Charakteristika ocelí s využitím regulačních dokumentů. Regulační dokumentace pro jednotlivé skupiny rostlin. Termíny a vysvětlení

1. Obecná charakteristika ocelí

2. Značení, dekódování, vlastnosti, tepelné zpracování a rozsah použití

2.1 Uhlíkové konstrukční oceli

2.2 Automatové oceli

2.3 Konstrukční nízkolegované oceli

2.4 Konstrukční cementované oceli

2.5 Konstrukční modernizační oceli

2.6 Pružinové oceli

2.7 Oceli na kuličková ložiska

2.8 Oceli odolné proti opotřebení

2.9 Korozivzdorné oceli

2.10 Žáruvzdorné oceli a slitiny

1. Obecná charakteristika ocelí

Slitiny železa s obsahem uhlíku do 2,14 % se nazývají oceli. Kromě železa a uhlíku obsahují oceli užitečné a škodlivé nečistoty.

Ocel je hlavním kovovým materiálem široce používaným pro výrobu součástí strojů, letadel, nástrojů, různých nástrojů a stavebních konstrukcí. Široké použití ocelí je způsobeno komplexem mechanických, fyzikálně-chemických a technologických vlastností. Metody pro rozšířenou výrobu oceli byly objeveny v polovině 19. století.IXPROTI. Ve stejné době již byly provedeny první metalografické studie železa a jeho slitin.

Oceli kombinují vysokou tuhost s dostatečnou statickou a cyklickou pevností. Tyto parametry lze měnit v širokém rozsahu změnou koncentrace uhlíku, legujících prvků a technologií tepelného a chemicko-tepelného zpracování. Změnou chemického složení je možné získat ocel s různými vlastnostmi a využít je v mnoha odvětvích techniky i národního hospodářství.

Uhlíkové oceli se klasifikují podle obsahu uhlíku, účelu, kvality, stupně dezoxidace a struktury v rovnovážném stavu.

Podle účelu se oceli dělí na konstrukční a instrumentální. Konstrukční oceli představují nejrozsáhlejší skupinu určenou pro výrobu stavebních konstrukcí, strojních součástí a přístrojů. Mezi tyto oceli patří cementované, zušlechtěné, vysokopevnostní a pružinové oceli. Nástrojové oceli se dělí na oceli pro řezné, měřicí nástroje, studené a horké raznice (do 200 0 C) deformace.

Podle jakosti oceli se dělí na běžnou jakost, kvalitní, kvalitní. Kvalita oceli je chápána jako soubor vlastností určovaných metalurgickým procesem její výroby. Běžné kvalitní oceli jsou pouze uhlíkové (do 0,5 % C), kvalitní a kvalitní oceli jsou uhlíkové a legované.

Podle stupně dezoxidace a charakteru tuhnutí se oceli dělí na klidné, poloklidné a vroucí. Dezoxidace je proces odstraňování kyslíku z tekutého kovu, který se provádí s cílem zabránit křehkému lomu oceli během deformace za tepla.

Polotiché oceli z hlediska stupně dezoxidace zaujímají mezipolohu mezi klidnými a vroucími oceli.

Podle struktury v rovnovážném stavu se oceli dělí na: 1) hypoeutektoidní, mající ve struktuře ferit a perlit; 2) eutektoid, jehož strukturu tvoří perlit; 3) hypereutektoidní, mající ve struktuře perlit a sekundární cementit.

2. Značení, dekódování, vlastnosti, tepelné zpracování a rozsah použití.

2.1 Uhlíkové konstrukční oceli

Oceli běžné jakosti se vyrábí ve formě válcovaných výrobků (tyče, nosníky, plechy, úhelníky, trubky, kanály atd.) v normalizovaném stavu a podle účelu a souboru vlastností se dělí do skupin: A, B , C.

Oceli jsou označeny kombinací písmen St a číslem (od 0 do 6), které označují číslo třídy, a nikoli průměrný obsah uhlíku v ní, i když s rostoucím číslem se obsah uhlíku v oceli zvyšuje. Oceli skupin B a C mají před jakostí písmena B a C, která označují jejich příslušnost k těmto skupinám. Skupina A není v označení třídy oceli uvedena. Stupeň dezoxidace je indikován přidáním indexů: u klidných ocelí – „sp“, polotichých ocelí – „ps“, varných ocelí – „kp“ a kategorie standardizovaných vlastností (kromě kategorie 1) je označena následující číslo. Klidné a poloklidné oceli se vyrábí ze St1 – St6, varných – St1 – St4 všech tří skupin. Ocel St0 se nedělí podle stupně dezoxidace.

Oceli skupiny A se používají ve stavu při dodání pro výrobky, jejichž výroba není doprovázena tvářením za tepla. V tomto případě si zachovávají normalizační strukturu a mechanické vlastnosti garantované normou.

Ocel St3 se používá ve stavu při dodání bez tlakové úpravy nebo svařování. Je široce používán ve stavebnictví pro výrobu kovových konstrukcí.

Oceli skupiny B se používají pro výrobky vyráběné zpracováním za tepla (kování, svařování a v některých případech tepelné zpracování), u kterých není zachována původní struktura a mechanické vlastnosti. U takových dílů je důležitá informace o chemickém složení pro určení režimu práce za tepla.

Oceli skupiny B jsou dražší než oceli skupiny A a B, používají se na kritické díly (pro výrobu svařovaných konstrukcí).

Uhlíkové oceli běžné jakosti (všechny tři skupiny) jsou určeny pro výrobu různých kovových konstrukcí, ale i málo zatížených strojních a přístrojových součástí. Tyto oceli se používají, když je výkon dílů a konstrukcí zajištěn tuhostí. Uhlíkové oceli běžné kvality jsou široce používány ve stavebnictví při výrobě železobetonových konstrukcí. Oceli skupin B a C, čísla 1-4, jsou schopné svařování a zpracování za studena, proto se z nich vyrábějí svařované vazníky, různé rámy a stavební kovové konstrukce, navíc spojovací prvky, z nichž některé jsou podrobeny nauhličování.

Středně uhlíkové oceli čísla 5 a 6, které mají velkou pevnost, jsou určeny pro kolejnice, železniční kola, ale i hřídele, kladky, převody a další části zdvihacích a zemědělských strojů. Některé díly z těchto ocelí skupiny B a C jsou podrobeny tepelnému zpracování - kalení s následným vysokým popouštěním.

Ve strojírenství se vysoce kvalitní uhlíkové oceli používají k výrobě dílů pro různé, nejčastěji nekritické účely, a jsou poměrně levným materiálem. Tyto oceli jsou dodávány do průmyslu ve formě válcovaných výrobků, výkovků a profilů pro různé účely se zaručeným chemickým složením a mechanickými vlastnostmi.

Ve strojírenství se používají vysoce kvalitní uhlíkové oceli dodávané v souladu s GOST 1050-74. Tyto oceli jsou označeny dvoumístnými čísly 05, 08, 10, 15, 20, ..., 75, 80, 85, udávajícími průměrný obsah uhlíku v setinách procenta.

Mezi uhlíkové oceli patří také oceli s vysokým obsahem manganu (0,7-1,0 %) jakostí 15G, 20G, 25G, ..., 70G, které mají zvýšenou prokalitelnost.

Tiché oceli jsou označeny bez indexu, polotiché a varné oceli jsou označeny indexem „ps“ a „kp“. Varné oceli se vyrábí v jakostech 05kp, 08kp, 10kp, 15kp, 20kp, polotiché oceli - 08ps, 10ps, 15ps, 20ps.

Vysoce kvalitní oceli jsou široce používány ve strojírenství a výrobě nástrojů, protože díky různému obsahu uhlíku v nich a tím i tepelnému zpracování lze získat širokou škálu mechanických a technologických vlastností.

Nízkouhlíkové oceli 05kp, 08kp, 10kp, 15kp, 20kp se vyznačují nízkou pevností a vysokou tažností za studena. Tyto oceli se vyrábějí převážně ve formě tenkých plechů a používají se po žíhání nebo normalizaci pro hluboké tažení za studena. Snadno se lisují díky nízkému obsahu uhlíku a malému množství křemíku, díky čemuž jsou velmi měkké. Lze je použít v automobilovém průmyslu k výrobě tvarově složitých dílů. Hluboké tažení z plechů těchto ocelí se používá při výrobě plechovek, smaltovaného zboží a dalších průmyslových výrobků.

Měkké oceli 08, 10 se používají v žíhaném stavu pro konstrukce s nízkou pevností - kontejnery, trubky atd.

Oceli 10, 15, 20 a 25 jsou rovněž nízkouhlíkové oceli, jsou tvárné, snadno se svařují a lisují. V normalizovaném stavu se používají především pro spojovací prvky - válečky, nápravy atd.

