Karakteristike čelika korištenjem regulatornih dokumenata. Regulatorna dokumentacija za pojedine grupe biljaka. Uslovi i objašnjenja

1. Opće karakteristike čelika

2. Označavanje, dekodiranje, svojstva, termička obrada i obim primjene

2.1 Ugljični konstrukcijski čelici

2.2 Čelici slobodnog sečenja

2.3 Konstrukcijski niskolegirani čelici

2.4 Konstrukcijski kaljeni čelici

2.5 Konstrukcijski nadogradivi čelici

2.6 Čelici za opruge

2.7 Čelici za kuglične ležajeve

2.8 Čelici otporni na habanje

2.9 Čelici otporni na koroziju

2.10 Čelici i legure otporni na toplinu

1. Opće karakteristike čelika

Gvozdene legure sa sadržajem ugljika do 2,14% nazivaju se čelici. Osim željeza i ugljika, čelici sadrže korisne i štetne nečistoće.

Čelik je glavni metalni materijal koji se široko koristi za proizvodnju dijelova strojeva, aviona, instrumenata, raznih alata i građevinskih konstrukcija. Široka upotreba čelika je zbog kompleksa mehaničkih, fizičko-hemijskih i tehnoloških svojstava. Metode za široku proizvodnju čelika otkrivene su sredinom 19. stoljeća.IXV. U isto vrijeme već su obavljena prva metalografska istraživanja željeza i njegovih legura.

Čelici kombinuju visoku krutost sa dovoljnom statičkom i cikličkom čvrstoćom. Ovi parametri se mogu mijenjati u širokom rasponu promjenom koncentracije ugljika, legirajućih elemenata i tehnologija termičke i kemijsko-termalne obrade. Promjenom hemijskog sastava moguće je dobiti čelik različitih svojstava, te ga koristiti u mnogim granama tehnike i narodne privrede.

Ugljični čelici se klasificiraju prema sadržaju ugljika, namjeni, kvaliteti, stupnju deoksidacije i strukturi u ravnotežnom stanju.

Prema namjeni čelici se dijele na konstrukcijske i instrumentalne. Konstrukcioni čelici predstavljaju najobimniju grupu namenjenu za izradu građevinskih konstrukcija, mašinskih delova i instrumenata. Ovi čelici uključuju očvršćene, kaljene, visoke čvrstoće i čelike s oprugama. Alatni čelici se dijele na čelike za rezne, mjerne alate, hladne i vruće matrice (do 200 0 C) deformacija.

Prema kvaliteti čelika dijele se na obične, visokokvalitetne, visokokvalitetne. Pod kvalitetom čelika podrazumijeva se skup svojstava određenih metalurškim procesom njegove proizvodnje. Čelici običnog kvaliteta su samo ugljični (do 0,5% C), visokokvalitetni i visokokvalitetni čelici su ugljični i legirani.

Prema stepenu deoksidacije i prirodi skrućivanja, čelici se dijele na mirne, polumirne i kipuće. Deoksidacija je proces uklanjanja kisika iz tekućeg metala, koji se provodi kako bi se spriječio krhki lom čelika tokom vruće deformacije.

Polutihi čelici, po stepenu deoksidacije, zauzimaju međupoložaj između mirnih i kipućih čelika.

Prema strukturi u ravnotežnom stanju, čelici se dele na: 1) hipoeutektoidne, koji imaju ferit i perlit u strukturi; 2) eutektoid čija se struktura sastoji od perlita; 3) hipereutektoid, koji u strukturi ima perlit i sekundarni cementit.

2. Označavanje, dekodiranje, svojstva, termička obrada i obim primjene.

2.1 Ugljični konstrukcijski čelici

Čelici običnog kvaliteta proizvode se u obliku valjanih proizvoda (šipke, grede, limovi, uglovi, cijevi, kanali itd.) u normaliziranom stanju i, ovisno o namjeni i skupu svojstava, dijele se u grupe: A, B , C.

Čelici su označeni kombinacijom slova St i broja (od 0 do 6), koji označava broj razreda, a ne prosječan sadržaj ugljika u njemu, iako kako se broj povećava, sadržaj ugljika u čeliku raste. Čelici grupa B i C imaju slova B i C ispred klase, što ukazuje na njihovu pripadnost ovim grupama. Grupa A nije naznačena u oznaci razreda čelika. Stepen deoksidacije se označava dodavanjem indeksa: kod mirnih čelika – „sp“, polutihih čelika – „ps“, čelika koji vreli – „kp“, a kategorija standardizovanih svojstava (osim kategorije 1) označava se sa naknadni broj. Mirni i polumirni čelici se proizvode od St1 – St6, ključajući – St1 – St4 sve tri grupe. St0 čelik se ne dijeli prema stupnju deoksidacije.

Čelici grupe A koriste se u stanju isporuke za proizvode čija proizvodnja nije praćena toplom obradom. U ovom slučaju zadržavaju normalizacijske strukture i mehanička svojstva zajamčena standardom.

Čelik klase St3 se koristi u isporučenom stanju bez tlačne obrade ili zavarivanja. Široko se koristi u građevinarstvu za proizvodnju metalnih konstrukcija.

Čelici grupe B koriste se za proizvode proizvedene toplom obradom (kovanje, zavarivanje i, u nekim slučajevima, termička obrada), kod kojih nije očuvana originalna struktura i mehanička svojstva. Za takve dijelove, informacije o kemijskom sastavu su važne za određivanje načina rada vruće.

Čelici grupe B skuplji su od čelika grupa A i B, koriste se za kritične dijelove (za proizvodnju zavarenih konstrukcija).

Ugljenični čelici običnog kvaliteta (sve tri grupe) namenjeni su za izradu raznih metalnih konstrukcija, kao i lako opterećenih delova mašina i instrumenata. Ovi čelici se koriste kada su performanse dijelova i konstrukcija osigurane krutošću. Ugljični čelici uobičajenog kvaliteta imaju široku primjenu u građevinarstvu u proizvodnji armiranobetonskih konstrukcija. Čelici grupa B i C, brojevi 1-4, sposobni su za zavarivanje i hladnu obradu, stoga se od njih izrađuju zavareni nosači, razni okviri i građevinske metalne konstrukcije, osim toga, pričvršćivači, od kojih su neki podvrgnuti karburizaciji.

Srednji ugljenični čelici broj 5 i 6, koji imaju veliku čvrstoću, namenjeni su za šine, železničke točkove, kao i za osovine, remenice, zupčanike i druge delove podiznih i poljoprivrednih mašina. Neki dijelovi od ovih čelika grupe B i C podvrgavaju se termičkoj obradi - kaljenju nakon čega slijedi visoko kaljenje.

U strojarstvu se visokokvalitetni ugljični čelici koriste za izradu dijelova za različite, najčešće nekritične namjene i prilično su jeftin materijal. Ovi čelici se isporučuju industriji u obliku valjanih proizvoda, otkovaka i profila za različite namene sa zagarantovanim hemijskim sastavom i mehaničkim svojstvima.

U mašinstvu se koriste visokokvalitetni ugljični čelici koji se isporučuju u skladu sa GOST 1050-74. Ovi čelici su označeni dvocifrenim brojevima 05, 08, 10, 15, 20, ..., 75, 80, 85, koji označavaju prosječan sadržaj ugljika u stotim dijelovima procenta.

U ugljenični čelik spadaju i čelici sa visokim sadržajem mangana (0,7-1,0%) razreda 15G, 20G, 25G, ..., 70G, koji imaju povećanu kaljivost.

Tihi čelici su označeni bez indeksa, polutihi i kipući čelici označeni su indeksom “ps” odnosno “kp”. Vrući čelici se proizvode u klasama 05kp, 08kp, 10kp, 15kp, 20kp, polutihi čelici - 08ps, 10ps, 15ps, 20ps.

Visokokvalitetni čelici imaju široku primjenu u mašinstvu i izradi instrumenata, jer se zbog različitog sadržaja ugljika u njima i, shodno tome, termičke obrade, može dobiti širok raspon mehaničkih i tehnoloških svojstava.

Niskougljenični čelici 05kp, 08kp, 10kp, 15kp, 20kp odlikuju se niskom čvrstoćom i visokom duktilnošću u hladnom stanju. Ovi čelici se uglavnom proizvode u obliku tankih limova i koriste se nakon žarenja ili normalizacije za duboko izvlačenje hladno oblikovanje. Lako se štampaju zbog niskog sadržaja ugljenika i male količine silicijuma, što ih čini veoma mekim. Mogu se koristiti u automobilskoj industriji za proizvodnju dijelova složenih oblika. Duboko izvlačenje iz limova ovih čelika koristi se u proizvodnji limenki, emajliranog posuđa i drugih industrijskih proizvoda.

Blagi čelici 08, 10 koriste se u žarenom stanju za konstrukcije male čvrstoće - kontejnere, cijevi itd.

Čelici 10, 15, 20 i 25 su takođe niskougljenični čelici; duktilni su, laki za zavarivanje i štancanje. U normaliziranom stanju, uglavnom se koriste za pričvršćivače - valjke, osovine itd.

Da bi se povećala površinska čvrstoća ovih čelika, oni se cementiraju (površina je zasićena ugljikom) i koriste se za male dijelove, kao što su lagano opterećeni zupčanici, zupčanici itd.

