1. Właściwości mechaniczne stali
1. Granica plastyczności (σs)
Kiedy stal lub próbka jest rozciągana, gdy naprężenie przekracza granicę sprężystości, nawet jeśli naprężenie nie wzrasta, stal lub próbka nadal ulega oczywistemu odkształceniu plastycznemu. Zjawisko to nazywa się uplastycznieniem, a minimalna wartość naprężenia w momencie wystąpienia uplastycznienia dotyczy granicy plastyczności. Niech Ps będzie siłą zewnętrzną w punkcie plastyczności s, Fo polem przekroju poprzecznego próbki, a następnie granicą plastyczności σs =Ps/Fo(MPa).
2. Granica plastyczności (σ0,2)
Granica plastyczności niektórych materiałów metalowych jest bardzo niepozorna i trudna do zmierzenia. Dlatego też, aby zmierzyć charakterystykę plastyczności materiału, ustala się naprężenie, gdy trwałe szczątkowe odkształcenie plastyczne jest równe pewnej wartości (zwykle 0,2% długości pierwotnej), co nazywa się warunkiem. Granica plastyczności lub po prostu granica plastyczności σ0,2.
3. Wytrzymałość na rozciąganie (σb)
Maksymalna wartość naprężenia osiągana przez materiał od początku do momentu pęknięcia w procesie rozciągania. Reprezentuje odporność stali na pękanie. Wytrzymałości na rozciąganie odpowiadają wytrzymałość na ściskanie, wytrzymałość na zginanie itp. Niech Pb będzie maksymalną siłą rozciągającą osiąganą przed zerwaniem materiału, a Fo polem przekroju poprzecznego próbki, a następnie wytrzymałością na rozciąganie σb=Pb/Fo (MPa ).
4. Wydłużenie (δs)
Po zerwaniu materiału procent jego wydłużenia plastycznego do długości pierwotnej próbki nazywa się wydłużeniem lub wydłużeniem.
5. Współczynnik plastyczności (σs/σb)
Stosunek granicy plastyczności (granicy plastyczności) stali do wytrzymałości na rozciąganie nazywany jest współczynnikiem plastyczności. Im większy współczynnik plastyczności, tym wyższa niezawodność części konstrukcyjnych. Ogólnie rzecz biorąc, współczynnik plastyczności stali węglowej wynosi 0,6-0,65, niskostopowej stali konstrukcyjnej 0,65-0,75, a stopowej stali konstrukcyjnej 0,84-0,86.
6. Twardość
Twardość wskazuje zdolność materiału do przeciwstawienia się wciśnięciu twardego przedmiotu w jego powierzchnię. Jest to jeden z ważnych wskaźników wydajności materiałów metalowych. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa twardość, tym lepsza odporność na zużycie. Powszechnie stosowanymi wskaźnikami twardości są twardość Brinella, twardość Rockwella i twardość Vickersa.
1) Twardość Brinella (HB)
Wciśnij kulkę ze stali hartowanej o określonej wielkości (zwykle o średnicy 10 mm) w powierzchnię materiału pod pewnym obciążeniem (zwykle 3000 kg) i trzymaj ją przez pewien czas. Po usunięciu obciążenia stosunek obciążenia do obszaru wcięcia jest wartością twardości Brinella (HB).
2) Twardość Rockwella (HR)
Gdy HB>450 lub próbka jest zbyt mała, nie można zastosować testu twardości Brinella i zamiast tego należy zastosować pomiar twardości Rockwella. Wykorzystuje stożek diamentowy o kącie wierzchołkowym 120° lub kulkę stalową o średnicy 1,59 mm i 3,18 mm do wciskania w powierzchnię badanego materiału pod pewnym obciążeniem, a twardość materiału uzyskuje się z głębokość wcięcia. W zależności od twardości badanego materiału można ją wyrazić w trzech różnych skalach:
HRA: Jest to twardość uzyskana przy użyciu obciążenia 60 kg i wgłębnika stożkowego diamentowego, stosowana do materiałów o wyjątkowo wysokiej twardości (takich jak węglik spiekany itp.).
HRB: Jest to twardość uzyskana przy użyciu obciążenia 100 kg i kulki ze stali hartowanej o średnicy 1,58 mm. Stosowany jest do materiałów o mniejszej twardości (takich jak stal wyżarzana, żeliwo itp.).
HRC: Jest to twardość uzyskana przy użyciu obciążenia 150 kg i wgłębnika ze stożkiem diamentowym, stosowana do materiałów o dużej twardości (takich jak stal hartowana itp.).