Pro zvýšení povrchové pevnosti těchto ocelí se cementují (povrch je nasycen uhlíkem) a používají se na drobné díly, jako jsou málo zatížená ozubená kola, vačky apod.

Středně uhlíkové oceli 30, 35, 40, 45, 50 a podobné oceli s vysokým obsahem manganu 30G, 40G a 50G v normalizovaném stavu se vyznačují zvýšenou pevností, ale odpovídajícím způsobem nižší houževnatostí a tažností. V závislosti na provozních podmínkách dílů vyrobených z těchto ocelí se na ně uplatňují různé druhy tepelného zpracování: normalizace, zdokonalování, kalení s nízkým popouštěním, vysokofrekvenční kalení atd.

Středně uhlíkové oceli se používají pro výrobu malých hřídelí, ojnic, ozubených kol a dílů vystavených cyklickému zatížení. U velkorozměrových dílů s velkými průřezy se v důsledku špatné prokalitelnosti výrazně snižují mechanické vlastnosti.

Vysokouhlíkové oceli 60, 65, 70, 75, 80 a 85, stejně jako s vysokým obsahem manganu 60G, 65G a 70G, se používají především k výrobě pružin, pružin, vysokopevnostních drátů a dalších výrobků s vysokou elasticita a odolnost proti opotřebení. Jsou podrobeny kalení a střednímu popouštění na troostitovou strukturu v kombinaci s uspokojivou houževnatostí a dobrou mezí odolnosti.

Spolu s normami ND o normalizaci právně zahrnuje mezinárodní a mezistátní normy, pravidla, normy a doporučení aplikované předepsaným způsobem. Podívejme se krátce na vlastnosti norem a dalších regulačních dokumentů.

1. Normy uplatňované na konkrétní oblast činnosti.

Státní norma(GOST, GOST R). Mezi předměty státních norem patří:

1) organizační, metodické a obecně technické předměty meziodvětvového použití;

2) produkty, procesy a služby meziodvětvového významu.

Pro státní normy byla stanovena určitá struktura označení. Pro normy zahrnuté v určitém systému, například systém norem ergonomie a technické estetiky (SSATE), systém norem spolehlivosti, se označení skládá z indexu kategorie normy (GOST R nebo GOST), indexu standardního systému ( XX), kód klasifikační skupiny (X ), číslo normy ve skupině (XX) a poslední dvě číslice – rok registrace normy. Příklad: pro SSTE máme GOST 30.001-83. Základní ustanovení. Zde 30 je systémový index (XX), 0 je kód klasifikační skupiny. 01 je číslo normy ve skupině, 83 je rok registrace normy.

Vlastnosti vývoje OST, STO, STP jsou stanoveny v GOST R 1.4 - 93. Je třeba poznamenat, že použití podnikových standardů (STP) a technických specifikací (TS) je omezeno rámcem organizace (podniku) .

Průmyslový standard(OST ). Průmyslové normy, stejně jako vládní normy, jsou určeny pro stejné typy objektů. Označení průmyslového standardu se skládá z indexu (OST), symbolu ministerstva (útvaru), registračního čísla a roku schválení standardu. Příklad: OST56–98–93.

Normy společnosti(STO). Předměty čerpací stanice jsou: 1) zásadně nové (průkopnické) typy výrobků a služeb; 2) nové zkušební metody, metodika zkoušení; 3) netradiční technologie pro vývoj, výrobu, skladování a nové principy organizace a řízení výroby (výsledky výzkumu); 4) jiné druhy činností. Tento typ norem je duševním vlastnictvím a podléhá autorským právům. Označení STO se skládá z indexu (STO), zkratky společnosti, registračního čísla a čísel určujících rok schválení normy Příklad: STO ROO 10.01–95, kde ROO je Ruská společnost odhadců.

Podnikové standardy(STP ). Tento typ norem je vyvíjen podnikatelskými subjekty v následujících případech: 1) pro zajištění aplikace státních norem, průmyslových norem a norem jiných kategorií v podniku; 2) o produktech, procesech a službách vytvořených a používaných v tomto podniku. STP schvaluje vedoucí podniku, je povinný pro zaměstnance tohoto podniku a je místním regulačním aktem.

Příklad: podnikový standard – STP-SK-02.05-99, kde STP je index standardu, SK je index standardizačního objektu, tzn. SK – systém jakosti, 02.05 – evidenční číslo a 99 – rok schválení normy.

2. Normy aplikované na objekty.

Základní standardy– normativní dokument, který má široký rozsah nebo obsahuje obecná ustanovení pro určitou oblast činnosti.

Standardy pro produkty (služby) stanovit požadavky na skupiny homogenních produktů (služeb) nebo na specifické produkty (služby). Homogenní produkty– soubor výrobků vyznačujících se společným účelem, rozsahem použití, konstrukčním a technologickým řešením a řadou ukazatelů kvality.

Pro výrobky jsou vypracovány tyto typy norem: norma všeobecných technických podmínek a norma technických podmínek. V prvním případě norma obsahuje obecné požadavky na skupiny homogenních výrobků; ve druhé - stanovit kvalitativní charakteristiky založené na kontrole a testování. Normy výrobků obecně zahrnují tyto části: pojmy a definice, základní parametry nebo rozměry, obecné technické požadavky na výrobky, pravidla pro přejímku, označování, balení, přepravu a skladování. Pro posouzení kvality každého produktu je sestaven balíček norem.

Standardy pro procesy (práce) stanovit požadavky na provádění různých druhů prací v jednotlivých fázích životního cyklu výrobku (služby) - vývoj, výroba, skladování, přeprava, provoz, likvidace tak, aby byla zajištěna jejich technická jednotnost a optimálnost. Typickým předmětem oborových norem jsou standardní technologické postupy. Příklad: OST 36–71–82 „Tepelně izolační desky z minerální vlny. Typický technologický postup."

V současné fázi nabývají na důležitosti standardy pro procesy řízení v rámci systému zajišťování kvality výrobků (služeb) - správa dokumentace, nákupy výrobků, školení personálu. Existují standardy pro systémy počítačově podporovaného navrhování (CAD).

Normy pro metody řízení(testování, měření, analýzy) musí především zajistit komplexní ověření všech závazných požadavků na kvalitu výrobků (služeb). Kontrolní metody musí být objektivní, přesné a poskytovat reprodukovatelné výsledky.

3. Další normativní dokumenty o normalizaci, mezi ně právně patří: pravidla (PR), doporučení (R), normy (N) a technické podmínky (TU).

Pravidla(PR) – dokument stanovující závazná organizační, technická a (nebo) obecná technická ustanovení, postupy, způsoby provádění práce. Příklad: Pravidla pro certifikaci v Ruské federaci (schválená vyhláškou Státní normy Ruska ze dne 10. května 2000 č. 26); PR 50.2.002–94 Státní systém pro zajištění jednotnosti měření.

Doporučení(P) – dokument obsahující dobrovolná organizační, technická a (nebo) obecná technická ustanovení, postupy, způsoby výkonu práce. Příklad: R 50.1.006–95. Státní dozor nad dodržováním závazných požadavků státních norem a certifikovaných průmyslových výrobků. Gosstandart Ruska.

Norma (N) – ustanovení stanovující kvantitativní a kvalitativní kritéria, která musí být splněna. Příklad: „Norma radiační bezpečnosti“. Státní hygienický a epidemiologický dozor Ruské federace. M.: 1996.

Specifikace(TU) byly zařazeny do ND s cílem vytvořit legitimní možnosti jejich využití pro státní regulaci bezpečnosti a kvality výrobků. ND zahrnuje pouze ty specifikace, u kterých, za prvé, legislativa již zavedla nebo zavede ustanovení pro jejich registraci nebo schválení na federální úrovni; za druhé, na které se odkazuje ve smlouvách na dodávané produkty. V souladu s GOST 2.114 jsou specifikace vyvíjeny pro jeden produkt nebo pro několik konkrétních produktů. Fond TU obsahuje cca 150 tisíc jednotek. Označení TU se tvoří z kódu - „TU“, kódu skupiny produktů podle klasifikátoru produktu (OKP), třímístného registračního čísla kódu podniku podle klasifikátoru podniků a organizací (OKPO), posledních dvou číslice jsou rokem schválení dokumentu. Příklad: TU 1115–017–38576343-93, kde 1115 je kód skupiny produktů podle OKP; 017 – evidenční číslo; 38576343 – kód podniku dle OKPO; 93 – rok registrace.

2. Značení, dekódování, vlastnosti, tepelné zpracování a rozsah použití

2.1 Uhlíkové konstrukční oceli

2.2 Automatové oceli

2.3 Konstrukční nízkolegované oceli

2.4 Konstrukční cementované oceli

2.5 Konstrukční modernizační oceli

2.6 Pružinové oceli

2.7 Oceli na kuličková ložiska

2.8 Oceli odolné proti opotřebení

2.9 Korozivzdorné oceli

2.10 Žáruvzdorné oceli a slitiny

1. Obecná charakteristika ocelí

Slitiny železa s obsahem uhlíku do 2,14 % se nazývají oceli. Kromě železa a uhlíku obsahují oceli užitečné a škodlivé nečistoty.

