Oțeluri și aliaje supuse laminoarelor

Nu există ramură a economiei naționale care să nu se poată lipsi de produsele laminate. Acestea sunt utilizate pentru construcția de poduri, clădiri, metrouri și alte structuri, pentru fabricarea de diverse mașini-unelte, vehicule, utilaje, unități, mobilier, ustensile etc.

Laminoarele deformează oțelul care, în funcție de utilizarea prevăzută, are proprietăți diferite determinate de compoziția sa chimică.

Oțelul supus laminării este împărțit în oțel de calitate obișnuită, oțel de calitate și oțel de înaltă calitate. Aceste tipuri de oțel sunt topite în cuptoare în aer liber, convertizoare Bessemer, convertizoare de bază cu suflare de oxigen și cuptoare electrice.

Cele mai comune produse laminate sunt fabricate din oțel carbon, care conține fier și carbon cu cantități mici de impurități — mangan, siliciu, fosfor și sulf. În oțelul carbonic, elementul care îi determină compoziția este carbonul. Pentru a conferi oțelului proprietăți speciale, în compoziția sa sunt introduse diverse elemente, care se numesc elemente de aliere. Oțelurile cu aditivi speciali sunt numite speciale sau aliate.

Aditivii speciali includ Ni, Cr, Mo, W, V, Co, Ti, Mn (mai mult de 1%), Si (mai mult de 0,5%) și altele.

Oțelurile de calitate superioară și de înaltă calitate diferă de oțelurile obișnuite prin conținutul de elemente nocive — sulf și fosfor. În oțelurile de calitate obișnuite, conținutul admis al fiecăruia dintre aceste elemente nu este mai mare de 0,05-0,055%, în oțelurile de calitate — nu mai mult de 0,04-0,046%, iar în cele de înaltă calitate — nu mai mult de 0,03-0,035%.

Oțelurile de calitate sunt împărțite în carbon și aliate, utilizate pentru fabricarea pieselor de mașini și a structurilor.

Oțelul carbon structural de calitate obișnuită și îmbunătățită, în funcție de scop și caracteristici, este împărțit în următoarele grupe: grupa A — oțel furnizat prin proprietăți mecanice; grupa B — oțel furnizat prin compoziție chimică; grupa C — oțel de calitate îmbunătățită furnizat simultan prin proprietăți mecanice și compoziție chimică.

Clasele de oțel St 0, St 1sp — St 3sp, St 3kp, St 4kp, St 5ps — St 7ps aparțin grupei A. Pentru oțelurile din această grupă, caracteristicile garantate sunt: limita de curgere, rezistența la tracțiune și alungirea relativă. Oțelul din grupa A poate fi livrat în formă tratată termic sau tratat termic din încălzirea prin laminare.

Grupa B include: MSt 0, MSt 1, MSt 3-MSt 7, KSt 0-KSt7, BSt 0, BSt 3-BSt 6. Caracteristica lor garantată este compoziția chimică. De obicei, oțelul din această grupă este comandat în cazul în care este supus unui tratament mecanic sau termic la cald.

Grupa B include clasele de oțel pentru foc deschis VMSt 2, VMSt 3-VMSt 5, VKSt 2-VKSt 5. Pentru oțelurile din această grupă, caracteristicile garantate sunt: compoziția chimică, proprietățile mecanice, încercările de îndoire la rece, rezistența la impact la temperatură normală.

Oțelul carbon de calitate obișnuită și superioară este materialul de bază pentru fabricarea diferitelor piese de mașini. Oțelul carbon obișnuit are diverse scopuri. De exemplu, oțelul pentru poduri este utilizat pentru fabricarea structurilor de poduri. Acest oțel este topit în cuptoare deschise și livrat cu compoziție chimică și proprietăți mecanice garantate. Pentru construcția de nave, în funcție de scop, oțelul este împărțit în două grupe:

  1. pentru fabricarea carenei navelor maritime;
  2. pentru fabricarea lanțurilor de ancoră.

Recent, oțelurile slab aliate care conțin, de regulă, cel mult 0,25 % C și cel mult 3 % elemente de aliere au fost laminate din ce în ce mai mult. Aceste oțeluri sunt utilizate pe scară largă pentru fabricarea structurilor de construcții datorită cerințelor de calitate crescute, în special în ceea ce privește rezistența, ductilitatea, rezistența la coroziune, fracturarea la rece și îmbătrânirea.

Oțelul carbon structural de calitate include categoriile 05kp, 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 40, 45, 50, 55, 60, 65 cu conținut normal de mangan și categoriile 15G, 20G, Z0G, 40G, 50G, 60G, 70G cu conținut crescut de mangan.