3) Twardość Vickersa (HV)
Użyj wgłębnika diamentowego o kwadratowym stożku o obciążeniu mniejszym niż 120 kg i kącie wierzchołkowym 136°, aby wcisnąć go w powierzchnię materiału, a następnie podziel pole powierzchni wgłębienia przez wartość obciążenia, aby otrzymać wartość twardości Vickersa (HV ).
2. Metale żelazne i nieżelazne
1. Metal żelazny
Odnosi się do stopu żelaza i żelaza. Takie jak stal, surówka, żelazostop, żeliwo itp. Zarówno stal, jak i surówka to stopy na bazie żelaza z węglem jako głównym dodatkiem, zwane łącznie stopami żelazo-węgiel.
Surówka odnosi się do produktu wytwarzanego przez wytapianie rudy żelaza w wielkim piecu, który jest używany głównie do produkcji stali i odlewania.
Wytapianie surówki w piecu do topienia żelaza w celu uzyskania żeliwa (ciekły stop żelaza z węglem o zawartości węgla większej niż 2,11%) i wlewanie ciekłego żeliwa do odlewów, ten rodzaj żeliwa nazywa się żeliwem.
Żelazostop to stop składający się z żelaza, krzemu, manganu, chromu, tytanu i innych pierwiastków. Żelazostop jest jednym z surowców do produkcji stali. Stosowany jest jako odtleniacz i dodatek do pierwiastków stopowych stali podczas produkcji stali.
Stopy żelaza z węglem o zawartości węgla mniejszej niż 2,11% nazywane są stalą, a stal uzyskuje się przez umieszczenie surówki do produkcji stali w piecu stalowniczym i wytapianie jej zgodnie z określonym procesem. Wyroby stalowe obejmują wlewki stalowe, płyty do ciągłego odlewania i odlewanie bezpośrednie do różnych odlewów stalowych. Ogólnie rzecz biorąc, stal ogólnie odnosi się do stali walcowanej na różne wyroby stalowe.
2. Metale nieżelazne
Znany również jako metale nieżelazne, odnosi się do metali i stopów innych niż metale żelazne, takich jak miedź, cyna, ołów, cynk, aluminium i mosiądz, brąz, stopy aluminium i stopy łożyskowe. Ponadto w przemyśle wykorzystuje się również chrom, nikiel, mangan, molibden, kobalt, wanad, wolfram, tytan itp. Metale te stosowane są głównie jako dodatki stopowe poprawiające właściwości użytkowe metali. Wśród nich do produkcji noży najczęściej wykorzystuje się wolfram, tytan, molibden itp. twardy stop. Powyższe metale nieżelazne nazywane są metalami przemysłowymi, obok metali szlachetnych: platyny, złota, srebra itp. oraz metali rzadkich, do których zalicza się uran radioaktywny, rad itp.
3. Klasyfikacja stali
Oprócz żelaza i węgla głównymi pierwiastkami stali są krzem, mangan, siarka i fosfor.
Istnieją różne metody klasyfikacji stali, a główne metody są następujące:
1. Sklasyfikowane według jakości
(1) Zwykła stal (P≤0,045%, S≤0,050%)
(2) Stal wysokiej jakości (zarówno P, jak i S≤0,035%)
(3) Stal wysokiej jakości (P≤0,035%, S≤0,030%)
2. Klasyfikacja ze względu na skład chemiczny
(1) Stal węglowa: Stal niskowęglowa (C≤0,25%); B. Stal średniowęglowa (C≤0,25 ~ 0,60%); C. Stal wysokowęglowa (C≤0,60%).
(2) Stal stopowa: Stal niskostopowa (całkowita zawartość pierwiastków stopowych ≤ 5%); B. Stal średniostopowa (całkowita zawartość pierwiastków stopowych > 5-10%); C. Stal wysokostopowa (całkowita zawartość pierwiastków stopowych > 10% %).
3. Klasyfikacja według metody formowania
(1) stal kuta; (2) staliwo; (3) stal walcowana na gorąco; (4) stal ciągniona na zimno.
4. Klasyfikacja ze względu na budowę metalograficzną
(1) Stan wyżarzony: a. stal podeutektoidalna (ferryt + perlit); B. stal eutektoidalna (perlit); C. stal nadeutektoidalna (perlit + cementyt); D. Stal Tensytowa (perlit + cementyt).
(2) Stan znormalizowany: stal perlityczna; B. stal bainityczna; C. stal martenzytyczna; D. stal austenityczna.