Ocel je hlavním kovovým materiálem široce používaným pro výrobu součástí strojů, letadel, nástrojů, různých nástrojů a stavebních konstrukcí. Široké použití ocelí je způsobeno komplexem mechanických, fyzikálně-chemických a technologických vlastností. Metody pro rozšířenou výrobu oceli byly objeveny v polovině 19. století.
Ve stejné době již byly provedeny první metalografické studie železa a jeho slitin.

Uhlíkové oceli se klasifikují podle obsahu uhlíku, účelu, kvality, stupně dezoxidace a struktury v rovnovážném stavu.

Podle účelu se oceli dělí na konstrukční a instrumentální. Konstrukční oceli představují nejrozsáhlejší skupinu určenou pro výrobu stavebních konstrukcí, strojních součástí a přístrojů. Mezi tyto oceli patří cementované, zušlechtěné, vysokopevnostní a pružinové oceli. Nástrojové oceli se dělí na oceli pro řezné, měřicí nástroje, tvářecí nástroje za studena a za tepla (do 200 0C).

Podle jakosti oceli se dělí na běžnou jakost, kvalitní, kvalitní. Kvalita oceli je chápána jako soubor vlastností určovaných metalurgickým procesem její výroby. Oceli běžné kvality jsou pouze uhlíkové (až
0,5% C), vysoce kvalitní a vysoce kvalitní - uhlík a slitina.

Polotiché oceli z hlediska stupně dezoxidace zaujímají mezipolohu mezi klidnými a vroucími oceli.

2. Značení, dekódování, vlastnosti, tepelné zpracování a rozsah použití.

2.1 Uhlíkové konstrukční oceli

Oceli jsou označeny kombinací písmen St a číslem (od 0 do 6), které označují číslo třídy, a nikoli průměrný obsah uhlíku v ní, i když s rostoucím číslem se obsah uhlíku v oceli zvyšuje. Oceli skupin B a C mají před jakostí písmena B a C, která označují jejich příslušnost k těmto skupinám. Skupina A není v označení třídy oceli uvedena. Stupeň dezoxidace se udává přidáním indexů: u klidných ocelí – „sp“, polotichých ocelí – „ps“, varných ocelí – „kp“ a kategorie normalizovaných vlastností
(kromě kategorie 1) je označeno následující číslicí. Klidné a poloklidné oceli se vyrábí ze St1 – St6, varných – St1 – St4 všech tří skupin. Ocel St0 se nedělí podle stupně dezoxidace.

Ocel St3 se používá ve stavu při dodání bez tlakové úpravy nebo svařování. Je široce používán ve stavebnictví pro výrobu kovových konstrukcí.

Oceli skupiny B jsou dražší než oceli skupiny A a B, používají se na kritické díly (pro výrobu svařovaných konstrukcí).

Uhlíkové oceli běžné jakosti (všechny tři skupiny) jsou určeny pro výrobu různých kovových konstrukcí, ale i málo zatížených strojních a přístrojových součástí. Tyto oceli se používají, když je výkon dílů a konstrukcí zajištěn tuhostí.
Uhlíkové oceli běžné kvality jsou široce používány ve stavebnictví při výrobě železobetonových konstrukcí. Oceli skupin B a C, čísla 1-4, jsou schopné svařování a zpracování za studena, proto se z nich vyrábějí svařované vazníky, různé rámy a stavební kovové konstrukce, navíc spojovací prvky, z nichž některé jsou podrobeny nauhličování.

Středně uhlíkové oceli čísla 5 a 6, které mají velkou pevnost, jsou určeny pro kolejnice, železniční kola, ale i hřídele, kladky, převody a další části zdvihacích a zemědělských strojů.
Některé díly z těchto ocelí skupiny B a C jsou podrobeny tepelnému zpracování - kalení s následným vysokým popouštěním.

Ve strojírenství se vysoce kvalitní uhlíkové oceli používají k výrobě dílů pro různé, nejčastěji nekritické účely a jsou poměrně levným materiálem. Tyto oceli jsou dodávány do průmyslu ve formě válcovaných výrobků, výkovků a profilů pro různé účely se zaručeným chemickým složením a mechanickými vlastnostmi.

Ve strojírenství se používají vysoce kvalitní uhlíkové oceli dodávané v souladu s GOST 1050-74. Tyto oceli jsou označeny dvoumístnými čísly 05,
08, 10, 15, 20, …, 75, 80, 85, což značí průměrný obsah uhlíku v setinách procenta.

Mezi uhlíkové oceli patří také oceli s vysokým obsahem manganu (0,7-1,0 %) jakostí 15G, 20G, 25G, ..., 70G, které mají zvýšenou prokalitelnost.

Tiché oceli jsou označeny bez indexu, polotiché a varné oceli jsou označeny indexem „ps“ a „kp“. Varné oceli vyrábějí jakosti 05kp,
08 kp, 10 kp, 15 kp, 20 kp, polotiché - 08 ps, 10 ps, 15 ps, 20 ps.

Měkké oceli 08, 10 se používají v žíhaném stavu pro konstrukce s nízkou pevností - kontejnery, trubky atd.

Pro zvýšení povrchové pevnosti těchto ocelí jsou cementovány
(nasytí povrch karbonem) a používají se na drobné díly, jako jsou málo zatížená ozubená kola, vačky atd.

2.2 Automatické oceli

Tyto oceli jsou označeny písmenem A (automatické) a čísly udávajícími průměrný obsah uhlíku v setinách procenta. Pokud je automatická ocel legována olovem, pak označení značky začíná kombinací písmen „AC“.
Aby se zabránilo červené křehkosti, zvyšuje se množství manganu v ocelích. Přidání olova, selenu a teluru do řezných ocelí umožňuje snížit spotřebu řezného nástroje 2-3krát.

Zlepšené obrobitelnosti je dosaženo modifikací vápníkem
(zaváděna do tekuté oceli ve formě silikokalcia), která globulizuje sulfidové vměstky, což má pozitivní vliv na obrobitelnost, ale ne tak aktivně jako síra a fosfor.

Síra tvoří velké množství sulfidů manganu, protáhlých ve směru válcování. Sulfidy mají mazací účinek, čímž narušují kontinuitu kovu. Fosfor zvyšuje křehkost feritu, což usnadňuje oddělování kovových třísek během procesu řezání. Oba tyto prvky pomáhají snižovat ulpívání na řezném nástroji a vytvářejí hladký, lesklý pracovní povrch.

Je však třeba mít na paměti, že zvýšení obsahu síry a fosforu snižuje kvalitu oceli. Oceli obsahující síru mají výraznou anizotropii mechanických vlastností a sníženou odolnost proti korozi.

Oceli A11, A12, A20 se používají pro spojovací prvky a výrobky složitých tvarů, které nepodléhají velkému zatížení, ale jsou na ně kladeny vysoké nároky na rozměrovou přesnost a čistotu povrchu.

Oceli A30 a A40G jsou určeny pro díly s vyšším namáháním.

U automatických ocelí obsahujících selen se zvyšuje obrobitelnost v důsledku tvorby selenidů a sulfoselenidů, které obalují pevné oxidické vměstky a tím eliminují jejich abrazivní účinek. Selenidy si navíc po tlakovém zpracování zachovávají svůj kulovitý tvar, proto prakticky nezpůsobují anizotropii vlastností a nezhoršují korozní odolnost oceli, jako je síra. Použití těchto ocelí snižuje spotřebu nástrojů o polovinu a zvyšuje produktivitu až o 30 %.

2.3 Konstrukční nízkolegované oceli

Nízkolegované oceli obsahují až 2,5 % legujících prvků.
Označení značky obsahuje čísla a písmena označující přibližné složení oceli. Na začátku známky jsou dvoumístná čísla udávající průměrný obsah uhlíku v setinách procenta. Písmena napravo od čísla označují legující prvky: A - dusík, B - niob, B - wolfram, G - mangan, D - měď, E - selen, K - kobalt, N - nikl, M - molybden, P - fosfor, P - bor, C – křemík, T – titan, F – vanad, X – chrom, C – zirkonium, Ch – prvky vzácných zemin, Yu – hliník. Čísla za písmenem označují přibližný obsah (v celých procentech) odpovídajícího legujícího prvku (pro obsah 1-1,5 % nebo méně číslo chybí).