Srednje ugljični čelici 30, 35, 40, 45, 50 i slični čelici s visokim sadržajem mangana 30G, 40G i 50G u normaliziranom stanju odlikuju se povećanom čvrstoćom, ali shodno tome nižom žilavošću i duktilnošću. Ovisno o radnim uvjetima dijelova izrađenih od ovih čelika, na njih se primjenjuju različite vrste termičke obrade: normalizacija, poboljšanje, kaljenje niskim kaljenjem, visokofrekventno kaljenje itd.

Srednji ugljični čelici koriste se za proizvodnju malih osovina, klipnjača, zupčanika i dijelova koji su podložni cikličnim opterećenjima. U dijelovima velikih dimenzija sa velikim poprečnim presjekom, zbog slabe kaljivosti, mehanička svojstva su značajno smanjena.

Visokougljenični čelici 60, 65, 70, 75, 80 i 85, kao i sa visokim sadržajem mangana 60G, 65G i 70G, uglavnom se koriste za proizvodnju opruga, opruga, žice visoke čvrstoće i drugih proizvoda sa visokim sadržajem. elastičnost i otpornost na habanje. Podvrgnuti su kaljenju i srednjem kaljenju do troostitne strukture u kombinaciji sa zadovoljavajućom žilavošću i dobrom granicom izdržljivosti.

Uz standarde, ND o standardizaciji zakonski obuhvata međunarodne i međudržavne standarde, pravila, norme i preporuke koje se primjenjuju na propisani način. Pogledajmo ukratko karakteristike standarda i drugih regulatornih dokumenata.

1. Standardi koji se primjenjuju na određeno područje aktivnosti.

Državni standard(GOST, GOST R). Objekti državnih standarda uključuju:

1) organizacione, metodološke i opšte tehničke objekte međusektorske primene;

2) proizvodi, procesi i usluge od međuindustrijskog značaja.

Za državne standarde uspostavljena je određena struktura označavanja. Za standarde uključene u određeni sistem, na primjer, sistem standarda ergonomije i tehničke estetike (SSETE), sistem standarda pouzdanosti, oznaka se sastoji od indeksa standardne kategorije (GOST R ili GOST), standardnog indeksa sistema ( XX), šifra klasifikacione grupe (X), broj standarda u grupi (XX) i poslednje dve cifre – godina registracije standarda. Primjer: za SSETE imamo GOST 30.001-83. Osnovne odredbe. Ovdje 30 je sistemski indeks (XX), 0 je kod klasifikacione grupe. 01 je broj standarda u grupi, 83 je godina registracije standarda.

Karakteristike razvoja OST, STO, STP navedene su u GOST R 1.4 - 93. Treba napomenuti da je upotreba standarda preduzeća (STP) i tehničkih specifikacija (TS) ograničena okvirom organizacije (preduzeća) .

Industrijski standard(OST ). Industrijski standardi, kao i državni standardi, namijenjeni su za iste vrste objekata. Oznaka industrijskog standarda sastoji se od indeksa (OST), simbola ministarstva (odjela), registracijskog broja i godine odobrenja standarda. Primjer: OST56–98–93.

Društveni standardi(STOTINU). Predmeti servisa su: 1) fundamentalno nove (pionirske) vrste proizvoda i usluga; 2) nove metode ispitivanja, metodologiju ispitivanja; 3) netradicionalne tehnologije razvoja, proizvodnje, skladištenja i novi principi organizacije i upravljanja proizvodnjom (rezultati istraživanja); 4) druge vrste delatnosti. Ova vrsta standarda je intelektualno vlasništvo i podliježe autorskom pravu. Oznaka STO se sastoji od indeksa (STO), skraćenice kompanije, registarskog broja i brojeva koji određuju godinu odobrenja standarda Primer: STO ROO 10.01–95, gde je ROO Rusko društvo procenjivača.

Standardi preduzeća(STP ). Ovu vrstu standarda razvijaju privredni subjekti u sledećim slučajevima: 1) da bi obezbedili primenu državnih standarda, industrijskih standarda i standarda drugih kategorija u preduzeću; 2) o proizvodima, procesima i uslugama stvorenim i korišćenim u ovom preduzeću. STP odobrava rukovodilac preduzeća, obavezan je za zaposlene u ovom preduzeću i lokalni je regulatorni akt.

Primer: standard preduzeća – STP-SK-02.05-99, gde je STP indeks standarda, SK indeks objekta standardizacije, tj. SK – sistem kvaliteta, 02.05 – registarski broj i 99 – godina odobrenja standarda.

2. Standardi primijenjeni na objekte.

Fundamental Standards– normativni dokument koji ima širok opseg ili sadrži opšte odredbe za određenu oblast delatnosti.

Standardi za proizvode (usluge) uspostaviti zahtjeve za grupe homogenih proizvoda (usluga) ili za specifične proizvode (usluge). Homogeni proizvodi– skup proizvoda koji karakteriše zajednička namena, obim primene, dizajnersko i tehnološko rešenje i niz pokazatelja kvaliteta.

Za proizvode se razvijaju sledeće vrste standarda: standard opštih tehničkih uslova i standard tehničkih uslova. U prvom slučaju, standard sadrži opšte zahteve za grupe homogenih proizvoda; u drugom - uspostaviti karakteristike kvaliteta na osnovu kontrole i ispitivanja. Generalno, standardi za proizvode uključuju sljedeće dijelove: pojmove i definicije, osnovne parametre ili dimenzije, opšte tehničke zahtjeve za proizvode, pravila za prihvatanje, označavanje, pakovanje, transport i skladištenje. Za procjenu kvaliteta svakog proizvoda sastavlja se paket standarda.

Standardi za procese (radove) utvrđuju zahtjeve za obavljanje različitih vrsta poslova u pojedinim fazama životnog ciklusa proizvoda (usluge) – razvoj, proizvodnja, skladištenje, transport, eksploatacija, odlaganje kako bi se osiguralo njihovo tehničko jedinstvo i optimalnost. Tipičan predmet industrijskih standarda su standardni tehnološki procesi. Primer: OST 36–71–82 „Termoizolacione ploče od mineralne vune. Tipičan tehnološki proces."

U sadašnjoj fazi, standardi za procese upravljanja u sistemu obezbjeđivanja kvaliteta proizvoda (usluga) - upravljanje dokumentacijom, nabavka proizvoda, obuka osoblja - postaju od velikog značaja. Postoje standardi za sisteme kompjuterski potpomognutog projektovanja (CAD).

Standardi za metode kontrole(testiranje, mjerenje, analiza) mora prije svega obezbijediti sveobuhvatnu provjeru svih obaveznih zahtjeva za kvalitet proizvoda (usluga). Kontrolne metode moraju biti objektivne, tačne i davati ponovljive rezultate.

3. Ostali normativni dokumenti o standardizaciji.Oni pravno uključuju: pravila (PR), preporuke (R), norme (N) i tehničke uslove (TU).

Pravila(PR) – dokument kojim se utvrđuju obavezne organizacione, tehničke i (ili) opšte tehničke odredbe, procedure, načini obavljanja poslova. Primer: Pravila za sertifikaciju u Ruskoj Federaciji (odobrena Uredbom Državnog standarda Rusije od 10. maja 2000. br. 26); PR 50.2.002–94 Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja.

Preporuke(P) – dokument koji sadrži dobrovoljne organizacione, tehničke i (ili) opšte tehničke odredbe, procedure, metode obavljanja poslova. Primjer: R 50.1.006–95. Državni nadzor usklađenosti sa obaveznim zahtjevima državnih standarda i certificiranih industrijskih proizvoda. Gosstandart Rusije.

Norma (N) – odredba kojom se utvrđuju kvantitativni i kvalitativni kriterijumi koji moraju biti zadovoljeni. Primjer: “Standard radijacijske sigurnosti”. Državni sanitarni i epidemiološki nadzor Ruske Federacije. M.: 1996.

Specifikacije(TU) su uključene u ND kako bi se stvorile legitimne mogućnosti za njihovu upotrebu za državnu regulaciju sigurnosti i kvaliteta proizvoda. ND uključuje samo one specifikacije u pogledu kojih je, prvo, zakon već uveo ili će uvesti odredbe za njihovu registraciju, odnosno odobrenje na saveznom nivou; drugo, na koje se pozivaju u ugovorima za isporučene proizvode. U skladu sa GOST 2.114, specifikacije se razvijaju za jedan proizvod ili za nekoliko specifičnih proizvoda. TU fond sadrži oko 150 hiljada jedinica. Oznake TU se formiraju od koda - "TU", šifre grupe proizvoda prema klasifikatoru proizvoda (OKP), trocifrenog registarskog broja šifre preduzeća prema klasifikatoru preduzeća i organizacija (OKPO), poslednja dva cifre su godina odobrenja dokumenta. Primjer: TU 1115–017–38576343-93, gdje je 1115 šifra grupe proizvoda prema OKP; 017 – registarski broj; 38576343 – šifra preduzeća prema OKPO; 93 – godina registracije.