Clasele de oțel cu conținut scăzut de carbon 08 și 10 sunt bune pentru formarea la rece și sunt utilizate pe scară largă în industria automobilelor și a tractoarelor. Clasele de oțel 40, 45, 50, 55 și 60 sunt utilizate în aceleași industrii pentru piese de înaltă rezistență și rezistență ridicată.

Oțelul carbon structural de înaltă calitate cu conținut ridicat de mangan este utilizat în construcția de avioane și tractoare (pentru nituri, angrenaje, arcuri, axe, arcuri) și în alte industrii. Oțelul structural de înaltă calitate include și oțelul pentru automate, care are un conținut ridicat de sulf. Acesta este destinat prelucrării pe mașini automate de mare viteză și este utilizat pentru fabricarea șuruburilor, bolțurilor și piulițelor și a pieselor complexe cu pereți subțiri și deosebit de dificil de prelucrat din automobile, textile, mașini de numărat și de scris, pentru inginerie de precizie și instrumentație.

Oțelurile aliate structurale includ oțelul cromat (inclusiv oțelul pentru rulmenți cu bile), oțelul crom-molibden, oțelul crom-vanadiu, oțelul crom-nichel, oțelul crom-molibden-vanadiu și altele. Acest oțel este utilizat în diverse industrii.

Oțelurile laminate pentru scule includ oțeluri cu carbon din categoriile U7, U8, U9, U10, U11, U12, U13, U7A÷U13A, precum și oțeluri aliate.

Oțelul cromat are o gamă foarte largă de aplicații. Cromul are un efect pozitiv și este un adaos relativ necostisitor. Clasele de oțel 15X, 15XA, 20X, 30X, 38XA, 30XP sunt utilizate pentru piese de mașini în industria auto și auto. Sunt utilizate pe scară largă clasele de oțel 15XR, 15XRA care conțin crom-bron, precum și oțelurile care conțin zirconiu, de exemplu, clasa de oțel 45ХЦ. Acest oțel este calcinat mult mai profund decât 45X; este utilizat pe scară largă pentru piese cu secțiuni transversale mari. Oțelurile cu crom cu conținut ridicat de carbon (0,9-1,1 %) și crom (0,8-1,65%) sunt utilizate pentru fabricarea inelelor, bilelor, rolelor de rulmenți. Acestea sunt tipurile de oțel SHX6, SHX9, SHX15, SHX15CG. Duritatea oțelului călit pentru rulmenți cu bile este HRC 59-62.

După un tratament termic adecvat, oțelul cu mangan dobândește duritate ridicată fără a reduce plasticitatea și poate fi prelucrat mai bine decât oțelul cu carbon. Următoarele clase de oțel sunt utilizate pe scară largă în producție: 15G, 20G, 30G și altele. Printre oțelurile cu mangan ar trebui să fie evidențiată clasa de oțel cu mangan înalt G13. Acesta conține 1,0-1,3 % C și 11-14 % Mn. Are o rezistență ridicată la uzură și, în același timp, este ductil și, prin urmare, este utilizat pentru fabricarea săgeților de tramvai și de cale ferată, a șinelor de tractor, a fălcilor de concasor etc.

Oțelul crom-nichel este cel mai comun oțel structural, deoarece după tratamentul termic dobândește duritate ridicată, rezistență, elasticitate și rezistență la sarcini de impact: clasele sale sunt 20XN. 12X2N4A, 30XN3A. Rezistența sa în timp variază de la 750 la 1700 MPa, alungirea relativă — de la 7 la 22%, duritatea la impact 50-300 kJ/m 2 .

Oțelul cromosilic are duritate și elasticitate ridicată după tratamentul termic și este utilizat pe scară largă pentru fabricarea arcurilor și arcurilor. Mărcile acestui oțel sunt următoarele: 33HS, 38HS, 60S2KHA, 50HSA, 70S2KHA.

Oțelul cromomangan este parțial utilizat ca înlocuitor al oțelului crom-nichel (pentru a economisi nichel). Sunt utilizate pe scară largă tipurile de oțel 20XG, 20XGR, 40XGR, 30XGT, 18XGT; acesta din urmă este utilizat pentru fabricarea pieselor auto.

Oțelul cu crom vanadiu are rezistență ridicată, ductilitate, duritate, elasticitate. Clasa de oțel 50XFA este utilizată pentru fabricarea arcurilor critice, clasa de oțel 15XF — pentru arbori, angrenaje, cuplaje.

