Nuances d'acier au carbone. Classement, GOST, demande

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

L'acier est un produit de la métallurgie ferreuse, le principal matériau de structure. Il est utilisé pour produire des raccords de construction, du métal laminé de divers profils, tuyaux, pièces, mécanismes et outils.

Production d'acier

La métallurgie ferreuse est engagée dans la production de fer et d'acier. La fonte est un matériau dur mais pas durable. L'acier est un métal solide, fiable, ductile et susceptible d'être allié utilisé dans la fonderie, le laminage, le forgeage et l'emboutissage.

Il existe plusieurs façons de fabriquer de l'acier:

1. Convertisseur. Équipement: convertisseur d'oxygène. Charge (matières premières): fonte blanche, ferraille, calcaire. Seuls les aciers au carbone sont produits.
2. Martenovsky. Equipement: four à sole. Charge: fonte liquide, ferraille, minerai de fer. Universel pour les aciers au carbone et alliés.
3. Arc électrique. Equipement: four à arc électrique. Charge: ferrailles d'acier, fonte, coke, calcaire. Méthode générique.
4. Induction. Equipement: four à induction. Charge: ferraille d'acier et de fonte, ferroalliages.

L'essence du processus de production d'acier est de réduire la quantité d'inclusions chimiques négatives afin d'obtenir un métal communément appelé "fer", ou plutôt un alliage fer-carbone avec une teneur en carbone d'au plus supérieur à 2,14 %.

Processus de désoxydation

Pour l'acier au stade final de la fusion, un processus d'ébullition est caractéristique, qui est influencé par l'azote, l'hydrogène et les oxydes de carbone qui lui sont inhérents. Un tel alliage à l'état solidifié présente une structure poreuse, qui est éliminée par laminage. Il est doux et ductile, mais pas assez solide.

Le processus de désoxydation consiste en la désactivation des impuretés bouillantes en introduisant du ferromanganèse, du ferrosilicium et de l'aluminium dans l'alliage. Selon la quantité de gaz résiduels et d'éléments désoxydants, l'acier peut être semi-silencieux ou au repos.

L'acier fini du degré de désoxydation requis est coulé dans des moules pour cristallisation et utilisé aux étapes technologiques ultérieures de la fabrication de produits finis en acier.

Classification de l'acier au carbone

Tous les aciers existant sur le marché mondial peuvent être divisés en carbone et en alliage. Toutes les nuances d'acier au carbone sont divisées en différents groupes de classificateurs et caractéristiques de désignation.

Sur la base des principales caractéristiques de classification, ils distinguent:

1. Acier de construction au carbone. Ils contiennent moins de 0,8 % de carbone. Ils sont utilisés pour fabriquer des barres d'armature, des produits de laminage et des pièces moulées.
2. Les aciers à outils au carbone qui contiennent du carbonemontant de 0,7 % à 1,3 %. Ils sont utilisés pour les outils, l'équipement des instruments.

Par méthodes de désoxydation:

• ébullition - éléments désoxydants (RE) dans la composition de moins de 0,05 %;
• semi-calme - 0.05%≦RE≦0.15%;
• calme - 0.15%≦RE≦0.3%.

Par composition chimique:

• faible teneur en carbone (0,3 %≦C);
• carbone moyen (0.3≦C≦0.65%);
• haute teneur en carbone (0,65≦C≦1,3%).

Les aciers contenant plus de 1,3 % de carbone ne sont pas utilisés dans l'industrie.

Selon la microstructure:

• hypoeutectoïde - dans un tel acier, la teneur en carbone est inférieure à 0,8 %;
• eutectoid - ce sont des aciers avec une teneur en carbone de 0,8 %;
• hypereutectoïde - aciers avec une teneur en carbone supérieure à 0,8 %.

Qualité:

1. Qualité régulière. Ici, le soufre contient moins de 0,06 %, le phosphore - pas plus de 0,07 %.
2. Acier de qualité. Ils ne contiennent pas plus de 0,04 % de soufre et de phosphore.
3. Haute qualité. La quantité de soufre ici ne dépasse pas 0,025 % et le phosphore - pas plus de 0,018 %.

Selon la norme principale, les nuances d'acier au carbone sont divisées en:

• Construction de qualité régulière;
• qualité de construction;
• qualité instrumentale;
• instrumental de haute qualité.