2. Označavanje, dekodiranje, svojstva, termička obrada i obim primjene

2.1 Ugljični konstrukcijski čelici

2.2 Čelici slobodnog sečenja

2.3 Konstrukcijski niskolegirani čelici

2.4 Konstrukcijski kaljeni čelici

2.5 Konstrukcijski nadogradivi čelici

2.6 Čelici za opruge

2.7 Čelici za kuglične ležajeve

2.8 Čelici otporni na habanje

2.9 Čelici otporni na koroziju

2.10 Čelici i legure otporni na toplinu

1. Opće karakteristike čelika

Gvozdene legure sa sadržajem ugljika do 2,14% nazivaju se čelici. Osim željeza i ugljika, čelici sadrže korisne i štetne nečistoće.

Čelik je glavni metalni materijal koji se široko koristi za proizvodnju dijelova strojeva, aviona, instrumenata, raznih alata i građevinskih konstrukcija. Široka upotreba čelika je zbog kompleksa mehaničkih, fizičko-hemijskih i tehnoloških svojstava. Metode za široku proizvodnju čelika otkrivene su sredinom 19. stoljeća.
U isto vrijeme već su obavljena prva metalografska istraživanja željeza i njegovih legura.

Čelici kombinuju visoku krutost sa dovoljnom statičkom i cikličkom čvrstoćom. Ovi parametri se mogu mijenjati u širokom rasponu promjenom koncentracije ugljika, legirajućih elemenata i tehnologija termičke i kemijsko-termalne obrade. Promjenom hemijskog sastava moguće je dobiti čelik različitih svojstava, te ih koristiti u mnogim granama tehnike i narodnoj privredi.

Ugljični čelici se klasificiraju prema sadržaju ugljika, namjeni, kvaliteti, stupnju deoksidacije i strukturi u ravnotežnom stanju.

Prema namjeni čelici se dijele na konstrukcijske i instrumentalne. Konstrukcioni čelici predstavljaju najobimniju grupu namenjenu za izradu građevinskih konstrukcija, mašinskih delova i instrumenata. Ovi čelici uključuju očvršćene, kaljene, visoke čvrstoće i čelike s oprugama. Alatni čelici se dijele na čelike za rezne, mjerne alate, matrice za hladnu i vruću (do 200 0C) deformacije.

Prema kvaliteti čelika dijele se na obične, visokokvalitetne, visokokvalitetne. Pod kvalitetom čelika podrazumijeva se skup svojstava određenih metalurškim procesom njegove proizvodnje. Čelici običnog kvaliteta su samo ugljični (do
0,5% C), visokokvalitetni i kvalitetni - ugljik i legura.

Polutihi čelici, po stepenu deoksidacije, zauzimaju međupoložaj između mirnih i kipućih čelika.

2. Označavanje, dekodiranje, svojstva, termička obrada i obim primjene.

2.1 Ugljični konstrukcijski čelici

Čelici su označeni kombinacijom slova St i broja (od 0 do 6), koji označava broj razreda, a ne prosječan sadržaj ugljika u njemu, iako kako se broj povećava, sadržaj ugljika u čeliku raste. Čelici grupa B i C imaju slova B i C ispred klase, što ukazuje na njihovu pripadnost ovim grupama. Grupa A nije naznačena u oznaci razreda čelika. Stepen deoksidacije se označava dodavanjem indeksa: kod mirnih čelika – “sp”, polutihih čelika – “ps”, kipućih čelika – “kp” i kategorije standardiziranih svojstava
(osim kategorije 1) označava se narednom cifrom. Mirni i polumirni čelici se proizvode od St1 – St6, ključajući – St1 – St4 sve tri grupe. St0 čelik se ne dijeli prema stupnju deoksidacije.

Čelik klase St3 se koristi u isporučenom stanju bez tlačne obrade ili zavarivanja. Široko se koristi u građevinarstvu za proizvodnju metalnih konstrukcija.

Čelici grupe B skuplji su od čelika grupa A i B, koriste se za kritične dijelove (za proizvodnju zavarenih konstrukcija).

Ugljenični čelici običnog kvaliteta (sve tri grupe) namenjeni su za izradu raznih metalnih konstrukcija, kao i lako opterećenih delova mašina i instrumenata. Ovi čelici se koriste kada su performanse dijelova i konstrukcija osigurane krutošću.
Ugljični čelici uobičajenog kvaliteta imaju široku primjenu u građevinarstvu u proizvodnji armiranobetonskih konstrukcija. Čelici grupa B i C, brojevi 1-4, sposobni su za zavarivanje i hladnu obradu, stoga se od njih izrađuju zavareni nosači, razni okviri i građevinske metalne konstrukcije, osim toga, pričvršćivači, od kojih su neki podvrgnuti karburizaciji.

Srednji ugljenični čelici broj 5 i 6, koji imaju veliku čvrstoću, namenjeni su za šine, železničke točkove, kao i za osovine, remenice, zupčanike i druge delove podiznih i poljoprivrednih mašina.
Neki dijelovi od ovih čelika grupe B i C podvrgavaju se termičkoj obradi - kaljenju nakon čega slijedi visoko kaljenje.

U mašinstvu se koriste visokokvalitetni ugljični čelici koji se isporučuju u skladu sa GOST 1050-74. Ovi čelici su označeni dvocifrenim brojevima 05,
08, 10, 15, 20, …, 75, 80, 85, što pokazuje prosječan sadržaj ugljika u stotim dijelovima procenta.

U ugljenični čelik spadaju i čelici sa visokim sadržajem mangana (0,7-1,0%) razreda 15G, 20G, 25G, ..., 70G, koji imaju povećanu kaljivost.

Tihi čelici su označeni bez indeksa, polutihi i kipući čelici označeni su indeksom “ps” odnosno “kp”. Vrući čelici proizvode klase 05kp,
08kp, 10kp, 15kp, 20kp, polu-tihi - 08ps, 10ps, 15ps, 20ps.

Blagi čelici 08, 10 koriste se u žarenom stanju za konstrukcije male čvrstoće - kontejnere, cijevi itd.

Čelici 10, 15, 20 i 25 su takođe niskougljenični čelici; duktilni su, laki za zavarivanje i štancanje. U normaliziranom stanju, uglavnom se koriste za pričvršćivače - valjke, osovine itd.

Da bi se povećala površinska čvrstoća ovih čelika, oni su cementirani
(zasićuju površinu ugljikom) i koriste se za male dijelove, kao što su lagano opterećeni zupčanici, bregovi, itd.

2.2 Automatski čelici

Ovi čelici su označeni slovom A (automatski) i brojevima koji pokazuju prosječan sadržaj ugljika u stotim dijelovima procenta. Ako je automatski čelik legiran olovom, tada oznaka marke počinje kombinacijom slova "AC".
Da bi se spriječila crvena krhkost, povećava se količina mangana u čelicima. Dodavanje olova, selena i telura u čelik za rezanje omogućava smanjenje potrošnje reznog alata za 2-3 puta.

Poboljšana obradivost postiže se modifikacijom sa kalcijumom
(uveden u tečni čelik u obliku silikokalcijuma), koji globulizira sulfidne inkluzije, što ima pozitivan učinak na obradivost, ali ne tako aktivno kao sumpor i fosfor.

Sumpor stvara veliki broj mangan sulfida, izduženih u smjeru valjanja. Sulfidi imaju efekat podmazivanja, čime se narušava kontinuitet metala. Fosfor povećava lomljivost ferita, što olakšava odvajanje metalnih strugotina tokom procesa rezanja. Oba ova elementa pomažu u smanjenju lijepljenja alata za rezanje i stvaraju glatku, sjajnu radnu površinu.

Međutim, treba imati na umu da povećanje sadržaja sumpora i fosfora smanjuje kvalitetu čelika. Čelici koji sadrže sumpor imaju izraženu anizotropiju mehaničkih svojstava i smanjenu otpornost na koroziju.

Čelici A11, A12, A20 koriste se za pričvršćivače i proizvode složenih oblika koji ne trpe velika opterećenja, ali su podložni visokim zahtjevima za preciznost dimenzija i čistoću površine.

Čelici A30 i A40G namijenjeni su dijelovima koji su izloženi većim naprezanjima.

U automatskim čelicima koji sadrže selen, obradivost je povećana zbog stvaranja selenida i sulfoselenida, koji obavijaju čvrste oksidne inkluzije i time eliminišu njihov abrazivni učinak. Osim toga, selenidi zadržavaju svoj globularni oblik nakon obrade pod pritiskom, stoga praktički ne uzrokuju anizotropiju svojstava i ne narušavaju otpornost čelika na koroziju, poput sumpora. Upotreba ovih čelika smanjuje potrošnju alata za polovicu i povećava produktivnost do 30%.

2.3 Konstrukcijski niskolegirani čelici

Niskolegirani čelici sadrže do 2,5% legirajućih elemenata.
Oznaka marke uključuje brojeve i slova koja označavaju približni sastav čelika. Na početku marke nalaze se dvocifreni brojevi koji označavaju prosječan sadržaj ugljika u stotim dijelovima procenta. Slova desno od broja označavaju legirne elemente: A - azot, B - niobijum, B - volfram, G - mangan, D - bakar, E - selen, K - kobalt, N - nikl, M - molibden, P - fosfor, P – bor, C – silicijum, T – titanijum, F – vanadijum, X – hrom, C – cirkonijum, Ch – retkozemni elementi, Yu – aluminijum. Brojevi iza slova označavaju približan sadržaj (u cijelim procentima) odgovarajućeg legirajućeg elementa (za sadržaj od 1-1,5% ili manje, broj nedostaje).

