tłumaczy się to zwiększoną zdolnością stali do hartowania podczas odkształcenia plastycznego na zimno, równą 70%, twardość stali wzrasta z 210 HB do 530 HB. Wysoką odporność stali na zużycie uzyskuje się nie tylko poprzez umocnienie austenitu przez zgniot, ale także poprzez utworzenie martenzytu o siatce sześciokątnej lub romboedrycznej. Przy zawartości fosforu większej niż 0,025% stal staje się krucha na zimno. Struktura staliwa jest austenityczna z nadmiarem węglików manganu wytrąconych wzdłuż granic ziaren, co zmniejsza wytrzymałość i udarność materiału. Aby uzyskać jednofazową strukturę austenityczną, odlewy hartuje się w wodzie o temperaturze 1050-1100 0C. W tym stanie stal ma wysoką ciągliwość, niską twardość i niską wytrzymałość.

Wyroby pracujące w warunkach zużycia kawitacyjnego wykonane są ze stali 30Х10Г10, 0Х14Г12М.

2.9 Stale odporne na korozję

Stale odporne na korozję elektrochemiczną nazywane są odpornymi na korozję (nierdzewnymi). Odporność stali na korozję osiąga się poprzez wprowadzenie do niej elementów tworzących na powierzchni gęste warstwy ochronne, trwale związane z podłożem, uniemożliwiające bezpośredni kontakt stali z agresywnym środowiskiem, a także zwiększające jej potencjał elektrochemiczny w tym środowisku.

Stale nierdzewne dzielą się na dwie główne grupy: chromową i chromowo-niklową.

Stale chromowe odporne na korozję stosowane są w trzech rodzajach: 13, 17 i
27% Cr, natomiast w stalach z zawartością 13% Cr zawartość węgla może zmieniać się w zależności od wymagań w zakresie od 0,08 do 0,40%. Struktura i właściwości stali chromowych zależą od ilości chromu i węgla. Zgodnie ze strukturą uzyskaną podczas normalizacji stale chromowe dzielą się na następujące klasy: ferrytyczne (stale 08Х13, 12Х17, 15Х25Т,
15Х28), martenzytyczno-ferrytyczny (12Х13) i martenzytyczny (20Х13, 30Х13,
40Х13).

Stale o niskiej zawartości węgla (08Х13, 12Х13) są plastyczne, łatwe do spawania i tłoczenia. Poddawane są hartowaniu w oleju (1000-1050 0C) przy wysokim odpuszczaniu w temperaturze 600-800 0C i stosowane są do produkcji części narażonych na obciążenia udarowe (zawory pras hydraulicznych) lub pracujących w środowiskach lekko agresywnych (łopatki maszyn hydraulicznych i parowych turbiny i sprężarki). Stale te można stosować w temperaturach do 450
0C (praca długotrwała) i do 550 0C (praca krótkotrwała). Stale 30Х13 i 40Х13 mają wysoką twardość i zwiększoną wytrzymałość. Stale te są utwardzane
1000-1050 0С w oleju i uwalniany w temperaturze 200-300 0С. Stale te są używane do produkcji igieł gaźników, sprężyn, narzędzi chirurgicznych itp.
Stale wysokochromowe klasy ferrytycznej (12Х17, 15Х25Т i 15Х28) mają wyższą odporność na korozję w porównaniu ze stalami zawierającymi
13% Cr. Stale te nie są utwardzane poprzez obróbkę cieplną. Są podatne na silny rozrost ziaren po podgrzaniu powyżej 850 0C. Stale wysokochromowe klasy ferrytycznej są często stosowane jako stale odporne na osadzanie się kamienia.

Stale nierdzewne chromowo-niklowe, w zależności od budowy, dzielimy na austenityczne, austenityczno-martenzytyczne i austenityczno-ferrytyczne. Struktura stali chromowo-niklowych zależy od zawartości węgla, chromu, niklu i innych pierwiastków.

Stale austenityczne zawierające 18% Cr i 9-10% Ni (12Х18Н9, 17Х18Н9 itp.) w wyniku hartowania uzyskują strukturę austenityczną i charakteryzują się dużą ciągliwością, umiarkowaną wytrzymałością oraz dobrą odpornością na korozję w środowiskach utleniających. Te stały się zaawansowane technologicznie
(dobrze spawane, tłoczone, walcowane na zimno itp.).