Caractéristiques du marquage de l'acier de construction de qualité ordinaire

Les aciers de qualité ordinaire contiennent: De - à0,6%, S - jusqu'à 0,06%, P - jusqu'à 0,07%. Regardons comment cet acier au carbone est marqué. GOST 380 définit les nuances de désignation suivantes:

• A, B, C - groupe; A - non indiqué dans les timbres;
• 0–6 après les lettres "St" - un numéro de série dans lequel la composition chimique et (ou) les propriétés mécaniques sont cryptées;
• G - la présence de Mangan Mn (manganèse);
• kp, ps, cn - degré de désoxydation (ébullition, semi-calme, calme).

Les nombres de 1 à 6 après le degré de désoxydation par un tiret sont des catégories. Dans ce cas, la première catégorie n'est en aucun cas indiquée.

Les lettres M, K au début de la marque peuvent signifier une méthode de production métallurgique: foyer ouvert ou convertisseur d'oxygène. Soit dit en passant, les aciers au carbone de qualité ordinaire sont représentés par une composition quantitative de nuances, environ 47 pièces.

Classement des aciers de construction de qualité courante

Les aciers au carbone de qualité courante sont divisés en groupes.

• Groupe A: aciers qui doivent correspondre exactement aux propriétés mécaniques spécifiées. Ils sont fournis au consommateur le plus souvent sous forme de tôles et de produits laminés multi-sections (tôles, tés, poutres en I, raccords, rivets et étuis). Grades: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), catégories 1-3, y compris St3Gps, St5Gps.
• Groupe B: aciers qui doivent être réglementés par la composition chimique et les propriétés nécessaires. Des produits moulés et laminés sont fabriqués, qui seront soumis à un usinage supplémentairepression à chaud (forgeage, emboutissage). Notes: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, y compris Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), catégories 1 et 2.
• Groupe B: aciers devant répondre aux propriétés chimiques, physiques, mécaniques et technologiques requises. Ce groupe se caractérise par une variété de qualités à partir desquelles les produits en feuilles de plastique sont fabriqués, des raccords durables pour travailler dans des zones où les différences de température sont importantes, des pièces critiques (boulons, écrous, axes, axes de piston). Tous les produits de composition, de propriétés et de qualités différentes de ce groupe sont unis par une bonne soudabilité technologique. Niveaux: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), y compris VSt3Gps, catégories 1-6.

Les aciers de construction de qualité courante sont des alliages qui ont une grande variété d'utilisations dans l'industrie.

Marquage de l'acier de qualité carbone

La teneur en carbone de l'acier de la qualité indiquée est de 0,05 % à 0,6 %. La fusion du métal de ce groupe de classification se produit par des méthodes à foyer ouvert ou à arc électrique. Une large gamme de présence de carbone diversifie les propriétés mécaniques: faible teneur en carbone - ductile, moyennement carbonée - forte.

Les aciers de qualité au carbone ont une teneur en S et P inférieure à 0,04 %, respectivement.

Marquage (GOST 1050-88):

• nombres 05-60 - présence cryptée de carbone (minimum - 0,05%, maximum - 0,6%);
• kp, ps, cn - le degré de désoxydation ("sp" n'est pasindiqué);
• G, Yu, F - contiennent du manganèse, de l'aluminium, du vanadium.

Marquage des exceptions

Les aciers de qualité au carbone ont des exceptions dans leur marquage:

• 15K, 20K, 22K - aciers de haute qualité, applicables dans la chaudronnerie;
• 20-PV - carbone - 0,2 %, l'acier est applicable dans la fabrication de tuyaux par laminage à chaud, dans la construction de chaudières et l'installation de systèmes de chauffage, contient du cuivre et du chrome;
• OSV - acier pour la fabrication d'essieux de wagons, contient du nickel, du chrome, du cuivre.

Pour toutes les nuances d'aciers de qualité, la nécessité éventuelle d'utiliser un traitement thermique (par exemple, normalisation) et chimico-thermique (par exemple, cémentation) est typique.