Do této skupiny patří oceli s obsahem uhlíku 0,1-0,3 %, které po chemicko-tepelném zpracování, kalení a nízkém popouštění poskytují vysokou povrchovou tvrdost s viskózním, ale dostatečně pevným jádrem. Tyto oceli se používají pro výrobu částí strojů a zařízení.
(vačky, ozubená kola atd.), které jsou vystaveny proměnlivému a rázovému zatížení a zároveň podléhají opotřebení.

2.4 Konstrukční cementační oceli

Karbid- a nitridotvorné prvky (jako je Cr, Mn, Mo atd.) pomáhají zvyšovat prokalitelnost, povrchovou tvrdost, odolnost proti opotřebení a kontaktní odolnost. Nikl zvyšuje viskozitu jádra a difúzní vrstvy a snižuje práh křehkosti za studena. Cementovatelné
(nitrokarbonizované) legované oceli se dělí podle mechanických vlastností do dvou skupin: středně pevné oceli s mezí kluzu menší než 700 MPa (15Х, 15ХФ) a se zvýšenou pevností s mezí kluzu 700-
1100 MPa (12Х2Н4А, 18Х2Н4МА atd.).

Chromové (15Х, 20Х) a chromvanadiové (15ХФ) oceli jsou cementovány do hloubky 1,5 mm. Po kalení (880 0С, voda, olej) a následném popouštění (180 0С, vzduch, olej) mají oceli následující vlastnosti: ?в = 690-
800 MPa, ? = 11-12 %, KCU = 0,62 MJ/m2.

Chrommanganové oceli (18ХГТ, 25ХГТ), široce používané v automobilovém průmyslu, obsahují každá po 1% chromu a manganu (levná náhrada niklu v oceli) a také 0,06% titanu. Jejich nevýhodou je sklon k vnitřní oxidaci při nauhličování plynu, což vede ke snížení tvrdosti vrstvy a meze únosnosti. Tento nedostatek je eliminován legováním oceli molybdenem (25 hgm). Pro práci za podmínek opotřebení se používá ocel 20KhGR legovaná borem. Bór zvyšuje prokalitelnost a pevnost oceli, ale snižuje její houževnatost a tažnost.

Chrom-nikl-molybdenová (wolframová) ocel 18Х2Н4МА (18Х2Н4ВА) patří do martenzitické třídy a je kalená na vzduchu, což pomáhá snižovat deformaci. Legování chromniklových ocelí W popř
Mo dále zvyšuje jejich kalitelnost. Mo navíc výrazně zvyšuje prokalitelnost cementované vrstvy, zatímco chrom a mangan primárně zvyšují prokalitelnost jádra. V cementovaném stavu se tato ocel používá k výrobě ozubených kol pro letecké motory, lodní převodovky a další velké díly pro kritické účely. Tato ocel se také používá jako vylepšení při výrobě dílů vystavených velkému statickému a rázovému zatížení.

2.5 Konstrukční modernizační oceli

Vylepšené oceli jsou ty, které se používají po kalení vysokým popouštěním (zlepšení). Tyto oceli (40Kh, 40KhFA, 30KhGSA, 38KhN3MFA atd.) obsahují 0,3-0,5 % uhlíku a 1-6 % legujících prvků. Oceli jsou kaleny od 820-880 0C v oleji (velké díly - ve vodě); vysoké popouštění se provádí při 500-650 0C s následným ochlazením ve vodě, oleji nebo vzduchu (v závislosti na složení oceli). Ocelová konstrukce po vylepšení je sorbitol. Tyto oceli se používají k výrobě hřídelí, ojnic, tyčí a dalších dílů vystavených cyklickému nebo rázovému zatížení.
V tomto ohledu musí mít zlepšené oceli vysokou mez kluzu, tažnost, houževnatost a nízkou citlivost na vrub.

Oceli patří do martenzitické třídy a při zahřátí na 300-400 0C mírně měknou. Vyrábějí se z nich hřídele a rotory turbín a silně zatížené části převodovek a kompresorů.

2.6 Pružinové oceli

Pružiny, listové pružiny a další elastické prvky působí v oblasti elastické deformace materiálu. Mnoho z nich přitom podléhá cyklickému zatížení. Proto jsou hlavními požadavky na pružinové oceli zajištění vysokých hodnot pružnosti, kluzu, houževnatosti a také potřebné tažnosti a odolnosti proti křehkému lomu.

Oceli na pružiny a pružiny obsahují 0,5-0,75 % C; jsou také dodatečně legovány křemíkem (až 2,8 %), manganem (až 1,2 %), chromem
(až 1,2 %), vanad (až 0,25 %), wolfram (až 1,2 %) a nikl (až 1,7 %)
%). V tomto případě dochází ke zjemnění zrna, které přispívá ke zvýšení odolnosti oceli vůči malým plastickým deformacím a následně její odolnosti vůči relaxaci.

Silikonové oceli 55S2, 60S2A,
70С3А. Mohou však podléhat dekarbonizaci a grafitizaci, což prudce snižuje elasticitu a odolnost materiálu. Odstranění těchto defektů, stejně jako zvýšení prokalitelnosti a inhibice růstu zrn při ohřevu, je dosaženo dodatečným zavedením chrómu, vanadu, wolframu a niklu do křemíkových ocelí.

Ocel 50HFA, která se hojně používá pro výrobu automobilových pružin, má lepší technologické vlastnosti než křemíkové oceli.
Pružiny ventilů jsou vyrobeny z oceli 50HFA, která není náchylná k oduhličení a přehřívání, ale má nízkou prokalitelnost.

Tepelné zpracování legovaných pružinových ocelí (kalení 850-880
0С, popouštění 380-550 0С) poskytují vysoké meze pevnosti a tekutosti. Používá se také izotermické kalení.

Maximální hranice únosnosti se získá tepelným zpracováním na tvrdost HRC 42-48.

Pro výrobu pružin se používá také drát (nebo páska) tažený za studena z uhlíkatých ocelí 65, 65G, 70, U8, U10 atd.

Pružiny a další speciální prvky jsou vyrobeny z vysokochromové martenzitické (30Х13), martenzitické oceli (03Х12Н10Д2Т), austenitické nerezové oceli (12Х18Н10Т), austeniticko-martenzitické (09Х15Н8У) a dalších ocelí a slitin.

2.7 Oceli na kuličková ložiska

Pro zajištění výkonu výrobků musí mít ocel na kuličková ložiska vysokou tvrdost, pevnost a kontaktní odolnost.
Toho je dosaženo zlepšením kvality kovu: jeho čištěním od nekovových vměstků a snížením pórovitosti pomocí elektrostrusky nebo přetavování vakuovým obloukem.

Při výrobě dílů ložisek se široce používají kuličkové (W) chromové (X) oceli ШХ15СГ (následné číslo 15 udává obsah chrómu v desetinách procenta - 1,5%). ShKh15SG je navíc legován křemíkem a manganem pro zvýšení prokalitelnosti. Žíhání oceli na tvrdost cca 190 HB zajišťuje obrobitelnost polotovarů řezáním a lisovatelnost dílů za studena. Kalení dílů ložisek (kuliček, válečků a kroužků) se provádí v oleji při teplotách 840-860 0C. Před temperováním se díly ochladí na 20-25 0C, aby byla zajištěna stabilita jejich provozu (snížením množství zadrženého austenitu). Popouštění oceli se provádí při 150-
170 0C po dobu 1-2 hodin.

Díly valivých ložisek, které jsou vystaveny velkému dynamickému zatížení, jsou vyrobeny z ocelí 20H2Н4А a 18ХГТ s jejich následným nauhličením a tepelným zpracováním. Pro ložiskové díly pracující v kyselině dusičné a jiném agresivním prostředí se používá ocel 95X18 s obsahem 0,95 % C a 18 % Cr.

2.8 Oceli odolné proti opotřebení

Odolnost dílů proti opotřebení je obvykle primárně zajištěna zvýšenou tvrdostí povrchu. Austenitická ocel s vysokým obsahem manganu 110G13L (1,25 % C, 13 % Mn, 1 % Cr, 1 % Ni) s nízkou počáteční tvrdostí (180-220 HB) se však úspěšně opotřebovává v podmínkách abrazivního tření doprovázeného vystavením vysokým tlakové a vysoké dynamické síly (rázové) zatížení (takové provozní podmínky jsou typické pro pásy pásových vozidel, čelisti drtičů apod.). To je vysvětleno zvýšenou schopností oceli tvrdnout při plastické deformaci za studena, která se rovná 70 %, tvrdost oceli se zvyšuje z 210 HB na 530 HB. Vysoké odolnosti oceli proti opotřebení je dosaženo nejen deformačním zpevněním austenitu, ale také tvorbou martenzitu s hexagonální nebo romboedrickou mřížkou. S obsahem fosforu vyšším než 0,025 % se ocel stává křehkou za studena. Struktura lité oceli je austenit s přebytečnými karbidy manganu vysráženými podél hranic zrn, což snižuje pevnost a houževnatost materiálu. Pro získání jednofázové austenitické struktury se odlitky kalí ve vodě od teploty 1050-1100 0C. V tomto stavu má ocel vysokou tažnost, nízkou tvrdost a nízkou pevnost.