U ovu grupu spadaju čelici sa udjelom ugljika od 0,1-0,3%, koji nakon kemijsko-termičke obrade, kaljenja i niskog otpuštanja daju visoku površinsku tvrdoću s viskoznim, ali dovoljno jakim jezgrom. Ovi čelici se koriste za izradu mašinskih delova i uređaja.
(bregovi, zupčanici, itd.) izloženi promjenjivim i udarnim opterećenjima i istovremeno podložni habanju.

2.4 Konstrukcijski čelici za očvršćavanje

Elementi koji formiraju karbide i nitride (kao što su Cr, Mn, Mo, itd.) pomažu u povećanju kaljivosti, površinske tvrdoće, otpornosti na habanje i izdržljivosti na dodir. Nikl povećava viskozitet jezgre i difuzionog sloja i smanjuje prag hladnokrtosti. Cementabilno
(nitrocarburized) legirani čelici se dijele u dvije grupe prema svojim mehaničkim svojstvima: čelici srednje čvrstoće sa granom tečenja manjom od 700 MPa (15H, 15HF) i povećane čvrstoće sa granom tečenja od 700-
1100 MPa (12H2N4A, 18H2N4MA, itd.).

Krom (15H, 20H) i hrom-vanadijum (15HF) čelici se cementiraju do dubine od 1,5 mm. Nakon kaljenja (880 0S, voda, ulje) i naknadnog kaljenja (180 0S, vazduh, ulje) čelici imaju sledeća svojstva: ?v = 690-
800 MPa, ? = 11-12%, KCU = 0,62 MJ/m2.

Krommanganski čelici (18HGT, 25HGT), koji se široko koriste u automobilskoj industriji, sadrže po 1% hroma i mangana (jeftina zamjena za nikl u čeliku), kao i 0,06% titana. Njihov nedostatak je sklonost unutrašnjoj oksidaciji prilikom karburizacije plina, što dovodi do smanjenja tvrdoće sloja i granice izdržljivosti. Ovaj nedostatak se otklanja legiranjem čelika sa molibdenom (25 hgm). Za rad u uslovima habanja koristi se čelik 20KhGR legiran borom. Bor povećava kaljivost i čvrstoću čelika, ali smanjuje njegovu žilavost i duktilnost.

Krom-nikl-molibden (volfram) čelik 18H2N4MA (18H2N4VA) pripada martenzitnoj klasi i stvrdnjava se na vazduhu, što pomaže u smanjenju savijanja. Legiranje hrom-nikl čelika W ili
Mo dodatno povećava njihovu otvrdljivost. Štaviše, Mo značajno povećava otvrdljivost cementiranog sloja, dok hrom i mangan prvenstveno povećavaju otvrdljivost jezgre. U cementiranom stanju ovaj čelik se koristi za izradu zupčanika za avionske motore, brodske mjenjače i druge velike dijelove za kritične svrhe. Ovaj čelik se također koristi kao poboljšanje u proizvodnji dijelova koji su podložni velikim statičkim i udarnim opterećenjima.

2.5 Konstrukcijski nadogradivi čelici

Poboljšani čelici su oni koji se koriste nakon kaljenja uz visoko kaljenje (poboljšanje). Ovi čelici (40Kh, 40KhFA, 30KhGSA, 38KhN3MFA, itd.) sadrže 0,3-0,5% ugljika i 1-6% legirajućih elemenata. Čelici su kaljeni od 820-880 0C u ulju (veliki dijelovi - u vodi); Visoko kaljenje se izvodi na 500-650 0C nakon čega slijedi hlađenje u vodi, ulju ili zraku (u zavisnosti od sastava čelika). Čelična konstrukcija nakon poboljšanja je sorbitol. Ovi čelici se koriste za proizvodnju osovina, klipnjača, šipki i drugih dijelova koji su podložni cikličkim ili udarnim opterećenjima.
U tom smislu, čelici koji se poboljšavaju moraju imati visoku granicu tečenja, duktilnost, žilavost i nisku osjetljivost na zarez.

Čelici pripadaju martenzitnoj klasi i blago omekšaju pri zagrijavanju na 300-400 0C. Koriste se za izradu turbinskih vratila i rotora, te teško opterećenih dijelova mjenjača i kompresora.

2.6 Čelici za opruge

Opruge, lisnate opruge i drugi elastični elementi rade u području elastične deformacije materijala. U isto vrijeme, mnogi od njih su podložni cikličnim opterećenjima. Stoga su glavni zahtjevi za opružne čelike osigurati visoke vrijednosti elastičnosti, popuštanja, izdržljivosti, kao i potrebnu duktilnost i otpornost na lomljiv lom.

Čelici za opruge i opruge sadrže 0,5-0,75% C; dodatno su legirani silicijumom (do 2,8%), manganom (do 1,2%), hromom
(do 1,2%), vanadij (do 0,25%), volfram (do 1,2%) i nikl (do 1,7%)
%). U tom slučaju dolazi do rafiniranja zrna, što doprinosi povećanju otpornosti čelika na male plastične deformacije, a samim tim i njegovoj relaksacijskoj otpornosti.

Silicijumski čelici 55S2, 60S2A,
70S3A. Međutim, mogu biti podložni dekarbonizaciji i grafitizaciji, što naglo smanjuje karakteristike elastičnosti i izdržljivosti materijala. Otklanjanje ovih nedostataka, kao i povećanje kaljivosti i inhibicije rasta zrna pri zagrevanju, postiže se dodatnim uvođenjem hroma, vanadijuma, volframa i nikla u silicijumske čelike.

Čelik 50HFA, koji se široko koristi za proizvodnju automobilskih opruga, ima bolja tehnološka svojstva od silicijumskih čelika.
Opruge ventila su izrađene od čelika 50HFA, koji nije sklon razugljikovanju i pregrijavanju, ali ima nisku kaljivost.

Toplinska obrada legiranih opružnih čelika (otvrdnjavanje 850-880
0S, kaljenje 380-550 0S) pružaju visoke granice čvrstoće i fluidnosti. Takođe se koristi izotermno očvršćavanje.

Maksimalna granica izdržljivosti postiže se termičkom obradom do tvrdoće od HRC 42-48.

Za proizvodnju opruga koristi se i hladno vučena žica (ili traka) od visokougljičnih čelika 65, 65G, 70, U8, U10 itd.

Opruge i drugi elementi posebne namjene izrađuju se od martenzita visokog hroma (30H13), martenzitnog (03H12N10D2T), austenitnog nerđajućeg čelika (12H18N10T), austenitno-martenzitnog (09H15N8U) i drugih čelika i legura.

2.7 Čelici za kuglične ležajeve

Da bi se osigurale performanse proizvoda, čelik za kuglični ležaj mora imati visoku tvrdoću, čvrstoću i otpornost na dodir.
To se postiže poboljšanjem kvaliteta metala: čišćenjem od nemetalnih inkluzija i smanjenjem poroznosti korištenjem elektrošljake ili vakuumskog pretapanja.

U proizvodnji ležajnih dijelova široko se koriste kuglični ležajevi (W) hrom (X) čelici ŠH15SG (sljedeći broj 15 označava sadržaj hroma u desetinkama procenta - 1,5%). ShKh15SG je dodatno legiran silicijumom i manganom radi povećanja otvrdljivosti. Žarenje čelika do tvrdoće od oko 190 HB osigurava obradivost poluproizvoda rezanjem i štancanje dijelova u hladnom stanju. Kaljenje delova ležaja (kuglice, valjci i prstenovi) vrši se u ulju na temperaturama od 840-860 0C. Prije kaljenja dijelovi se hlade na 20-25 0C kako bi se osigurala stabilnost njihovog rada (smanjenjem količine zadržanog austenita). Kaljenje čelika se vrši na 150-
170 0C 1-2 sata.

Dijelovi kotrljajućih ležajeva koji doživljavaju velika dinamička opterećenja izrađuju se od čelika 20H2N4A i 18HGT uz naknadnu karburizaciju i termičku obradu. Za dijelove ležaja koji rade u dušičnoj kiselini i drugim agresivnim sredinama koristi se čelik 95X18 koji sadrži 0,95% C i 18% Cr.

2.8 Čelici otporni na habanje

Otpornost na habanje dijelova obično se prvenstveno osigurava povećanom površinskom tvrdoćom. Međutim, austenitni čelik sa visokim sadržajem mangana 110G13L (1,25% C, 13% Mn, 1% Cr, 1% Ni) niske početne tvrdoće (180-220 HB) uspješno se haba u uvjetima abrazivnog trenja, praćenog izlaganjem visokim pritisak i velike dinamičke sile.(udarna) opterećenja (takvi uslovi rada tipični su za gusjenice gusjeničarskih vozila, čeljusti drobilica itd.). To se objašnjava povećanom sposobnošću čelika da se stvrdne tijekom hladne plastične deformacije, koja iznosi 70%, tvrdoća čelika se povećava sa 210 HB na 530 HB. Visoka otpornost čelika na habanje postiže se ne samo deformacijskim kaljenjem austenita, već i formiranjem martenzita sa heksagonalnom ili romboedarskom rešetkom. Sa sadržajem fosfora većim od 0,025%, čelik postaje hladno lomljiv. Struktura livenog čelika je austenit sa viškom karbida mangana taloženog duž granica zrna, smanjujući čvrstoću i žilavost materijala. Da bi se dobila jednofazna austenitna struktura, odlivci se gase u vodi od temperature od 1050-1100 0C. U ovom stanju čelik ima visoku duktilnost, nisku tvrdoću i nisku čvrstoću.