Stale 12Х18Н9, 17Х18Н9 po powolnym ochłodzeniu z obszaru austenitycznego mają strukturę składającą się z austenitu, ferrytu i węglików. Aby rozpuścić węgliki, a także zapobiec ich wytrącaniu się podczas powolnego chłodzenia, stale austenityczne podgrzewa się do temperatury 1050-1120 0C i hartuje w wodzie, oleju lub powietrzu. Stale austenityczne nie są podatne na kruche pękanie w niskich temperaturach, dlatego stale chromowo-niklowe odporne na korozję są szeroko stosowane w technologii przechowywania kriogenicznego gazy skroplone, produkcja pocisków do zbiorników paliwa i rakiet itp.

Stale klasy austenityczno-martenzytycznej (09Х15Н8У, 09Х17Н7У) są szeroko stosowane głównie jako stale o wysokiej wytrzymałości. Dobrze się spawają i są odporne na korozję atmosferyczną. W celu zapewnienia wystarczającej wytrzymałości i jednocześnie zwiększonej odporności na korozję, stal 09Х15Н8У poddawana jest następującej obróbce cieplnej: hartowaniu do austenitu (925-975
0C), a następnie obróbka na zimno (-70 0C) i starzenie (350-3800C).

Stale te wykorzystywane są do produkcji pokryć, konstrukcji dysz i elementów mocy podzespołów samolotów.

Stale austenityczno-ferrytyczne (08Х22Н6Т, 03Х23Н6, 08Х21Н6М2Т,
10Х25Н5М2 itp.) zawierają 18-30% Cr, 5-8% Ni, do 3% Mo, 0,03-0,10% C, a także dodatki Ti, Nb, Cu, Si i Ni. Stale te po hartowaniu w wodzie o twardości 1000-
1100 0C mają strukturę składającą się z równomiernie rozmieszczonych między sobą ziaren austenitu i ferrytu, z zawartością tego ostatniego rzędu 40-60%. Stale te znajdują zastosowanie w inżynierii chemicznej i spożywczej, przemyśle stoczniowym, lotnictwie i medycynie.

2.10 Stale i stopy żaroodporne

Stale te są stosowane podczas pracy pod obciążeniem i mają wystarczającą odporność cieplną w temperaturach powyżej 500 0C.

Żaroodporne stale perlityczne są stalami niskostopowymi
(12Х1МФ, 25Х1М1Ф, 20Х1М1Ф1Бр itp.), zawierające 0,08-0,25% C i pierwiastki stopowe – Cr, V, Mo, Nb. Najlepszy kompleks właściwości mechaniczne zapewnia hartowanie w oleju (lub normalizacja) w temperaturze 880-1080 0C, a następnie wysokie odpuszczanie w temperaturze 640-750 0C. Stale perlityczne stosuje się do produkcji części, które przez długi czas pracują w trybie pełzania w temperaturach do 500-580 0C i przy małych obciążeniach: są to rury przegrzewaczy, armatura kotłów parowych i elementy złączne.

Stale klas martenzytycznych i martenzytyczno-ferrytycznych (15Х11МФ,
11Х11Н2В2МФ, 15Х12ВНМФ, 18Х12ВМБФР itp.) są stosowane w temperaturach do
580-600 0С. Stale o niższej zawartości chromu (do 11%) należą do klasy martenzytycznej, natomiast stale o wyższej zawartości chromu (11-13%) należą do klasy martenzytyczno-ferrytycznej.
Stale utwardza się do martenzytu w temperaturach 1000-1100 0C w oleju lub w powietrzu. Po odpuszczaniu w temperaturze 600-750 0C stal nabiera struktury sorbitolu.
Stale używane do produkcji części Turbiny gazowe i elektrownie parowe.

Stale austenityczne mają większą odporność cieplną niż stale martenzytyczne,
- ich temperatury pracy sięgają 700-750 0C. Stale austenityczne są plastyczne i dobrze się spawają. Ze względu na metodę hartowania stale austenityczne dzielą się na trzy grupy:

1) roztwory stałe, które nie ulegają wzmocnieniu przez starzenie;

2) roztwory stałe ze wzmocnieniem węglikowym;

3) roztwory stałe ze wzmocnieniem międzymetalicznym.

Stale pierwszej grupy (08Kh15N24V4TR, 09Kh14N19V2BR) stosuje się w stanie hartowanym (hartowanie 1100-1600 0C, woda lub powietrze). Stale te wykorzystywane są do produkcji rurociągów dla elektrowni wysokociśnieniowych pracujących w temperaturze 600-700 0C.