Výrobky pracující v podmínkách kavitačního opotřebení jsou vyrobeny z ocelí 30Х10Г10, 0Х14Г12М.

2.9 Korozivzdorné oceli

Oceli, které jsou odolné vůči elektrochemické korozi, se nazývají korozivzdorné (nerez). Odolnosti oceli proti korozi je dosaženo tím, že se do ní zavádějí prvky, které na povrchu vytvářejí husté ochranné filmy, pevně spojené s podkladem, zabraňující přímému kontaktu oceli s agresivním prostředím a také zvyšující její elektrochemický potenciál v tomto prostředí.

Nerezové oceli se dělí do dvou hlavních skupin: chrom a chromnikl.

Chromové korozivzdorné oceli se používají ve třech typech: 13, 17 a
27 % Cr, zatímco u ocelí s 13 % Cr se může obsah uhlíku měnit v závislosti na požadavcích v rozmezí od 0,08 do 0,40 %. Struktura a vlastnosti chromových ocelí závisí na množství chrómu a uhlíku. V souladu se strukturou získanou během normalizace se chromové oceli dělí do následujících tříd: feritické (oceli 08Х13, 12Х17, 15Х25Т,
15Х28), martenziticko-feritické (12Х13) a martenzitické (20Х13, 30Х13,
40 Х13).

Oceli s nízkým obsahem uhlíku (08Х13, 12Х13) jsou tvárné, snadno se svařují a lisují. Jsou podrobeny kalení v oleji (1000-1050 0C) s vysokým temperováním při 600-800 0C a používají se k výrobě dílů vystavených rázovému zatížení (ventily hydraulických lisů) nebo provozovaných v mírně agresivním prostředí (lopatky hydrauliky a páry turbíny a kompresory). Tyto oceli lze použít při teplotách do 450 °C
0C (dlouhodobý provoz) a do 550 0C (krátkodobý provoz). Oceli 30H13 a 40H13 mají vysokou tvrdost a zvýšenou pevnost. Tyto oceli jsou kaleny s
1000-1050 0С v oleji a uvolňuje se při 200-300 0С. Tyto oceli se používají k výrobě jehel karburátorů, pružin, chirurgických nástrojů atd.
Vysokochromové oceli feritické třídy (12Х17, 15Х25Т a 15Х28) mají vyšší odolnost proti korozi než oceli obsahující
13 % Cr. Tyto oceli nejsou kaleny tepelným zpracováním. Jsou náchylné k silnému růstu zrn při zahřátí nad 850 0C. Vysokochromové oceli feritické třídy se často používají jako oceli odolné proti okují.

Chromniklové nerezové oceli se podle struktury dělí na austenitické, austeniticko-martenzitické a austeniticko-feritické. Struktura chromniklových ocelí závisí na obsahu uhlíku, chrómu, niklu a dalších prvků.

Austenitické oceli s 18% Cr a 9-10% Ni (12H18N9, 17H18N9 atd.) v důsledku kalení získávají austenitickou strukturu a vyznačují se vysokou tažností, střední pevností a dobrou odolností proti korozi v oxidačních prostředích. Ty se staly technologicky vyspělými
(dobře svařené, lisované, válcované za studena atd.).

Oceli 12H18N9, 17H18N9 po pomalém ochlazení z austenitické oblasti mají strukturu skládající se z austenitu, feritu a karbidů. Aby se rozpustily karbidy a zabránilo se jejich vysrážení při pomalém ochlazování, austenitické oceli se zahřívají na 1050-1120 0C a kalí se ve vodě, oleji nebo vzduchu. Austenitické oceli nejsou náchylné ke křehkému lomu při nízkých teplotách, proto jsou chromniklové korozivzdorné oceli široce používány v kryogenní technologii pro skladování zkapalněných plynů, výrobu plášťů palivových nádrží a raket atd.

Oceli austeniticko-martenzitické třídy (09Х15Н8У, 09Х17Н7У) jsou široce používány především jako vysokopevnostní oceli. Dobře se svařují a jsou odolné vůči atmosférické korozi. Aby byla zajištěna dostatečná pevnost a zároveň zvýšená odolnost proti korozi, je ocel 09Х15Н8У podrobena následujícímu tepelnému zpracování: kalení na austenit (925-975
0C) následované ošetřením chladem (-70 0C) a stárnutím (350-3800C).

Tyto oceli se používají k výrobě plášťů, konstrukcí trysek a výkonových prvků součástí letadel.

Austeniticko-feritické oceli (08H22Н6Т, 03Х23Н6, 08H21Н6М2Т,
10Х25Н5М2 atd.) obsahují 18-30% Cr, 5-8% Ni, až 3% Mo, 0,03-0,10% C, stejně jako přísady Ti, Nb, Cu, Si a Ni. Tyto oceli po kalení ve vodě s 1000-
1100 0C mají strukturu sestávající ze zrn austenitu a feritu rovnoměrně rozdělených mezi sebou s obsahem feritu řádově 40-60 %. Tyto oceli se používají v chemickém a potravinářském inženýrství, stavbě lodí, letectví a lékařství.

2.10 Žáruvzdorné oceli a slitiny

Tyto oceli se používají při práci pod zátěží a mají dostatečnou tepelnou odolnost při teplotách nad 500 0C.

Žáruvzdorné perlitické oceli jsou nízkolegované oceli
(12Х1МФ, 25Х1М1Ф, 20Х1М1Ф1Бр aj.), obsahující 0,08-0,25 % C a legující prvky – Cr, V, Mo, Nb. Nejlepší komplex mechanických vlastností je zajištěn kalením v oleji (nebo normalizací) od 880-1080 0C s následným vysokým popouštěním při 640-750 0C. Perlitické oceli se používají k výrobě dílů, které pracují po dlouhou dobu v režimu tečení při teplotách do 500-580 0C a nízkém zatížení: jedná se o trubky přehříváků, armatury parních kotlů a spojovací prvky.

Oceli martenzitických a martenziticko-feritických tříd (15Х11МФ,
11Х11Н2В2МФ, 15Х12ВНМФ, 18Х12ВМБФР atd.) se používají při teplotách do
580-600 0С. Oceli s nižším obsahem chromu (do 11 %) patří do martenzitické třídy a oceli s vyšším obsahem chromu (11-13 %) do martenziticko-feritické třídy.
Oceli se kalí na martenzit při teplotách 1000-1100 0C v oleji nebo na vzduchu. Po popuštění při 600-750 0C získává ocel sorbitolovou strukturu.
Oceli se používají k výrobě dílů pro plynové turbíny a parní elektrárny.

Austenitické oceli mají větší tepelnou odolnost než martenzitické oceli,
- jejich provozní teploty dosahují 700-750 0C. Austenitické oceli jsou tažné a dobře se svařují. Podle způsobu kalení se austenitické oceli dělí do tří skupin:

1) tuhé roztoky, které nejsou posíleny stárnutím;

2) tuhé roztoky s karbidovým zpevněním;

3) tuhé roztoky s intermetalickým zpevněním.

Oceli první skupiny (08Kh15N24V4TR, 09Kh14N19V2BR) se používají v kaleném stavu (kalení 1100-1600 0C, voda nebo vzduch). Tyto oceli se používají pro výrobu potrubí pro vysokotlaké elektrárny pracující při 600-700 0C.

Austenitické žáruvzdorné oceli s karbidovým a intermetalickým kalením jsou obvykle podrobeny kalení od 1050-1200 0C ve vodě, oleji nebo vzduchu a následnému stárnutí při 600-850 0C.

Oceli s intermetalickým kalením se používají pro výrobu spalovacích komor, turbínových kotoučů a lopatek, ale i svařovaných konstrukcí pracujících při teplotách do 700 0C.

Žáruvzdorné slitiny na bázi železo-nikl (například KhN35VT,
KhN35VTYu atd.) jsou navíc legovány chromem, titanem, wolframem, hliníkem a borem. Jsou zpevněny, stejně jako austenitické oceli, kalením a stárnutím. Slitina KhN35VTYu se používá pro výrobu lopatek a kotoučů turbín, kroužků trysek a dalších dílů pracujících při teplotách do 750 0C.

7. Podstata, výhody a nevýhody otevřeného způsobu výroby oceli.

8. Podstata, výhody a nevýhody Bessemerovy (konvertorové) metody výroby oceli.

9. Co je dezoxidace oceli manganem a křemíkem. Vysvětlete jev "varu" oceli.

10. Podstata, výhody a nevýhody výroby oceli v elektrických pecích. Jaký druh oceli se taví v elektrických pecích?

11. Vyjmenujte způsoby odlévání oceli.

Samostatná práce č. 6.