Proizvodi koji rade u uslovima kavitacionog habanja izrađeni su od čelika 30H10G10, 0H14G12M.

2.9 Čelici otporni na koroziju

Čelici koji su otporni na elektrohemijsku koroziju nazivaju se otporni na koroziju (nerđajući). Otpornost čelika na koroziju postiže se unošenjem u njega elemenata koji formiraju guste zaštitne filmove na površini, čvrsto spojene sa podlogom, sprečavajući direktan kontakt čelika sa agresivnom okolinom, a takođe povećavajući njegov elektrohemijski potencijal u ovoj sredini.

Nerđajući čelici se dele u dve glavne grupe: hrom i hrom-nikl.

Čelici otporni na koroziju hroma koriste se u tri tipa: 13, 17 i
27% Cr, dok u čelicima sa 13% Cr sadržaj ugljika može varirati ovisno o zahtjevima u rasponu od 0,08 do 0,40%. Struktura i svojstva kromiranih čelika zavise od količine kroma i ugljika. U skladu sa strukturom dobijenom tokom normalizacije, hrom čelici se dele u sledeće klase: feritni (čelici 08H13, 12H17, 15H25T,
15H28), martenzitno-feritno (12H13) i martenzitno (20H13, 30H13,
40H13).

Čelici sa niskim sadržajem ugljenika (08H13, 12H13) su duktilni, laki za zavarivanje i štancanje. Podvrgnuti su kaljenju u ulju (1000-1050 0C) uz visoko kaljenje na 600-800 0C i koriste se za izradu dijelova koji doživljavaju udarna opterećenja (ventili hidrauličnih presa) ili rade u blago agresivnim sredinama (oštrice hidraulike i pare turbine i kompresori). Ovi čelici se mogu koristiti na temperaturama do 450
0C (dugotrajni rad) i do 550 0C (kratkoročni rad). Čelici 30H13 i 40H13 imaju visoku tvrdoću i povećanu čvrstoću. Ovi čelici su kaljeni sa
1000-1050 0S u ulju i otpušten na 200-300 0S. Ovi čelici se koriste za izradu igala karburatora, opruga, hirurških instrumenata itd.
Visokohromni čelici feritne klase (12H17, 15H25T i 15H28) imaju veću otpornost na koroziju u poređenju sa čelicima koji sadrže
13% Cr. Ovi čelici nisu kaljeni termičkom obradom. Sklone su jakom rastu zrna kada se zagreju iznad 850 0C. Čelici sa visokim sadržajem hroma feritne klase često se koriste kao čelici otporni na kamenac.

Krom-nikl nehrđajući čelici, ovisno o njihovoj strukturi, dijele se na austenitne, austenitno-martenzitne i austenitno-feritne. Struktura hrom-nikl čelika zavisi od sadržaja ugljenika, hroma, nikla i drugih elemenata.

Austenitni čelici sa 18% Cr i 9-10% Ni (12H18N9, 17H18N9, itd.) kao rezultat kaljenja dobijaju austenitnu strukturu i odlikuju se visokom duktilnošću, umjerenom čvrstoćom i dobrom otpornošću na koroziju u oksidirajućim sredinama. Ovi su postali tehnološki napredni
(dobro zavareni, štancani, hladno valjani itd.).

Čelici 12H18N9, 17H18N9 nakon sporog hlađenja iz austenitnog područja imaju strukturu koja se sastoji od austenita, ferita i karbida. Da bi se karbidi rastvorili, kao i spriječilo njihovo taloženje pri sporom hlađenju, austenitni čelici se zagrijavaju na 1050-1120 0C i kale u vodi, ulju ili zraku. Austenitni čelici nisu skloni krtom lomu pri niskim temperaturama, pa se čelici otporni na koroziju hrom-nikl široko koriste u kriogenoj tehnologiji za skladištenje tečnih gasova, izradu školjki za rezervoare za gorivo i rakete itd.

Čelici austenitno-martenzitne klase (09H15N8U, 09H17N7U) se široko koriste uglavnom kao čelici visoke čvrstoće. Dobro zavaruju i otporni su na atmosfersku koroziju. Kako bi se osigurala dovoljna čvrstoća i istovremeno povećana otpornost na koroziju, čelik 09H15N8U se podvrgava sljedećoj toplinskoj obradi: kaljenje do austenita (925-975
0C) nakon čega slijedi hladno tretiranje (-70 0C) i starenje (350-3800C).

Ovi čelici se koriste za izradu omotača, struktura mlaznica i pogonskih elemenata komponenti aviona.

Austenitno-feritni čelici (08H22N6T, 03H23N6, 08H21N6M2T,
10H25N5M2 itd.) sadrže 18-30% Cr, 5-8% Ni, do 3% Mo, 0,03-0,10% C, kao i aditive Ti, Nb, Cu, Si i Ni. Ovi čelici nakon kaljenja u vodi sa 1000-
1100 0C imaju strukturu koja se sastoji od zrna austenita i ferita ravnomjerno raspoređenih među sobom sa sadržajem potonjeg reda od 40-60%. Ovi čelici se koriste u hemijskom i prehrambenom inženjerstvu, brodogradnji, vazduhoplovstvu i medicini.

2.10 Čelici i legure otporni na toplinu

Ovi čelici se koriste pri radu pod opterećenjem i imaju dovoljnu toplotnu otpornost na temperaturama iznad 500 0C.

Perlitni čelici otporni na toplinu su niskolegirani čelici
(12H1MF, 25H1M1F, 20H1M1F1Br, itd.), koji sadrži 0,08-0,25% C i legirajuće elemente – Cr, V, Mo, Nb. Najbolji kompleks mehaničkih svojstava postiže se gašenjem u ulju (ili normalizacijom) od 880-1080 0C nakon čega slijedi visoko kaljenje na 640-750 0C. Perlitni čelici koriste se za izradu dijelova koji dugo rade u puzajućem režimu na temperaturama do 500-580 0C i malim opterećenjima: to su cijevi za pregrijač, spojnice za parne kotlove i pričvršćivači.

Čelici martenzitne i martenzitno-feritne klase (15H11MF,
11H11N2V2MF, 15H12VNMF, 18H12VMBFR, itd.) koriste se na temperaturama do
580-600 0S. Čelici sa nižim sadržajem hroma (do 11%) pripadaju martenzitnoj klasi, a oni sa većim sadržajem hroma (11-13%) pripadaju martenzitno-feritnoj klasi.
Čelici se kaljuju do martenzita na temperaturama od 1000-1100 0C u ulju ili na vazduhu. Nakon kaljenja na 600-750 0C, čelik poprima strukturu sorbitola.
Čelici se koriste za izradu dijelova za plinske turbine i parne elektrane.

Austenitni čelici imaju veću otpornost na toplinu od martenzitnih čelika,
- njihove radne temperature dostižu 700-750 0C. Austenitni čelici su duktilni i dobro zavareni. Prema načinu kaljenja austenitni čelici se dijele u tri grupe:

1) čvrsti rastvori koji nisu ojačani starenjem;

2) čvrsti rastvori sa karbidnim ojačanjem;

3) čvrsti rastvori sa intermetalnim ojačanjem.

Čelici prve grupe (08Kh15N24V4TR, 09Kh14N19V2BR) koriste se u kaljenom stanju (gašenje 1100-1600 0C, voda ili zrak). Ovi čelici se koriste za izradu cjevovoda za elektrane visokog pritiska koje rade na 600-700 0C.

Austenitni čelici otporni na toplotu sa karbidnim i intermetalnim kaljenjem obično se podvrgavaju kaljenju od 1050-1200 0C u vodi, ulju ili vazduhu i kasnijem starenju na 600-850 0C.

Čelici sa intermetalnim kaljenjem koriste se za izradu komora za sagorevanje, turbinskih diskova i lopatica, kao i zavarenih konstrukcija koje rade na temperaturama do 700 0C.

Legure otporne na toplinu na bazi željeza i nikla (na primjer, KhN35VT,
KhN35VTYu, itd.) dodatno su legirani hromom, titanijumom, volframom, aluminijumom i borom. Ojačavaju se, poput austenitnih čelika, kaljenjem i starenjem. Legura KhN35VTYu se koristi za proizvodnju turbinskih lopatica i diskova, prstenova mlaznica i drugih dijelova koji rade na temperaturama do 750 0C.

7. Suština, prednosti i nedostaci otvorenog metoda proizvodnje čelika.

8. Suština, prednosti i nedostaci Bessemerove (konverterske) metode proizvodnje čelika.

9. Šta je deoksidacija čelika sa manganom i silicijumom. Objasnite fenomen "ključanja" čelika.

10. Suština, prednosti i nedostaci proizvodnje čelika u električnim pećima. Kakav se čelik topi u električnim pećima?

11. Navedite metode za livenje čelika.

Samostalni rad br.6.

Defekti termičke obrade, metode njihove prevencije i otklanjanja.