Stale austenityczne żaroodporne z hartowaniem węglikowym i międzymetalicznymi poddaje się najczęściej hartowaniu w temperaturze od 1050-1200 0C w wodzie, oleju lub powietrzu i późniejszemu starzeniu w temperaturze 600-850 0C.

Stale utwardzane międzymetalicznie wykorzystywane są do produkcji komór spalania, tarcz i łopatek turbin oraz konstrukcji spawanych pracujących w temperaturach do 700 0C.

Stopy żaroodporne na bazie żelaza i niklu (na przykład KhN35VT,
KhN35VTYu itp.) są dodatkowo stopowe z chromem, tytanem, wolframem, aluminium i borem. Wzmacniają się, podobnie jak stale austenityczne, poprzez hartowanie i starzenie. Stop KhN35VTYu służy do produkcji łopatek i tarcz turbin, pierścieni dyszowych i innych części pracujących w temperaturach do 750 0C.

7. Istota, zalety i wady martenowskiej metody produkcji stali.

8. Istota, zalety i wady metody Bessemera (konwertorowej) produkcji stali.

9. Na czym polega odtlenianie stali manganem i krzemem. Wyjaśnij zjawisko „wrzenia” stali.

10. Istota, zalety i wady produkcji stali w piecach elektrycznych. Jaką stal wytapia się w piecach elektrycznych?

11. Wymień metody odlewania stali.

Niezależna praca №6 .

Wady obróbki cieplnej, metody ich zapobiegania i eliminacji.

Obiecujące rodzaje nasycenia dyfuzyjnego stopów. Ich zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym.

Forma pracy: sporządzanie notatek z literatury pedagogicznej oraz praca z zasobami internetowymi i czasopismami.

4 godziny

Czas zakończenia prac: podczas studiowania tematu „Obróbka cieplna”, „Rodzaje obróbki cieplnej”.

1. " Wady eksploatacyjne.” Po przestudiowaniu tego tematu wypełnij tabelę opisującą 6 rodzajów defektów:

2. " Obiecujące rodzaje nasycenia dyfuzyjnego stopów”. Po zapoznaniu się z tematem należy przedstawić jego krótkie podsumowanie w dowolnej formie (streszczenie, diagram, rysunki z objaśnieniami itp.). Zwróć uwagę na następujące pytania:

1. Co to jest nasycenie dyfuzyjne metalu, jego cel.

2. Tradycyjne i obiecujące rodzaje nasycenia.

3. Które produkty motoryzacyjne można poddać określonej obróbce.

4. Twoje osobiste przemyślenia na temat perspektyw takiego przetwarzania.

Praca samodzielna nr 7.

Charakterystyka zastosowań stali dokumenty regulacyjne i zasoby Internetu.

Zastosowanie stali stopowych w przemyśle motoryzacyjnym.

Forma pracy: charakterystyka materiałów korzystających z zasobów Internetu i dokumentacji regulacyjnej.

Ilość godzin na wykonanie pracy: Godzina piąta

Czas zakończenia prac: podczas studiowania tematów „Stale węglowe i stopowe”, wykonując prace laboratoryjne „Analiza mikrostruktury stali”.

Instrukcja wykonania zadania: wchodzić na strony sprzedaży i charakterystyki materiałów. Otwórz okno na stronie internetowej „Stal” lub „marka stopu”. Korzystając z marki, znajdź i scharakteryzuj stal odpowiadającą Twojej opcji.

Proszę wskazać: obszar zastosowania stali (z przykładami produkowanych wyrobów),

możliwe zamienniki i zagraniczne analogi marki;

pełny skład chemiczny;

właściwości mechaniczne (wytrzymałość, ciągliwość, twardość itp.);

właściwości technologiczne.

Podobne artykuły

Dyskusja:

Doświadczenia stosowania CSR przez rosyjskie firmy. CSR na przykładzie przedsiębiorstwa: Wprowadzenie Społeczna odpowiedzialność biznesu to przede wszystkim...
Procedura wprowadzenia i wprowadzenia nowego pracownika: Menedżer po powołaniu na nowe stanowisko zawsze ma pytania...
Recenzje o KNOW-HOW na Kolomenskaya (25): 16.06. W 2015 roku mój mąż kupił w sklepie Know-How laptop marki Asus. Otrzymaliśmy pożyczkę od...
Jak mądrze wyjść z długów: przydatne wskazówki: Dziś bardzo łatwo jest otrzymać pożyczkę: banki są gotowe jej udzielić nawet bez...