Vady tepelného zpracování, způsoby jejich prevence a odstraňování.

Slibné typy difúzního nasycení slitin. Jejich uplatnění v automobilovém průmyslu.

Forma práce: sestavování poznámek k naučné literatuře a práci s využitím internetových zdrojů a periodik.

4 hodiny

Čas dokončení práce: při studiu tématu „Tepelné zpracování“, „Druhy tepelného zpracování“.

1." Vady údržby." Po prostudování tohoto tématu vyplňte tabulku popisující 6 typů závad:

2." Slibné typy difúzní saturace slitin". Po prostudování tohoto tématu uveďte jeho stručné shrnutí v jakékoli formě (shrnutí, schéma, nákresy s vysvětlivkami atd.). Věnujte pozornost následujícím otázkám:

1. Co je difúzní saturace kovu, její účel.

2. Tradiční a perspektivní typy saturace.

3. Které automobilové výrobky mohou být podrobeny stanovenému ošetření.

4. Vaše osobní představy o perspektivách takového zpracování.

Samostatná práce č. 7.

Charakteristika ocelí s využitím regulačních dokumentů a internetových zdrojů.

Použití legovaných ocelí v automobilovém průmyslu.

Forma práce: charakteristiky materiálů využívajících internetové zdroje a regulační dokumentaci.

Počet hodin na dokončení práce: 5 hodin

Čas dokončení práce: při studiu témat „Uhlíkové a legované oceli“, provádění laboratorní práce „Analýza mikrostruktury ocelí“.

Pokyny k dokončení úkolu: zadejte místa pro prodej a vlastnosti materiálů. Otevřete okno na webu „Ocel“ nebo „Značka slitiny“. Pomocí značky najděte a charakterizujte oceli, které odpovídají vaší možnosti.

Uveďte prosím: oblast použití oceli (s příklady vyráběných výrobků),

možné náhražky a zahraniční analogy značky;

úplné chemické složení;

mechanické vlastnosti (pevnost, tažnost, tvrdost atd.);

technologické vlastnosti.

Stáhnout dokument

STO 22-04-02

STANDARD
Výzkumné a výrobní konsorcium
ZDROJ

Komplex:

ZDROJ
STAVBY
PRŮMYSLOVÝ
STAVBY A STAVBY

Moskva

2003 G.

Goritsky V.M. - hutní inženýr, doktor technických věd, profesor;

Goritsky O.V. - hutní inženýr;

ÚVOD

Ústav TsNIIPSK im. Melnikov po dobu 10 let na oddělení zkoumání kovů studoval různé metody pro stanovení charakteristik kovu provozních konstrukcí, aniž by je zničil.

Mechanické vlastnosti oceli se posuzují s vybraným stupněm spolehlivosti od 75 % do 99 %.

1. OBECNÁ USTANOVENÍ

1.2. Nosnost studovaných kovových konstrukcí v důsledku odběru vzorků a mikrovzorků uvedených v tomto návodu není prakticky snížena, což eliminuje potřebu restaurátorských oprav prováděných při výběru fragmentů (výbrusů nebo jiných makrovzorků) standardními metodami.

1.3. Odběr vzorků a mikrovzorkování z ocelových svařovaných nebo nýtovaných konstrukcí lze použít pro:

Vypracování posudku technického stavu konstrukcí budov a staveb nebezpečného zařízení;

Pro výzkumné a jiné účely.

1.4. Tato příručka si klade za cíl určit jakost oceli a její kategorii, čehož je dosaženo stanovením chemického složení, meze kluzu, pevnosti v tahu a kritické teploty křehkosti oceli.

1.5. Předmětem použití tohoto návodu jsou nízkouhlíkové a nízkolegované oceli s nominální mezí kluzu 150 ... 440 MPa (16 ... 45 kg/mm2).

1.6. Příručka je určena pro laboratoře vybavené světelnými metalografickými mikroskopy, mechanickými zkušebními zařízeními, ověřené Státní metrologickou službou a vybavené kvalifikovaným personálem v oboru hutnictví.

2. POJMY, DEFINICE, TECHNICKÉ POJMY

2.1. Teplota kritické křehkosti- teplota, při které hodnota rázové houževnatosti dosáhne určité normované hodnoty a cr, indikovaná indexem, např. T 29 - teplota, nad kterou není hodnota rázové houževnatosti stanovená na vzorcích s vrubem ve tvaru U menší než 29 J/cm 2 (3 kgf · m/cm 2).

2.2. Metalografie- nauka o struktuře a fyzikálních vlastnostech kovů a slitin, zkoumání vztahu mezi jejich vlastnostmi a strukturou při různých teplotách.

2.3. Kovový mikrovzorek- jedná se o objem kovu zmenšené velikosti, ze kterého nelze vyrobit alespoň jeden standardní vzorek pro tahový nebo rázový ohyb a jehož rozměry jsou většinou 5 - 10x menší než standardní vzorky určené pro mechanické zkoušky.

2.4. Vzorek kovu- objem kovu, ze kterého nelze vyrobit více než jeden vzorek standardní velikosti, určený pro zkoušky tahem nebo rázem v ohybu.

2.5. Vzorek Menage- vzorek se zářezem ve tvaru U pro zkoušení materiálů na rázovou houževnatost při rázovém ohýbání na kyvadlových rázových utahovácích (typ 1 - 3 podle GOST 9454).

2.6. Charpy vzorek- vzorek se zářezem ve tvaru V pro zkoušení materiálů na rázovou houževnatost při rázovém ohýbání na kyvadlových rázových utahovácích (typ 11 - 13 podle GOST 9454).

3. ODBĚR VZORKŮ A MIKROVZORKY KOVŮ

3.1. Místa pro odběr vzorků a mikrovzorkování by měla být stanovena na základě podmínky získání reprezentativních informací o kvalitě oceli studovaného prvku kovové konstrukce.

3.2. Možnost a umístění odběru vzorků závisí na konstrukčních prvcích kovové konstrukce a stanoví je specializovaná organizace.

3.3. Vzorky a mikrovzorky kovu by měly být odebrány z okraje studovaného prvku kovové struktury. V případě hran tvořených řezáním plynem - mimo tepelně ovlivněnou zónu.

3.4. Technologie odběru vzorků a mikrovzorkování by měla zajistit minimální deformaci a zahřátí kovu nejvýše na 150 °C.

3.4.1. Mikrovzorky z okrajů prvků kovové konstrukce se odebírají řezáním nebo řezáním pilkou na železo nebo řezacím kotoučem podle obr. 1 a pro prvky do tloušťky 10 mm včetně a Obr. 1b pro prvky s tloušťkou větší než 10 mm.

Tvar mikrovzorku (prizmatický nebo pyramidální) je určen pohodlností řezání (řezání) mikrovzorku.

Rozměry mikrovzorku nesmí být menší než а?b?t(h), kde t je tloušťka prvku, mm;

b? 5 mm - v případě válcované nebo opracované hrany;

b? 0,5t + 5 mm při t? 10 mm a b? max (10 mm; 0,25 t) při t > 10 mm v případě hrany získané řezáním plynem nebo jinou podobnou metodou;

3.4.2. Mikrovzorky ze středových částí konstrukčních prvků musí mít minimálně 1,2 x 2,5 x 15 mm. Minimální plocha průřezu mikrovzorku ve střední části musí být alespoň 3 mm2.

3.5. Odběr vzorků se zpravidla provádí z nezatížených nebo málo zatížených prvků stavebních konstrukcí.

3.6. Minimální velikost vzorku je stanovena požadavky GOST 9454 na velikost standardních nárazových vzorků s přihlédnutím k přídavku na mechanické zpracování povrchu vzorků. Při odběru vzorků je nutné vzít v úvahu regulační požadavky na orientaci rázových vzorků (podél nebo kolmo ke směru válcování) pro stanovení rázové houževnatosti.

3.7. Umístění vzorků a mikrovzorků, jejich umístění a orientace musí být uvedeny v průvodní poznámce.

3.8. Po odběru vzorků a mikrovzorkování musí být řezné plochy podrobeny mechanickému čištění (pomocí brusky nebo jiných metod k odstranění koncentrátorů napětí) a v případě potřeby zpevněny. 1

1 Potřebu vyztužení zjišťuje organizace, která diagnostikuje technický stav konstrukce.

4. STANOVENÍ CHEMICKÉHO SLOŽENÍ

4.1. Stanovení chemického složení oceli se provádí v souladu s požadavky GOST 22536 titrimetrickými, spektrálními nebo jinými metodami, které zajišťují potřebnou přesnost analýzy.

4.2. Chemický rozbor oceli se provádí po očištění kovového povrchu (mikrovzorku) do kovového lesku, který eliminuje zkreslení výsledků analýzy složení kovu.