(3) Brak zmiany fazy lub częściowa zmiana fazy
5. Klasyfikacja ze względu na cel
(1) Stal dla budownictwa i inżynierii: Zwykła stal konstrukcyjna węglowa; B. Stal konstrukcyjna niskostopowa; C. Wzmocniona stal.
(2) Stal konstrukcyjna:
A. Stal do produkcji maszyn: (a) Stal konstrukcyjna ulepszana cieplnie; (b) Stal konstrukcyjna utwardzana powierzchniowo: w tym stal do nawęglania, stal amoniakowana i stal utwardzana powierzchniowo; (c) Łatwoskrawalna stal konstrukcyjna; (d) Plastyczność na zimno Stal do formowania: w tym stal do tłoczenia na zimno i stal do spęczania na zimno.
B. Stal sprężynowa
C. Stal łożyskowa
(3) Stal narzędziowa: stal narzędziowa węglowa; B. stopowa stal narzędziowa; C. stal narzędziowa szybkotnąca.
(4) Stal o specjalnych parametrach: Stal nierdzewna kwasoodporna; B. Stal żaroodporna: w tym stal antyutleniająca, stal żaroodporna, stal zaworowa; C. Stal stopowa do ogrzewania elektrycznego; D. Stal odporna na zużycie; mi. Stal niskotemperaturowa ; F. Stal elektryczna.
(5) Stal do zastosowań profesjonalnych – np. stal na mosty, stal na statki, stal na kotły, stal na zbiorniki ciśnieniowe, stal na maszyny rolnicze itp.
6. Klasyfikacja kompleksowa
(1) Zwykła stal
A. Stal konstrukcyjna węglowa: (a) Q195; (b) Q215 (A, B); (c) Q235 (A, B, C); (d) Q255 (A, B); e) Pytanie 275.
B. Stal konstrukcyjna niskostopowa
C. Zwykła stal konstrukcyjna do określonych celów
(2) Stal wysokiej jakości (w tym stal wysokiej jakości)
A. Stal konstrukcyjna: (a) wysokiej jakości stal konstrukcyjna węglowa; (b) stal konstrukcyjna stopowa; (c) stal sprężynowa; (d) stal automatowa; (e) stal łożyskowa; (f) wysokiej jakości stal konstrukcyjna specjalnego przeznaczenia.
B. Stal narzędziowa: (a) węglowa stal narzędziowa; (b) stopowa stal narzędziowa; (c) stal narzędziowa szybkotnąca.
C. Stale specjalne: (a) stal nierdzewna kwasoodporna; (b) stal żaroodporna; (c) stal stopowa do ogrzewania elektrycznego; (d) stal elektrotechniczna; (e) stal trudnościeralna o wysokiej zawartości manganu.
7. Klasyfikacja metodą wytapiania
(1) Według typu pieca
A. Stal konwertorowa: a) kwasowa stal konwertorowa; (b) podstawowa stal konwertorowa. Lub a) stal konwertorowa dmuchana od dołu; (b) stal konwertorowa dmuchana z boku; (c) stal konwertorowa dmuchana od góry.
B. Stal do pieców elektrycznych: (a) stal do pieców łukowych; (b) stal do pieca elektrożużlowego; (c) stal do pieców indukcyjnych; (d) stal piecowa nadająca się do topienia próżniowego; (e) stal do pieca elektronowego.
(2) W zależności od stopnia odtlenienia i systemu nalewania
A. Wrząca stal; B. Stal półuspokojona; C. Zabita stal; D. Specjalna, uspokojona stal.
4. Przegląd metod przedstawiania gatunków stali w moim kraju
Oznaczenie klasy produktu jest zazwyczaj oznaczane kombinacją chińskich liter pinyin, symboli pierwiastków chemicznych i cyfr arabskich. Już teraz:
①Pierwiastki chemiczne w gatunkach stali są reprezentowane przez międzynarodowe symbole chemiczne, takie jak Si, Mn, Cr… itd. Mieszane pierwiastki ziem rzadkich są reprezentowane przez „RE” (lub „Xt”).
②Nazwa produktu, zastosowanie, metody wytapiania i zalewania itp. są zazwyczaj oznaczane skróconymi literami chińskiego Pinyin.
③Główna zawartość pierwiastków chemicznych (%) w stali jest oznaczona cyframi arabskimi.