Obećavajući tipovi difuzionog zasićenja legura. Njihova primjena u automobilskoj industriji.

Oblik rada: sastavljanje bilješki o obrazovnoj literaturi i rad na Internet izvorima i časopisima.

4 sata

Vrijeme završetka radova: prilikom proučavanja teme „Termička obrada“, „Vrste termičke obrade“.

1." Defekti u održavanju." Nakon proučavanja ove teme, ispunite tabelu koja opisuje 6 vrsta kvarova:

2." Obećavajući tipovi difuzionog zasićenja legura". Nakon proučavanja ove teme, dajte kratak sažetak u bilo kom obliku (sažetak, dijagram, crteži sa objašnjenjima, itd.). Obratite pažnju na sljedeća pitanja:

1. Šta je difuzijsko zasićenje metala, njegova svrha.

2. Tradicionalne i obećavajuće vrste zasićenja.

3. Koji automobilski proizvodi mogu biti podvrgnuti navedenom tretmanu.

4. Vaša lična razmišljanja o izgledima takve obrade.

Samostalni rad br.7.

Karakteristike čelika korištenjem regulatornih dokumenata i internetskih resursa.

Upotreba legiranih čelika u automobilskoj industriji.

Oblik rada: karakteristike materijala koji koriste Internet resurse i regulatornu dokumentaciju.

Broj sati za završetak posla: 5 sati

Vrijeme završetka radova: prilikom izučavanja tema „Ugljenični i legirani čelici“, izvođenje laboratorijskih radova „Analiza mikrostrukture čelika“.

Upute za izvršavanje zadatka: unesite sajtove za prodaju i karakteristike materijala. Otvorite prozor na web stranici “Čelik” ili “Brend legure”. Koristeći marku, pronađite i okarakterizirajte čelike koji odgovaraju vašoj opciji.

Molimo navedite: područje primjene čelika (sa primjerima proizvedenih proizvoda),

moguće zamjene i strani analozi marke;

kompletan hemijski sastav;

mehanička svojstva (čvrstoća, duktilnost, tvrdoća, itd.);

tehnološka svojstva.

Preuzmite dokument

STOTINU 22-04-02

STANDARD
Konzorcij za istraživanje i proizvodnju
RESOURCE

Kompleks:

RESOURCE
KONSTRUKCIJE
INDUSTRIAL
ZGRADE I KONSTRUKCIJE

Moskva

2003 G.

Goritsky V.M. - inženjer metalurgije, doktor tehničkih nauka, profesor;

Goritsky O.V. - inženjer metalurgije;

UVOD

Institut TsNIIPSK im. Melnikov je 10 godina na odjelu za ispitivanje metala proučavao različite metode za određivanje karakteristika metala operativnih konstrukcija bez njihovog uništavanja.

Mehanička svojstva čelika se procjenjuju sa odabranim stepenom pouzdanosti od 75% do 99%.

1. OPĆE ODREDBE

1.2. Nosivost metalnih konstrukcija koje se proučavaju kao rezultat uzorkovanja i mikrouzorkovanja predviđenih u ovom priručniku praktički se ne smanjuje, što eliminira potrebu za restauratorskim popravcima koji se izvode pri odabiru fragmenata (odsječaka ili drugih makrouzoraka) standardnim metodama.

1.3. Uzorkovanje i mikrouzorkovanje iz čeličnih zavarenih ili zakovanih konstrukcija može se koristiti za:

Izrada ispitivanja tehničkog stanja konstrukcija zgrada i objekata opasnog objekta;

Za istraživačke i druge svrhe.

1.4. Ovaj priručnik ima za cilj određivanje razreda čelika i njegove kategorije, što se postiže određivanjem hemijskog sastava, granice popuštanja, vlačne čvrstoće i kritične temperature lomljivosti čelika.

1.5. Opseg primjene ovog priručnika su niskougljični i niskolegirani čelici s nazivnom granom tečenja od 150 ... 440 MPa (16 ... 45 kg/mm 2).

1.6. Priručnik je namijenjen laboratorijama opremljenim lakim metalografskim mikroskopima, opremom za mehanička ispitivanja, verifikovanom od strane Državne metrološke službe, i kadrovskim kvalifikovanim kadrom iz oblasti metalurgije.

2. POJMOVI, DEFINICIJE, TEHNIČKI KONCEPTI

2.1. Kritična temperatura lomljivosti- temperatura pri kojoj vrijednost udarne čvrstoće dostiže određenu standardiziranu vrijednost a cr, označenu indeksom, na primjer, T 29 - temperatura iznad koje vrijednost udarne čvrstoće, određena na uzorcima sa zarezom u obliku slova U, nije manja od 29 J/cm 2 (3 kgf · m/cm 2).

2.2. Metalografija- nauka o strukturi i fizičkim svojstvima metala i legura, istražujući vezu između njihovih svojstava i strukture na različitim temperaturama.

2.3. Metalni mikrouzorak- riječ je o zapremini metala smanjene veličine, od koje je nemoguće izraditi barem jedan standardni uzorak za savijanje na vlačenje ili udar i čije su dimenzije uglavnom 5-10 puta manje od standardnih uzoraka namijenjenih za mehanička ispitivanja.

2.4. Uzorak metala- zapremina metala od koje se ne može napraviti više od jednog uzorka standardne veličine, namijenjenog za ispitivanja na zatezanje ili savijanje na udar.

2.5. Menage sample- uzorak sa zarezom u obliku slova U za ispitivanje materijala na udarnu čvrstoću tokom udarnog savijanja na udarnim drajverima klatna (tip 1 - 3 prema GOST 9454).

2.6. Charpy uzorak- uzorak sa zarezom u obliku slova V za ispitivanje materijala na udarnu čvrstoću tokom udarnog savijanja na udarnim drajverima klatna (tip 11 - 13 prema GOST 9454).

3. UZIMANJE UZORAKA I MIKRO-UZORCI METALA

3.1. Mjesta za uzorkovanje i mikrouzorkovanje treba uspostaviti na osnovu uvjeta dobivanja reprezentativnih informacija o kvaliteti čelika elementa metalne konstrukcije koji se proučava.

3.2. Mogućnost i lokacija uzorkovanja zavise od dizajnerskih karakteristika metalne konstrukcije i utvrđuje ih Specijalizovana organizacija.

3.3. Uzorke i mikrouzorke metala treba uzimati sa ruba elementa metalne strukture koji se proučava. U slučaju ivica formiranih plinskim rezanjem - izvan zone utjecaja topline.

3.4. Tehnologija uzorkovanja i mikrouzorkovanja treba osigurati minimalnu deformaciju i zagrijavanje metala ne više od 150 °C.

3.4.1. Mikrouzorke sa rubova elemenata metalne konstrukcije treba uzeti rezanjem ili piljenjem pomoću nožne pile ili točaka za sečenje u skladu sa sl. 1, a za elemente debljine do 10 mm uključujući i sl. 1b za elemente debljine veće od 10 mm.

Oblik mikrouzorka (prizmatični ili piramidalni) određen je pogodnošću rezanja (rezanja) mikrouzorka.

Dimenzije mikrouzorka ne smiju biti manje od a?b?t(h), gdje je t debljina elementa, mm;

b? 5 mm - u slučaju valjane ili obrađene ivice;

b? 0,5t + 5 mm na t? 10 mm i b ? max (10 mm; 0,25t) na t > 10 mm u slučaju ivice dobijene rezanjem gasom ili drugom sličnom metodom;

3.4.2. Mikrouzorci iz središnjih dijelova konstrukcijskih elemenata moraju biti najmanje 1,2 x 2,5 x 15 mm. Minimalna površina poprečnog presjeka mikrouzorka u središnjem dijelu mora biti najmanje 3 mm 2.

3.5. Uzorkovanje se u pravilu vrši iz neopterećenih ili lagano opterećenih elemenata građevinskih konstrukcija.

3.6. Minimalna veličina uzorka određena je zahtjevima GOST 9454 za veličinu standardnih udarnih uzoraka, uzimajući u obzir dopuštenje za mehaničku obradu površine uzoraka. Prilikom uzorkovanja potrebno je uzeti u obzir regulatorne zahtjeve za orijentaciju udarnih uzoraka (duž ili okomito na smjer valjanja) kako bi se odredila udarna žilavost.

3.7. Lokacija uzoraka i mikrouzoraka, njihova lokacija i orijentacija moraju biti naznačeni u popratnoj napomeni.

3.8. Nakon uzorkovanja i mikrouzorkovanja, područja rezanja moraju se podvrgnuti mehaničkom čišćenju (pomoću mašine za mljevenje ili drugim metodama za uklanjanje koncentratora naprezanja), te po potrebi ojačati. 1

1 Potrebu za armiranjem utvrđuje organizacija koja dijagnostikuje tehničko stanje konstrukcije.

4. ODREĐIVANJE HEMIJSKOG SASTAVA

4.1. Određivanje hemijskog sastava čelika vrši se u skladu sa zahtjevima GOST 22536 titrimetrijskim, spektralnim ili drugim metodama koje osiguravaju potrebnu točnost analize.

4.2. Hemijska analiza čelika se vrši nakon čišćenja metalne površine (mikrouzorka) do metalnog sjaja, čime se eliminiše izobličenje rezultata analize sastava metala.