4.3. Při stanovení chemického složení spektrálními metodami by se povrch připravený pro analýzu neměl odchýlit od normály k povrchu válcovaného výrobku o úhel větší než 30°.

4.4. Při interpretaci výsledků chemické analýzy se berou v úvahu povolené odchylky v obsahu legujících prvků v hotových válcovaných výrobcích v souladu s technickými požadavky na nízkouhlíkové a nízkolegované oceli (GOST 27772, GOST 380, GOST 19281 atd. .).

5. METALLOGRAFICKÁ ANALÝZA

5.1. Pro stanovení meze kluzu (podle článku 6.6.2) a rázové houževnatosti musí být připraveny a zkontrolovány metalografické řezy.

5.2. Mikrovzorky vyříznuté v souladu s odstavcem 3 těchto pokynů musí být zalité do Woodovy slitiny, epoxidové pryskyřice nebo jiných podobných látek pro přípravu tenkých řezů.

5.3. Řezy jsou vyrobeny v rovině kolmé k válcované ploše. Je povoleno vyrábět leštěné řezy v rovinách s odchylkou od normály k povrchu o úhel nejvýše 30°. Kvantitativní metalografická analýza se provádí v řezech řezů umístěných ve vzdálenosti minimálně 0,25 mm od povrchu válcovaného výrobku.

5.4. Složení leptadel a technologie přípravy tenkých řezů pro výzkum jsou stanoveny v souladu s GOST 5639, GOST 5640.

5.5. Při provádění metalografické analýzy je nutné vyhodnotit:

Skutečná velikost zrna d je střední jmenovitý průměr (průměrná tětiva) a počet (skóre) feritového zrna pro feriticko-perlitové oceli v souladu s GOST 5639;

Pro tepelně zpevněné oceli a oceli, v jejichž struktuře jsou přítomny produkty smykové transformace, je možné hodnotu průměrného konvenčního zrna feritu d y určit pomocí vzorce d y = d fts /0,6, kde d fts je střední jmenovitý průměr (průměrná tětiva) transgranulárních štěpných faset, určená z fraktogramů za použití metod popsaných v části. 3 GOST 5639;

Velikost (průměr) D rozptýlených zpevňovacích částic při legování oceli silnými karbonitridotvornými prvky (např. vanad, niob, titan) - pomocí extrakčních replik a mezičásticová vzdálenost? - na tenkých fóliích metodami transmisní elektronové mikroskopie;

Hustota dislokací? (v případě potřeby) na tenké fólie pomocí transmisní elektronové mikroskopie.

5.6. V následujícím textu je efektivní velikost zrna deff (v milimetrech) chápána jako velikost feritového zrna pro feriticko-perlitické oceli nebo průměrná velikost zrna feritu pro tepelně kalené oceli uvedená v odstavci 5.5.

5.7. Zrnitost se zjišťuje alespoň ve třech řezech tenkého řezu (zápory), v každém z nich musí být počet průsečíků sečnic s hranicemi konstrukčních součástí nejméně 100.

V případě strukturní heterogenity kovu podél tloušťky válcovaného výrobku zjištěné metodami světelné mikroskopie se počet a umístění analyzovaných zorných polí během metalografické analýzy volí tak, aby bylo zajištěno odpovídající posouzení kříže. -průřezové průměrné hodnoty stanovených charakteristik.

6. STANOVENÍ DOČASNÉHO ODPORU ? c A VÝNOS? T

6.1. Dočasný odpor? ve studovaných ocelích by měla být určena výpočtovou metodou založenou na výsledcích měření tvrdosti oceli pomocí metod Vickers (HV) nebo Brinell (NB) na stacionárních tvrdoměrech v souladu s GOST 2999 a GOST 9012.

6.2. Pokud je kalení kovu nevyhnutelné při odběru mikrovzorků podle bodu 3.3.2, měla by být měření tvrdosti provedena přímo na předmětu pomocí přenosných statických tvrdoměrů v souladu s GOST 22761 nebo dynamického rázu v souladu s GOST 18661. Použití jiných typy tvrdoměrů jsou povoleny, pokud je zajištěna požadovaná přesnost měření.

Požadavky na velikost, zakřivení připravovaného místa a kvalitu čištění povrchu musí odpovídat údajům v technickém pasu použitého tvrdoměru. Připravené místo se musí nacházet ve vzdálenosti minimálně 100 mm od svaru a ne dále než 300 mm od místa odběru mikrovzorku.

6.3. V rozsahu od 90 do 270 HV (90 až 270 HV), což je rozsah tohoto návodu, jsou hodnoty tvrdosti stanovené metodou Brinell a Vickers stejné. Dále v textu ve všech výpočtových vzorcích mohou být hodnoty HB nahrazeny hodnotami HV.

6.4. Počet měření tvrdosti musí být alespoň:

9 měření pomocí stacionárních tvrdoměrů pro všechny oceli (kromě varné oceli);

18 měření při použití přenosných tvrdoměrů a při posuzování tvrdosti varných ocelí pomocí tvrdoměrů libovolného typu.

Na základě získaných měření se určí průměrné hodnoty NV. Při určování průměrné hodnoty tvrdosti jsou minimální a maximální výsledky měření vyřazeny.

6.5. Dočasný odpor by měl být určen podle vzorce:

B = 112 + 2,4 НВ, MPa

6.6. Stanovení meze kluzu musí být provedeno jednou z následujících metod:

Metoda měření tvrdosti na mezi kluzu;

Na základě chemické, durometrické a metalografické analýzy.

6.6.1. Stanovení meze kluzu měřením tvrdosti na meze kluzu se provádí v souladu s GOST 22762.

6.6.2. Mez kluzu na základě výsledků chemické, durometrie a metalografické analýzy je určena vzorcem:

T = 1,5 + 0,6?? t * + 0,74? НВ, MPa,

kde HB je hodnota tvrdosti a velikost? t* je určeno podle výrazu:

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

Kde: ? 0 - třecí napětí železné mřížky, pro tento výpočet se bere rovno 30 MPa;

P - napětí v důsledku zpevnění oceli perlitem, ? n = 2,4P, MPa,

kde: P je procento perlitové složky;

T.r. - napětí v důsledku tvrdnutí tuhého roztoku legujícími prvky; je určena koncentrací C i (v % hmotnostních legujících prvků v α-železe (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. - napětí v důsledku zpevnění oceli rozptýlenými částicemi, stanovené s přihlédnutím k údajům v bodě 5.5:

kde: G = 8,4-10 4 MPa - modul ve smyku, b = 2,5 - 10-7 mm - Burgersův vektor;

D = napětí v důsledku zpevnění dislokací, odhadnuté z hustoty dislokací?,

D = 5Gb?? 1/2 (u ocelí válcovaných za tepla je dovoleno brát ?? d = 30 MPa), K y = 20 MPa? mm 1/2.

6.7. Pokud není možné změřit tvrdost, je povoleno vypočítat pevnost v tahu a mez kluzu nekalené oceli pomocí vzorců:

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

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

6.8. Přesnost stanovení hodnot pevnosti v tahu a meze kluzu.

6.8.1. Přesnost stanovení meze kluzu podle článku 6.6.1 je ±7 %.

6.8.2. Hodnoty pevnosti v tahu a meze kluzu vypočtené v souladu s článkem 6.5, body 6.6.2 a 6.7 jsou matematickým očekáváním uvedených hodnot.

6.8.3. Dolní mez intervalu spolehlivosti pro pevnostní charakteristiky (? v (min), ? t (min)) se vypočítá na základě skutečných hodnot tvrdosti, meze kluzu a požadovaného stupně spolehlivosti? podle výrazů:

V(min) = ? c - K 1 (?) K 2 (HB), MPa (při výpočtu podle článku 6.5);

T(min) = ? t - K 3 (?) < K 4 (NV, A t *), MPa (při výpočtu podle článku 6.6.2);

V(min) = ? c - K 5 (?) ? K 6 (? t**), MPa (při výpočtu podle článku 6.7);

T(min) = ? t - K 7 (?)? K 8 (? t *), MPa (při výpočtu podle bodu 6.7),

kde jsou hodnoty K 1 (?), K 2 (HB), K 3 (?), K 4 (HB, ? t *), K 5 (?), K 6 (? t **), K 7 (?) a K 8 (? t *) jsou stanoveny podle tabulky. 1-5 povinné přílohy A.

7. POSOUZENÍ ODOLNOSTI KOVŮ CHLADU

7.1. Odolnost studovaného kovu za studena se posuzuje na základě hodnoty kritické teploty křehkosti

7.2. Hodnota acr se volí v souladu s požadavky norem nebo technických specifikací na rázovou houževnatost studované oceli (hodnota rázové houževnatosti, zkušební teplota).