Oțelul cromomolibden are ductilitate ridicată și o bună sudabilitate, multe dintre aceste oțeluri sunt rezistente la căldură la temperaturi de 400-600 ° C. Oțelul 30XMA este utilizat pentru fabricarea rotoarelor, axelor, angrenajelor.

Oțelurile crom-nichel-tungsten și crom-nichel-molibden sunt destinate pieselor de mașini încărcate, angrenajelor, arborelui cotit, bielei foarte încărcate. Mărcile acestui oțel: 30KhNVA, 40KhNMA, 18Kh2N4VA și altele.

Progresul în tehnologia de creare a celor mai complexe unități, mașini, structuri, turbine etc. necesită un număr mare de clase de oțeluri aliate structurale cu proprietăți fizice și mecanice excepțional de ridicate. Acestea sunt oțelurile cu crom-nichel-tungsten-vanadiu de 30X4FVFA, 28XN3VFA și altele, oțelurile cu crom-nichel-molibden-vanadiu de 20XN4FA, 38XN3MFA și altele.

Atelierele de laminare laminează din ce în ce mai mult oțel cu proprietăți fizice speciale. Astfel de oțeluri includ: rezistent la coroziune, rezistent la acid, rezistent la căldură și alte clase cu proprietăți speciale.

Oțelului i se atribuie un anumit grad, care are propria sa denumire convențională. Pentru clasa oțelului în conformitate cu sistemul alfanumeric GOST adoptat: X — crom, H — nichel, A — azot, E — seleniu, V — tungsten, G — mangan, T — titan, C — cupru, B — niobiu, P — fosfor, P — bor, F — vanadiu, U — aluminiu, S — siliciu, Z — zirconiu, M — molibden. Aceste litere sunt combinate cu numere, care pot sta fie în fața literelor, fie în spatele lor, de exemplu 12X, 12X2H4A, CV5, 9XS, G13. Sistemul de marcare de mai sus acoperă aproape toate oțelurile aliate. Excepție fac anumite grupe de oțeluri, care sunt marcate suplimentar cu o anumită literă: P — tăiere de mare viteză, E — magnetic, SH — rulment cu bile, E — electric. Combinațiile de litere și cifre dau o caracteristică a oțelului aliat. Dacă există două cifre în fața gradului, acestea indică conținutul mediu de carbon în sutimi de procent. Dacă clasa nu este precedată de nicio cifră, înseamnă că conținutul de carbon este de 1 % sau mai mare de 1 %. Cifrele din spatele literelor indică conținutul mediu al elementului în procente; dacă nu există nicio cifră în spatele literei, înseamnă că conținutul elementului este de aproximativ 1 %. Litera A de la sfârșitul clasei, ca în cazul oțelului carbon, indică oțel de înaltă calitate, adică oțel care conține mai puțin sulf și fosfor.

Să descifrăm câteva clase. De exemplu, oțelul 12X2H4A este oțel crom-nichel de înaltă calitate cu un conținut de 0,12 % C, 2 % Cr, 4 % Ni. Oțel CV5 — oțel crom-tungsten cu un conținut de carbon de 1 % sau mai mare, aproximativ 1 % Cr și 5 % W. Oțelul 30GS este un oțel structural care conține 0,3 % C, aproximativ 1 % Cr, 1 % Mn și 1 % Si Oțelul X12M este un oțel pentru scule care conține aproximativ 12 % Cr și 0,4-0,6 % Mo.

Nichelul, cuprul și fosforul ca impurități speciale sunt prezente în cantități mici în unele clase. Iată câteva clase ale acestor oțeluri: 15GS, 25G2S, 10G2SD, 14XGSN, 10XSND (SHL4), 15XSND (SHL1, NL1, NL2), 12XS (BNL2), 24G, 14G2, 10XG2N, 10GND, 10XNDP și o serie de altele. Acest oțel conține aproximativ 0,30 % Cu, cu excepția claselor cu litera D, caz în care conținutul de cupru este de 0,50 %-0,8 %. În oțel, în cazul în care clasele nu au literele X și H, conținutul de nichel și crom (fiecare separat) nu depășește 0,3 %. Conținutul de sulf și fosfor nu depășește 0,055 %; dacă clasa are litera P, se permite 0,08-0,15 % P.

Trebuie remarcat faptul că există numeroase excepții, care nu fac întotdeauna posibilă utilizarea chiar și aproximativă a mărcii pentru descifrarea compoziției chimice a oțelului. Prin urmare, corectitudinea decodării ar trebui verificată pe baza cărților de referință relevante.

Data ultimei actualizări: 7-21-2024