4.3. Prilikom određivanja hemijskog sastava spektralnim metodama, površina pripremljena za analizu ne treba da odstupa od normale na površinu valjanog proizvoda za ugao veći od 30°.

4.4. Prilikom tumačenja rezultata hemijske analize uzimaju se u obzir dozvoljena odstupanja u sadržaju legirajućih elemenata u gotovim valjanim proizvodima u skladu sa tehničkim zahtjevima za niskougljične i niskolegirane čelike (GOST 27772, GOST 380, GOST 19281 itd. .).

5. METALOGRAFSKA ANALIZA

5.1. Da bi se odredila granica popuštanja (prema tački 6.6.2) i udarna čvrstoća, moraju se pripremiti i ispitati metalografski profili.

5.2. Mikrouzorci izrezani u skladu sa stavom 3. ovih uputstava moraju biti ugrađeni u Woodovu leguru, epoksidnu smolu ili druge slične tvari za pripremu tankih rezova.

5.3. Presjeci se izrađuju u ravnini okomitoj na valjanu površinu. Dozvoljeno je izrađivati polirane presjeke u ravninama s odstupanjem od normale prema površini za ugao ne veći od 30°. Kvantitativna metalografska analiza se provodi u presjecima sekcija koje se nalaze na udaljenosti od najmanje 0,25 mm od površine valjanog proizvoda.

5.4. Sastav nagrizača i tehnologija za pripremu tankih rezova za istraživanje utvrđeni su u skladu sa GOST 5639, GOST 5640.

5.5. Prilikom metalografske analize potrebno je procijeniti:

Stvarna veličina zrna d je prosječni nazivni prečnik (prosječna tetiva) i broj (rezultat) feritnog zrna za feritno-perlitne čelike u skladu sa GOST 5639;

Za termički ojačane čelike i čelike u čijoj su strukturi prisutni proizvodi posmične transformacije, moguće je odrediti vrijednost prosječnog konvencionalnog zrna ferita d y pomoću formule d y = d fts /0,6, gdje je d fts prosječni nazivni prečnik (prosječna akorda) faseta transgranularnog cijepanja, određena iz fraktograma korištenjem metoda navedenih u odjeljku. 3 GOST 5639;

Veličina (prečnik) D dispergovanih čestica ojačanja pri legiranju čelika jakim elementima koji tvore karbonitrid (na primjer, vanadij, niobij, titan) - korištenjem ekstrakcijskih replika, i međučestična udaljenost? - na tankim folijama metodom transmisione elektronske mikroskopije;

Gustina dislokacije? (ako je potrebno) na tankim folijama pomoću transmisione elektronske mikroskopije.

5.6. U nastavku, efektivna veličina zrna deff (u milimetrima) podrazumijeva se kao veličina zrna ferita za feritno-perlitne čelike ili prosječna veličina zrna ferita za termički kaljene čelike navedene u paragrafu 5.5.

5.7. Veličina zrna se određuje u najmanje tri preseka tankog presjeka (negativ), u svakom od kojih broj točaka sjecišta sekanti sa granicama strukturnih komponenti mora biti najmanje 100.

U slučaju strukturne heterogenosti metala duž debljine valjanog proizvoda otkrivene metodama svjetlosne mikroskopije, broj i lokacija analiziranih vidnih polja tokom metalografske analize odabiru se na način da se osigura adekvatna procjena križa. - prosječne vrijednosti presjeka utvrđenih karakteristika.

6. ODREĐIVANJE PRIVREMENOG OTPORA ? c I SNAGE PRINOSA? T

6.1. Privremeni otpor? u ispitivanim čelicima treba odrediti metodom proračuna na temelju rezultata mjerenja tvrdoće čelika po Vickers (HV) ili Brinell (NB) metodama na stacionarnim ispitivačima tvrdoće prema GOST 2999 i GOST 9012.

6.2. Ako je stvrdnjavanje metala neizbježno prilikom uzimanja mikrouzoraka prema tački 3.3.2, mjerenje tvrdoće treba izvršiti direktno na objektu pomoću prijenosnih statičkih mjerača tvrdoće prema GOST 22761 ili dinamičkog udara u skladu sa GOST 18661. Upotreba drugih tipovi tvrdomjera su dozvoljeni ako je osigurana potrebna tačnost mjerenja.

Zahtjevi za veličinu, zakrivljenost pripremljenog mjesta i kvalitetu čišćenja površine moraju biti u skladu s podacima u tehničkom pasošu korišćenog testera tvrdoće. Pripremljeno mjesto mora se nalaziti na udaljenosti od najmanje 100 mm od vara i ne dalje od 300 mm od mjesta gdje je uzet mikrouzorak.

6.3. U rasponu od 90 do 270 HV (90 do 270 HV), što je opseg ove upute, vrijednosti tvrdoće određene Brinell i Vickers metodama su iste. Dalje u tekstu, u svim proračunskim formulama, HB vrijednosti mogu se zamijeniti HV vrijednostima.

6.4. Broj mjerenja tvrdoće mora biti najmanje:

9 mjerenja pomoću stacionarnih mjerača tvrdoće za sve čelike (osim čelika za ključanje);

18 mjerenja pri korištenju prijenosnih mjerača tvrdoće i pri ocjenjivanju tvrdoće kipućih čelika korištenjem tvrdomjera bilo kojeg tipa.

Na osnovu dobijenih mjerenja određuju se prosječne vrijednosti NV. Prilikom određivanja prosječne vrijednosti tvrdoće, minimalni i maksimalni rezultati mjerenja se odbacuju.

6.5. Privremeni otpor treba odrediti po formuli:

B = 112 + 2,4NV, MPa

6.6. Određivanje granice popuštanja mora se izvršiti pomoću jedne od sljedećih metoda:

Metoda mjerenja tvrdoće na granici tečenja;

Na osnovu hemijske, durometrijske i metalografske analize.

6.6.1. Određivanje granice popuštanja mjerenjem tvrdoće na tački tečenja vrši se u skladu sa GOST 22762.

6.6.2. Granica tečenja na osnovu rezultata hemijske, durometrijske i metalografske analize određena je formulom:

T = 1,5 + 0,6?? t * + 0,74?NV, MPa,

gdje je HB vrijednost tvrdoće i veličina? t* se određuje prema izrazu:

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

Gdje: ? 0 - napon trenja željezne rešetke, za ovaj proračun se uzima jednak 30 MPa;

P - naprezanje zbog ojačanja čelika perlitom, ? n = 2,4P, MPa,

gdje je: P postotak perlitne komponente;

T.r. - naprezanje zbog stvrdnjavanja čvrstog rastvora legirajućim elementima; određuje se koncentracijom C i (u % mase legirajućih elemenata u α-gvožđu (feritu));

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;

D.u. - naprezanje zbog ojačanja čelika dispergiranim česticama, određeno uzimajući u obzir podatke u tački 5.5:

gdje je: G = 8,4?10 4 MPa - modul smicanja, b = 2,5?10 -7 mm - Burgers vektor;

D = napon zbog jačanja dislokacije, procijenjen iz gustine dislokacije?,

D = 5G?b?? 1/2 (za toplo valjane čelike je dozvoljeno uzeti ?? d = 30 MPa), K y = 20 MPa? mm 1/2.

6.7. Ako je nemoguće izmjeriti tvrdoću, dopušteno je izračunati vlačnu čvrstoću i granicu tečenja neočvrslog čelika pomoću formula:

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

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

6.8. Preciznost određivanja vrijednosti vlačne čvrstoće i granice popuštanja.

6.8.1. Preciznost određivanja granice tečenja prema tački 6.6.1 je ±7%.

6.8.2. Vrijednosti vlačne čvrstoće i granice popuštanja izračunate u skladu s tačkom 6.5, tačkom 6.6.2 i 6.7 su matematičko očekivanje navedenih vrijednosti.

6.8.3. Donja granica intervala pouzdanosti za karakteristike čvrstoće (? u (min), ? t (min)) se izračunava na osnovu stvarnih vrijednosti tvrdoće, granice popuštanja i potrebnog stepena pouzdanosti? prema izrazima:

V(min) = ? c - K 1 (?)? K 2 (HB), MPa (kada se izračunava prema tački 6.5);

T(min) = ? t - K 3 (?)? K 4 (NV, ? t *), MPa (kada se izračunava prema tački 6.6.2);

V(min) = ? c - K 5 (?)? K 6 (? t**), MPa (kada se izračunava prema tački 6.7);

T(min) = ? t - K 7 (?)?K 8 (? t *), MPa (kada se izračunava prema tački 6.7),

gdje su vrijednosti K 1 (?), K 2 (HB), K 3 (?), K 4 (HB, ? t *), K 5 (?), K 6 (? t **), K 7 (?) i K 8 (? t *) određuju se prema tabeli. 1 - 5 obaveznog Dodatka A.

7. OCJENA OTPORNOSTI METALA NA HLADNOĆU

7.1. Hladna otpornost ispitivanog metala se procjenjuje na osnovu vrijednosti kritične temperature lomljivosti

7.2. Vrijednost acr se bira u skladu sa zahtjevima standarda ili tehničkih specifikacija za udarnu čvrstoću ispitivanog čelika (vrijednost udarne čvrstoće, ispitna temperatura).