Kiedy chiński alfabet fonetyczny jest używany do wskazania nazwy produktu, jego zastosowania, właściwości i metod przetwarzania, pierwsza litera jest zazwyczaj wybierana z chińskiego alfabetu fonetycznego reprezentującego nazwę produktu. Jeśli powtórzy się to z literą wybraną przez inny produkt, zamiast niej można użyć drugiej lub trzeciej litery albo można wybrać jednocześnie pierwszą literę pinyin z dwóch chińskich znaków.
Jeśli na razie nie są dostępne żadne chińskie znaki ani pinyin, używane symbole to litery angielskie.
Pięć, podział metody reprezentacji gatunków stali w moim kraju
1. Metoda oznaczania stali konstrukcyjnych węglowych i niskostopowych stali konstrukcyjnych o wysokiej wytrzymałości
Stal zastosowaną powyżej dzieli się zwykle na dwie kategorie: stal ogólną i stal specjalną. Metoda oznaczania gatunku składa się z chińskich liter pinyin oznaczających granicę plastyczności lub granicę plastyczności stali, wartość granicy plastyczności lub granicy plastyczności, stopień jakości stali i stopień odtlenienia stali, który w rzeczywistości składa się z 4 części.
①Ogólna stal konstrukcyjna przyjmuje literę pinyin „Q” oznaczającą granicę plastyczności. Wartość granicy plastyczności (jednostka to MPa) oraz stopnie jakości (A, B, C, D, E) i metoda odtleniania (F, b, Z, TZ) oraz inne symbole określone w Tabeli 1 tworzą klasę w kolejności. Na przykład: gatunki stali konstrukcyjnej węglowej są wyrażane jako: Q235AF, Q235BZ; gatunki stali konstrukcyjnych niskostopowych o wysokiej wytrzymałości wyrażane są jako: Q345C, Q345D.
Q235BZ oznacza stal konstrukcyjną uspokojoną o granicy plastyczności ≥ 235 MPa i klasie jakości B.
Dwa gatunki Q235 i Q345 to najbardziej typowe gatunki stali konstrukcyjnej, gatunki o największej produkcji i zastosowaniu oraz gatunki najczęściej stosowane. Te dwa gatunki są dostępne w prawie wszystkich krajach świata.
W składzie gatunkowym stali konstrukcyjnej węglowej można pominąć symbol „Z” stali ubitej i symbol „TZ” stali ubitej specjalnej, przykładowo: dla stali Q235 o klasach jakościowych odpowiednio C i D, gatunkami powinny być Q235CZ i Q235DTZ, ale można go pominąć jako Q235C i Q235D.
Do niskostopowych stali konstrukcyjnych o wysokiej wytrzymałości zalicza się stal ubitą i stal ubitą specjalną, ale na końcu gatunku nie dodaje się symbolu wskazującego metodę odtleniania.
②Specjalna stal konstrukcyjna jest zazwyczaj oznaczona symbolem „Q” przedstawiającym granicę plastyczności stali, wartość granicy plastyczności oraz symbole przedstawiające zastosowanie produktu określone w Tabeli 1, na przykład: wyrażony jest gatunek stali na zbiorniki ciśnieniowe jako „Q345R”; gatunek stali odpornej na warunki atmosferyczne wyraża się jako Q340NH; gatunki stali Q295HP do spawania butli gazowych; Gatunki stali Q390g na kotły; Gatunki stali Q420q na mosty.
③W zależności od potrzeb w oznaczeniu niskostopowej stali konstrukcyjnej o wysokiej wytrzymałości ogólnego przeznaczenia można zastosować także dwie cyfry arabskie (wskazujące średnią zawartość węgla w częściach na dziesięć tysięcy) i symbole pierwiastków chemicznych wyrażone w kolejności; specjalna niskostopowa stal konstrukcyjna o wysokiej wytrzymałości Nazwę marki można również wyrazić sekwencyjnie za pomocą dwóch cyfr arabskich (wskazujących średnią zawartość węgla w częściach na dziesięć tysięcy), symboli pierwiastków chemicznych i niektórych określonych symboli reprezentujących zastosowanie produkt.
2. Metoda reprezentacji wysokiej jakości węglowej stali konstrukcyjnej i wysokiej jakości węglowej stali sprężynowej
Wysokiej jakości stal konstrukcyjna węglowa wykorzystuje kombinację dwóch cyfr arabskich (wskazujących średnią zawartość węgla w dziesięciotysięcznych) lub cyfr arabskich i symboli pierwiastków.
① W przypadku stali wrzącej i stali półuspokojonej na końcu gatunku dodaje się odpowiednio symbole „F” i „b”. Na przykład gatunek stali wrzącej o średniej zawartości węgla 0,08% wyraża się jako „08F”; gatunek stali półuspokojonej o średniej zawartości węgla 0,10% wyraża się jako „10b”.