Classification des aciers de qualité au carbone

Ce type d'acier au carbone peut être grossièrement divisé en 4 groupes:

1. Matériau hautement plastique applicable pour l'usinage à froid (laminage), le laminage de tôles et de tubes. Nuances - acier 08ps, acier 08, acier 08kp.
2. Métal utilisé pour le laminage à chaud et l'emboutissage qui fonctionnera dans des conditions thermiquement agressives. Nuances - de l'acier 10 à l'acier 25.
3. Acier utilisé dans la fabrication de pièces critiques, y compris ressorts, ressorts, accouplements, boulons, arbres. Nuances - de l'acier 60 à l'acier 85.
4. Les aciers qui nécessitent un fonctionnement fiable dans des conditions agressives (par exemple, la chaîne d'un tracteur à chenilles). Nuances d'acier 30, d'acier 50, d'acier 30G, d'acier 50G.

Il est également possible de tout diviser en 2 groupesnuances d'acier au carbone bien connues de la classe de qualité: manganèse structurel conventionnel et structurel.

Application de l'acier de construction au carbone

Niveau d'acier par qualité	Marque	Demande
qualité régulière	St0	renforcement, gainage
	St1	tas, poutres en I, canaux
	St3Gsp	acier de construction
	St5sp	bagues, écrous, boulons
	St6ps	débris de construction
	ST4kp	Produits en forme, en tôle, longs pour des structures durables
qualité	Acier10	tuyaux pour chaudières, pièces embouties
	Acier15	pièces à haute ductilité, cames, boulons, écrous
	Acier18kp	structures soudées
	Acier 20ps	essieux, fourches, goupilles, raccords, tuyaux
	Acier50	engrenages, embrayages
	Acier60	axes, rondelles, rondelles élastiques

Les aciers à outils au carbone ont une résistance et une ténacité élevées. Ils sont nécessairement soumis à un traitement thermique en plusieurs étapes.

Teneur en carbone de l'acier: 0,7 - 1,3 %. Pour une haute qualité - jusqu'à 0,03%, phosphore - jusqu'à 0,035%. Et pour l'instrumentalhaute qualité: soufre - jusqu'à 0,02 %, phosphore - jusqu'à 0,03 %.

Désignation de la marque (GOST 1435-74):

• U - carbone instrumental;
• 7 -13 - sa teneur en carbone est respectivement de 0,7 à 1,3 %;
• G - la présence de manganèse;
• A est de haute qualité.

Les exceptions aux principes de base du marquage des aciers à outils au carbone sont le matériau des pièces des mouvements de montre A75, ASU10E, AU10E.

Exigences pour les aciers à outils au carbone

Conformément à GOST, les aciers à outils doivent respecter un certain nombre de caractéristiques.

Propriétés physiques, chimiques et mécaniques requises: indicateurs de qualité de dureté, résistance aux chocs, résistance, résistance aux changements de température pendant le fonctionnement (pendant la coupe, le perçage, les charges de choc), résistance à la corrosion.

Propriétés technologiques spécifiées:

• résistance aux processus négatifs de la technologie de coupe (collage de copeaux, durcissement);
• bonne usinabilité en tournage et meulage;
• sensibilité au traitement thermique;
• résistance à la surchauffe.

Pour améliorer la qualité des indicateurs mécaniques et technologiques, les aciers à outils sont soumis à un traitement thermique en plusieurs étapes:

• recuit de la matière première avant fabrication d'outils;
• durcissement (refroidissement dans des solutions salines) et revenu ultérieur des produits finis (principalement un revenu bas).

Reçules propriétés sont déterminées par la composition chimique et la microstructure résultante: martensite avec des inclusions de cémentite et d'austénite.

Utilisation d'aciers à outils au carbone

Les aciers décrits sont utilisés pour la fabrication de toutes sortes d'outils: coupants, à percussion, auxiliaires.

• Acier U7, U7A - marteaux, burins, haches, burins, masses, burins, hameçons.
• Acier U8, U8A, U8G - scies, tournevis, poinçons, fraises, fraises, pinces.
• Steel U9, U9A - outil de travail du métal, outil de coupe du bois.
• Acier U10, acier U10A, U11, U11A - râpes, tarauds, forets hélicoïdaux, outils auxiliaires pour poinçonner et dimensionner.
• U 12, U12A - alésoirs, tarauds, outils de mesure.
• U13, U13A - limes, instruments de rasage et chirurgicaux, poinçons d'estampage.

Le choix rationnel de la nuance d'acier au carbone, la technologie de son traitement thermique, la compréhension de ses propriétés et caractéristiques sont la clé d'une longue durée de vie des structures ou des outils produits, transformés ou utilisés.