7.3. Kritická teplota křehkosti (°C) se stanoví z mikrovzorků odebraných v souladu s oddílem 3 tohoto RD a vypočítá se pomocí následujícího vzorce:

kde koeficienty a 0, a 1 a a 2 jsou zvoleny pro vzorky s vrubem ve tvaru U (Menage) v závislosti na hodnotě cr stanovené regulačními dokumenty (tabulka 1).

Jak se shromažďují experimentální data, koeficienty a 0, a 1 a a 2 budou také určeny pro vzorky s vrubem ve tvaru V (Charpy), což umožní spolehlivější posouzení odolnosti oceli proti lomu.

Stůl 1.

Vzorcové koeficienty pro stanovení

Pro válcované výrobky o tloušťce od 7,5 mm do 9 mm (stanovení rázové houževnatosti na vzorcích typu 2 podle GOST 9454-78) se bere hodnota o 10 °C nižší a pro válcované výrobky o tloušťce od 4 mm do 7,4 mm (stanovení rázové houževnatosti na vzorcích typu 3 podle GOST 9454-78) - o 20 °C nižší ve srovnání s hodnotami vypočtenými podle vzorce.

V případě potřeby lze hodnotu pro hodnoty a cr = 39 J/cm 2 a a cr = 44 J/cm 2 určit lineární interpolací pomocí odpovídajících hodnot T 34 a T 49.

7.4. Pro ocel zpracovanou za studena se hodnota stanovená v souladu s článkem 7.3 zvyšuje o 0,6??HB, kde?HB je zvýšení tvrdosti v důsledku kalení kovu za studena.

7.5. Hodnoty kritické teploty křehkosti vypočtené v souladu s článkem 7.3 a článkem 7.4 jsou matematickým očekáváním uvedené hodnoty.

7.6. Vypočítává se horní hranice intervalu spolehlivosti pro kritickou teplotu křehkosti na základě skutečných hodnot tvrdosti, meze kluzu a požadovaného stupně spolehlivosti? podle výrazu:

kde hodnoty K 9 (?) a K 10 (d eff, HB) jsou stanoveny podle tabulky. 1 a 6 povinné přílohy A.

Pokud je podle aktuální regulační dokumentace (GOST, TU) pro studovanou jakost oceli při provádění zkoušek rázovým ohybem na jednom ze tří vzorků povoleno snížení rázové houževnatosti oproti normované hodnotě, hodnota se sníží o 5 °C.

7.7. V souladu s požadavky GOST (TU) má ocel při splnění podmínky odpovídající jakostní kategorii

kde a nf Ti je skutečná hodnota rázové houževnatosti při zkušební teplotě T a nn Ti je hodnota rázové houževnatosti normalizovaná podle GOST (TU) při stejné teplotě.

7.8. Nerovnost v odstavci 7.5 je ekvivalentní podmínce

7.9. Zkoumaná ocel se považuje za vyhovující požadavkům odpovídající GOST (TU) pro oceli dané jakostní kategorie, pokud je splněna nerovnost podle článku 7.6. V souladu s článkem 7.5 je specifická hodnota T určena stanovenou kategorií jakosti oceli.

7.10. Volba zkušební teploty pro rázový vzorek vyrobený ze vzorku je dána výzkumným úkolem: stanovení dané jakostní kategorie nebo stanovení kritické teploty křehkosti.

7.10.1. Při stanovení dané jakostní kategorie je zkušební teplota vzorku přiřazena na základě podmínky, že úroveň rázové houževnatosti odpovídá hodnotě regulované GOST (TU) v souladu s článkem 7.5. Například při kontrole shody oceli St3ps s 5. kategorií jakosti je zkušební teplota vzorku přiřazena -20 °C.

7.10.2. Při stanovení kritické teploty křehkosti je zkušební teplota vzorku přiřazena v souladu s článkem 7.3 z podmínky výběru standardní hodnoty rázové houževnatosti podle GOST (TU) a stanovení úrovně tvrdosti a velikosti skutečného feritu. obilí.

7.10.3. Stanovení tvrdosti a měření průměru feritového zrna se provádí na čele vzorku, kolmo k válcované ploše a rovnoběžně se směrem válcování.

7.11. Při získávání hodnot cr, které se neshodují se standardními hodnotami podle GOST (TU), je povoleno určit hodnotu podle bodu 7.3 metodou lineární interpolace pomocí odpovídajících standardních hodnot kr.

8. STANOVENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ VARNÉ OCELI

8.1. Znakem určování mechanických vlastností válcovaných výrobků z varných ocelí je potřeba vzít v úvahu jejich heterogenitu podél délky a průřezu.

8.2. Heterogenitu válcovaných výrobků lze zohlednit pomocí systému koeficientů (bod 8.3) nebo zvýšením počtu odebraných mikrovzorků (bod 8.4).

8.3. Kritická teplota vypočítaná v souladu s oddílem 7 těchto pokynů pro varné oceli se posouvá o 10 °C do oblasti kladné teploty.

8.4. Při zjišťování mechanických vlastností válcovaných výrobků se odebírají minimálně dva mikrovzorky z varné oceli. Doporučuje se odebírat mikrovzorky z podobných konstrukčních prvků. Je povoleno odebírat mikrovzorky ze stejného konstrukčního prvku; v tomto případě musí být místa mikrovzorkování od sebe vzdálena minimálně 2 m.

Mechanické vlastnosti jsou stanoveny pro každý mikrovzorek v souladu s oddíly 6 a 7 tohoto návodu a nejhorší hodnoty pro studované mikrovzorky jsou brány jako skutečné vlastnosti válcovaných výrobků z varných ocelí. .

9. PREZENTACE VÝSLEDKŮ

9.1. Na základě údajů získaných v souladu s oddíly 4 ... 8 je vypracován Závěr o jakosti oceli, který obsahuje výsledky stanovení:

chemické složení;

pevnost v tahu a mez kluzu;

9.2. Závěr podepisuje vedoucí laboratoře a schvaluje vedoucí organizace, která laboratoř zahrnuje.

10. SEZNAM POUŽITÉ REGULAČNÍ DOKUMENTACE

GOST 380-94 "Uhlíková ocel běžné kvality."

GOST 2999-75* „Kovy a slitiny. Metoda měření tvrdosti podle Vickerse."

GOST 5639-82* „Oceli a slitiny. Metody identifikace a určování velikosti zrna."

GOST 5640-68 „Ocel. Metalografická metoda pro posouzení mikrostruktury plechů a pásek."

GOST 9012-59* „Kovy a slitiny. Metoda měření tvrdosti podle Brinella."

GOST 9454-78* „Kovy. Zkušební metoda pro rázové ohýbání při nízkých, pokojových a zvýšených teplotách."

GOST 18661-73 „Ocel. Měření tvrdosti metodou impaktního otisku.“

GOST 19281-89*„Válcované výrobky z vysokopevnostní oceli. Všeobecné technické podmínky“.

GOST 22536.0-87*“Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Obecné požadavky na metody analýzy."

GOST 22536.1-88 „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody pro stanovení celkového uhlíku a grafitu."

GOST 22536.2-87* „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody stanovení síry“.

GOST 22536.3-88 „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody stanovení fosforu“.

GOST 22536.4-88 „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody pro stanovení křemíku."

GOST 22536.5-87* „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody pro stanovení manganu“.

GOST 22536.6-88 „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody stanovení arsenu."

GOST 22536.7-88 „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody pro stanovení chromu“.

GOST 22536.8-87* „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody pro stanovení mědi“.

GOST 22536.9-88 „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody pro stanovení niklu."

GOST 22536.10-88 „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody stanovení hliníku."

GOST 22536.11-87* „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody pro stanovení titanu“.

GOST 22536.12-88 „Uhlíková ocel a nelegovaná litina. Metody pro stanovení vanadu“.

GOST 22761-77 „Kovy a slitiny. Metoda měření tvrdosti podle Brinella pomocí přenosných statických tvrdoměrů.

GOST 22762-77 „Kovy a slitiny. Metoda měření tvrdosti na mezi kluzu vtlačením kuličky."

GOST 27772-88*„Válcované výrobky pro stavbu ocelových konstrukcí. Všeobecné technické podmínky“.

PŘÍLOHA A)

(Požadované)

stůl 1

Hodnoty koeficientů K 1 (?), K 3 (?), K 5 (?), K 7 (?) a K 9 (?)

Stupeň spolehlivosti?, %	K 1(?), MPa	K 3(?), MPa	K 5 (?), MPa	K 7(?), MPa	K 9(?), MPa

tabulka 2

Hodnoty koeficientu K 2 (NV)

Tvrdost HB

Tvrdost HB

Tabulka 3

Hodnoty koeficientu K4 (NV, ? t *)

Tvrdost HB	Limit výnosu? t*, MPa
Tvrdost HB