② Stal uspokojona (odpowiednio S, P≤0,035%) z reguły nie jest oznaczona symbolami. Na przykład: stal uspokojona o średniej zawartości węgla 0,45%, jej gatunek wyraża się jako „45”.
③ W przypadku wysokiej jakości węglowych stali konstrukcyjnych o wyższej zawartości manganu, po cyfrach arabskich oznaczających średnią zawartość węgla dodaje się symbol pierwiastka manganu. Na przykład: stal o średniej zawartości węgla 0,50% i zawartości manganu od 0,70% do 1,00%, jej gatunek wyraża się jako „50Mn”.
④ W przypadku wysokiej jakości węglowej stali konstrukcyjnej (odpowiednio S, P≤0,030%) należy dodać symbol „A” po gatunku. Na przykład: wysokiej jakości, wysokiej jakości węglowa stal konstrukcyjna o średniej zawartości węgla 0,45%, jej gatunek wyraża się jako „45A”.
⑤Wysokiej jakości węglowa stal konstrukcyjna (S≤0,020%, P≤0,025%), po gatunku należy dodać symbol „E”. Na przykład: bardzo wysokiej jakości węglowa stal konstrukcyjna o średniej zawartości węgla 0,45%, jej gatunek jest wyrażany jako „45E”.
Metoda reprezentacji wysokiej jakości gatunków węglowej stali sprężynowej jest taka sama, jak w przypadku wysokiej jakości węglowych gatunków stali konstrukcyjnej (stale 65, 70, 85, 65Mn występują odpowiednio w obu normach GB/T1222 i GB/T699).
3. Metoda oznaczania stopowych stali konstrukcyjnych i stopowych stali sprężynowych
① Gatunki stopowej stali konstrukcyjnej są oznaczone cyframi arabskimi i standardowymi symbolami pierwiastków chemicznych.
Użyj dwóch cyfr arabskich, aby wskazać średnią zawartość węgla (w częściach na dziesięć tysięcy) i umieść ją na początku oceny.
Metoda wyrażania zawartości pierwiastków stopowych jest następująca: gdy średnia zawartość jest mniejsza niż 1,50%, w marce wskazany jest tylko pierwiastek, a zawartość na ogół nie jest wskazywana; średnia zawartość stopu wynosi 1,50% ~ 2,49%, 2,50% ~ 3,49%, 3,50% ~ 4,49%, 4,50% ~ 5,49%,…, odpowiednio zapisywane jako 2, 3, 4, 5… po pierwiastkach stopowych.
Przykładowo: średnia zawartość węgla, chromu, manganu i krzemu wynosi odpowiednio 0,30%, 0,95%, 0,85% i 1,05% stopowej stali konstrukcyjnej. Gdy zawartość S i P wynosi ≤0,035%, gatunek wyraża się jako „30CrMnSi”.
Wysokiej jakości stopowa stal konstrukcyjna (odpowiednio zawartość S, P ≤0,025%), oznaczona symbolem „A” na końcu gatunku. Na przykład: „30CrMnSiA”.
W przypadku wysokogatunkowej stali konstrukcyjnej stopowej specjalnego gatunku (S≤0,015%, P≤0,025%) na końcu gatunku należy dodać symbol „E”, np.: „30CrM nSiE”.
W przypadku specjalnych gatunków stali konstrukcyjnych stopowych, na początku (lub końcu) gatunku należy dodać symbol przedstawiający zastosowanie produktu określone w Tabeli 1. Na przykład w przypadku stali 30CrMnSi stosowanej specjalnie do nitowania śrub numer stali wyraża się jako ML30CrMnSi.
②Metoda przedstawiania gatunku stopowej stali sprężynowej jest taka sama jak w przypadku stopowej stali konstrukcyjnej.
Przykładowo: średnia zawartość węgla, krzemu i manganu w stali sprężynowej wynosi odpowiednio 0,60%, 1,75% i 0,75%, a jej gatunek wyraża się jako „60Si2Mn”. W przypadku wysokiej jakości stali sprężynowej należy dodać symbol „A” na końcu gatunku, a jej gatunek jest wyrażony jako „60Si2MnA”.
4. Gatunek stali automatowej
Narzędzia CNC Xinfa mają doskonałą jakość i dużą trwałość. Aby uzyskać szczegółowe informacje, sprawdź: https://www.xinfatools.com/cnc-tools/
Czas publikacji: 21 czerwca 2023 r