7.3. Kritična temperatura lomljivosti (°C) određuje se iz mikrouzoraka izrezanih u skladu sa Odjeljkom 3. ovog RD i izračunava se pomoću sljedeće formule:

pri čemu se koeficijenti a 0 , a 1 i a 2 biraju za uzorke sa zarezom u obliku slova U (Menage) u zavisnosti od vrijednosti cr utvrđene regulatornim dokumentima (Tablica 1).

Kako se eksperimentalni podaci akumuliraju, koeficijenti a 0 , a 1 i a 2 će se također odrediti za uzorke sa zarezom u obliku slova V (Charpy), što će omogućiti pouzdaniju procjenu otpornosti čelika na lom.

Tabela 1.

Formula koeficijenti za određivanje

Za valjane proizvode debljine od 7,5 mm do 9 mm (određivanje udarne čvrstoće na uzorcima tipa 2 prema GOST 9454-78) uzima se vrijednost za 10 °C niža, a za valjane proizvode debljine od 4 mm do 7,4 mm (određivanje udarne čvrstoće na uzorcima tipa 3 prema GOST 9454-78) - 20 °C niže u odnosu na vrijednosti izračunate po formuli.

Ako je potrebno, vrijednost za vrijednosti a cr = 39 J/cm 2 i a cr = 44 J/cm 2 može se odrediti linearnom interpolacijom koristeći odgovarajuće vrijednosti T 34 i T 49.

7.4. Za hladno obrađeni čelik, vrijednost određena u skladu sa tačkom 7.3 povećava se za 0,6??HB, gdje je?HB povećanje tvrdoće uslijed hladnog kaljenja metala.

7.5. Vrijednosti kritične temperature lomljivosti izračunate u skladu s tačkom 7.3 i 7.4 su matematičko očekivanje navedene vrijednosti.

7.6. Da li se gornja granica intervala pouzdanosti za kritičnu temperaturu lomljivosti izračunava na osnovu stvarnih vrijednosti tvrdoće, granice popuštanja i potrebnog stupnja pouzdanosti? prema izrazu:

gdje su vrijednosti K 9 (?) i K 10 (d eff, HB) određene u skladu sa tabelom. 1. i 6. obaveznog Dodatka A.

Ako je, prema važećoj regulatornoj dokumentaciji (GOST, TU) za ispitivani razred čelika, prilikom izvođenja ispitivanja udarnog savijanja na jednom od tri uzorka, dozvoljeno smanjenje udarne čvrstoće u odnosu na standardiziranu vrijednost, vrijednost se smanjuje za 5 °C.

7.7. U skladu sa zahtjevima GOST (TU), čelik ima odgovarajuću kategoriju kvaliteta ako je uvjet ispunjen

gdje je a nf Ti stvarna vrijednost udarne čvrstoće na ispitnoj temperaturi T i, a nn Ti je vrijednost udarne žilavosti normalizirana prema GOST-u (TU) na istoj temperaturi.

7.8. Nejednakost u paragrafu 7.5 je ekvivalentna uslovu

7.9. Smatra se da čelik koji se proučava zadovoljava zahtjeve odgovarajućeg GOST-a (TU) za čelike date kategorije kvaliteta ako je zadovoljena nejednakost prema tački 7.6. U skladu sa tačkom 7.5, specifična vrijednost T određuje se prema utvrđenoj kategoriji kvaliteta čelika.

7.10. Izbor ispitne temperature za udarni uzorak izrađen od uzorka određen je istraživačkim zadatkom: određivanjem date kategorije kvalitete ili utvrđivanjem kritične temperature lomljivosti.

7.10.1. Prilikom određivanja date kategorije kvaliteta, ispitna temperatura uzorka se dodjeljuje na osnovu uslova da nivo udarne čvrstoće odgovara vrijednosti propisanoj GOST (TU) u skladu sa tačkom 7.5. Na primjer, kada se provjerava usklađenost čelika St3ps sa 5. kategorijom kvaliteta, temperatura ispitivanja uzorka se dodjeljuje na -20 °C.

7.10.2. Prilikom utvrđivanja kritične temperature lomljivosti, ispitna temperatura uzorka se dodjeljuje u skladu sa tačkom 7.3 iz uslova odabira standardne vrijednosti udarne čvrstoće prema GOST (TU) i određivanja nivoa tvrdoće i veličine stvarnog ferita. zrno.

7.10.3. Određivanje tvrdoće i mjerenje prečnika zrna ferita vrši se na površini uzorka, okomito na valjanu površinu i paralelno sa smjerom valjanja.

7.11. Prilikom dobivanja vrijednosti cr koje se ne poklapaju sa standardnim vrijednostima prema GOST-u (TU), dozvoljeno je odrediti vrijednost prema klauzuli 7.3 metodom linearne interpolacije koristeći odgovarajuće standardne vrijednosti a cr.

8. ODREĐIVANJE MEHANIČKIH SVOJSTVA ČELIKA KOJI vrije

8.1. Značajka određivanja mehaničkih svojstava valjanih proizvoda od kipućih čelika je potreba da se uzme u obzir njegova heterogenost po dužini i poprečnom presjeku.

8.2. Heterogenost valjanih proizvoda može se uzeti u obzir korišćenjem sistema koeficijenata (tačka 8.3) ili povećanjem broja uzetih mikrouzoraka (tačka 8.4).

8.3. Kritična temperatura izračunata u skladu sa odjeljkom 7 ovih uputa za ključanje čelika pomiče se za 10 °C u područje pozitivne temperature.

8.4. Prilikom određivanja mehaničkih svojstava valjanih proizvoda uzimaju se najmanje dva mikrouzorka od kipućeg čelika. Preporučuje se uzimanje mikrouzorka iz sličnih strukturnih elemenata. Dozvoljeno je uzeti mikrouzorke iz istog strukturnog elementa; u ovom slučaju, mjesta za mikrouzorkovanje moraju biti odvojena jedno od drugog na udaljenosti od najmanje 2 m.

Mehanička svojstva određuju se za svaki mikrouzorak u skladu sa odjeljcima 6. i 7. ovog uputstva, a najgore vrijednosti za proučavane mikrouzorke uzimaju se kao stvarne osobine valjanih proizvoda od kipućih čelika. .

9. PREZENTACIJA REZULTATA

9.1. Na osnovu podataka dobijenih u skladu sa odjeljcima 4 ... 8, sastavlja se Zaključak o kvaliteti čelika koji uključuje rezultate utvrđivanja:

hemijski sastav;

zatezna čvrstoća i granica popuštanja;

9.2. Zaključak potpisuje rukovodilac laboratorije, a odobrava ga rukovodilac organizacije u čijem sastavu je laboratorija.

10. SPISAK KORIŠTENE REGULATIVNE DOKUMENTACIJE

GOST 380-94 "Ugljični čelik običnog kvaliteta."

GOST 2999-75* „Metali i legure. Vickersova metoda mjerenja tvrdoće."

GOST 5639-82* „Čelici i legure. Metode za identifikaciju i određivanje veličine zrna.”

GOST 5640-68 „Čelik. Metalografska metoda za procjenu mikrostrukture listova i traka."

GOST 9012-59* „Metali i legure. Metoda mjerenja tvrdoće po Brinellu."

GOST 9454-78* „Metali. Metoda ispitivanja udarnog savijanja na niskim, sobnim i povišenim temperaturama."

GOST 18661-73 „Čelik. Mjerenje tvrdoće metodom udarnog otiska."

GOST 19281-89*“Valjani proizvodi od čelika visoke čvrstoće. Opšti tehnički uslovi".

GOST 22536.0-87*“Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Opšti zahtjevi za metode analize."

GOST 22536.1-88 „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje ukupnog ugljika i grafita."

GOST 22536.2-87* „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje sumpora".

GOST 22536.3-88 „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje fosfora".

GOST 22536.4-88 „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje silicijuma."

GOST 22536.5-87* „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje mangana".

GOST 22536.6-88 „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje arsena."

GOST 22536.7-88 „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje hroma".

GOST 22536.8-87* „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje bakra".

GOST 22536.9-88 „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje nikla."

GOST 22536.10-88 „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje aluminijuma."

GOST 22536.11-87* „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje titana".

GOST 22536.12-88 „Ugljenični čelik i nelegirano liveno gvožđe. Metode za određivanje vanadijuma".

GOST 22761-77 „Metali i legure. Metoda za mjerenje tvrdoće po Brinellu sa prijenosnim statičkim testerima tvrdoće.”

GOST 22762-77 „Metali i legure. Metoda za mjerenje tvrdoće na tački tečenja uvlačenjem kuglice."

GOST 27772-88*“Valjani proizvodi za izgradnju čeličnih konstrukcija. Opšti tehnički uslovi".

DODATAK (A)

(obavezno)

Tabela 1

Vrijednosti koeficijenata K 1 (?), K 3 (?), K 5 (?), K 7 (?) i K 9 (?)

Stepen pouzdanosti?, %	K 1(?), MPa	K 3(?), MPa	K 5 (?), MPa	K 7(?), MPa	K 9(?), MPa

tabela 2

Vrijednosti koeficijenta K 2 (NV)

Tvrdoća HB

Tvrdoća HB

Tabela 3

Vrijednosti koeficijenta K4 (NV, ? t *)

Tvrdoća HB	Granica prinosa? t*, MPa
Tvrdoća HB