Immaginate un mondo senza lastre d'acciaio. Dall'auto che si guida ai ponti che si attraversano, queste lastre senza pretese costituiscono la spina dorsale delle infrastrutture moderne. In questo articolo sveliamo i diversi tipi di lamiere d'acciaio, i loro vari spessori e le loro applicazioni cruciali. Scoprite come i diversi processi e le diverse composizioni diano origine a lastre di acciaio adatte a qualsiasi tipo di applicazione, dalla costruzione di navi ai recipienti a pressione. Siete pronti a esplorare il materiale che dà forma al nostro mondo? Continuate a leggere per scoprire come vengono classificate e utilizzate le lamiere di acciaio nei vari settori industriali.
La lamiera d'acciaio è un materiale d'acciaio piatto che viene versato con acciaio fuso e pressato dopo il raffreddamento.
Le piastre di acciaio sono piatte, rettangolari e possono essere laminate direttamente o tagliate da larghi nastri di acciaio.
Le piastre di acciaio sono classificate in base allo spessore: le piastre sottili sono inferiori a 4 millimetri (con uno spessore minimo di 0,2 millimetri), quelle di medio spessore vanno da 4 a 60 millimetri e quelle pesanti da 60 a 115 millimetri.
Le lamiere di acciaio sono classificate in base al processo di laminazione: laminate a caldo e laminate a freddo.
La larghezza delle lastre sottili varia da 500 a 1500 millimetri, mentre quella delle lastre spesse va da 600 a 3000 millimetri.
Le lamiere sottili sono classificate in base al tipo di acciaio, tra cui acciaio comune, acciaio di alta qualità, acciaio legato, acciaio per molle, acciaio inossidabile, acciaio per utensili, acciaio resistente al calore, acciaio per cuscinetti, acciaio al silicio e piastre industriali in ferro puro.
Possono anche essere classificate in base alle applicazioni specifiche, come le piastre per fusti d'olio, le piastre smaltate, le piastre antiproiettile, ecc.
Inoltre, possono essere classificati in base al rivestimento superficiale, tra cui piastre zincate, piastre stagnate, piastre piombate, piastre in acciaio composito plastico e altro ancora.
I gradi di acciaio per le lamiere spesse sono generalmente simili a quelli per le lamiere sottili.
Tuttavia, in termini di applicazioni specifiche, esistono alcune varietà di lamiere d'acciaio che vengono utilizzate principalmente per lamiere spesse, come le lamiere d'acciaio per ponti, le lamiere d'acciaio per caldaie, le lamiere d'acciaio per la produzione di automobili, acciaio per recipienti a pressione e piastre in acciaio multistrato per recipienti ad alta pressione.
Tuttavia, esistono alcune varietà di piastre d'acciaio che si sovrappongono alle piastre sottili, come le piastre d'acciaio per travi automobilistiche (spessore 2,5-10 millimetri), le piastre d'acciaio sagomate (spessore 2,5-8 millimetri), le piastre d'acciaio inossidabile, le piastre d'acciaio resistenti al calore, ecc.
Inoltre, le lamiere di acciaio possono avere diverse composizioni di materiali. Non tutte le lamiere d'acciaio sono uguali e il loro utilizzo dipende dalle specifiche esigenze del cliente. composizione del materiale.
Con lo sviluppo della scienza, della tecnologia e dell'industria, sono stati posti requisiti più elevati ai materiali, come una maggiore forza, la resistenza alle alte temperature, alle alte pressioni e alle basse temperature, la resistenza alla corrosione, la resistenza all'usura e altre speciali proprietà fisiche e chimiche. L'acciaio al carbonio da solo non è in grado di soddisfare pienamente questi requisiti.
(1) Bassa temprabilità: In generale, la massima temprabilità dell'acciaio al carbonio sottoposto a tempra in acqua è solo di circa 10 mm-20 mm di diametro.
(2) Basso rapporto di resistenza e di snervamento: Ad esempio, il carico di snervamento (σs) di un normale acciaio al carbonio Q235 è di 235 MPa, mentre l'acciaio strutturale a bassa lega 16Mn ha una resistenza allo snervamento (σs) di oltre 360 MPa. Il rapporto σs/σb dell'acciaio 40 è di soli 0,43, molto inferiore a quello dell'acciaio acciaio legato.
(3) Scarsa stabilità alla tempra: A causa della scarsa stabilità del rinvenimento, quando l'acciaio al carbonio viene sottoposto a un trattamento di rinvenimento, per ottenere una maggiore resistenza sono necessarie temperature di rinvenimento più basse, con conseguente diminuzione della tenacità. D'altra parte, per ottenere una migliore tenacità sono necessarie temperature di rinvenimento più elevate, ma ciò comporta una minore resistenza. Pertanto, la meccanica complessiva proprietà dell'acciaio al carbonio non sono elevati.
(4) Impossibilità di soddisfare particolari requisiti di prestazione: L'acciaio al carbonio spesso non ha buone proprietà in termini di resistenza all'ossidazione, alla corrosione, al calore, alle basse temperature, all'usura e a speciali proprietà elettromagnetiche. Non è in grado di soddisfare le richieste di prestazioni speciali.
In base al contenuto di elementi di lega, gli acciai legati possono essere classificati in:
In base ai principali elementi di lega, gli acciai legati possono essere ulteriormente classificati in:
In base alla microstruttura di piccoli campioni di prova dopo la normalizzazione o la fusione, gli acciai legati possono essere classificati in:
In base all'applicazione, gli acciai legati possono essere classificati come:
Il contenuto di carbonio è indicato da un valore numerico all'inizio del grado. Per gli acciai strutturali, il contenuto di carbonio è espresso in due cifre decimali come unità di dieci millesimi (ad esempio, 45 rappresenta un contenuto di carbonio di 0,0045%).
Per gli acciai per utensili e gli acciai speciali ad alte prestazioni, il tenore di carbonio è espresso con una cifra decimale come unità di un millesimo, tranne quando il tenore di carbonio è superiore a 1%.
Dopo aver indicato il contenuto di carbonio, si utilizzano i simboli chimici dei principali elementi di lega per rappresentarne il contenuto, seguiti da valori numerici. Se il contenuto medio è inferiore a 1,5%, non viene indicato. Se il contenuto medio è compreso tra 1,5% e 2,49%, 2,5% e 3,49% e così via, viene indicato come 2, 3 e così via.
Ad esempio, 40Cr rappresenta un contenuto medio di carbonio di 0,40% e un contenuto di cromo inferiore a 1,5%. 5CrMnMo rappresenta un contenuto medio di carbonio di 0,5% e un contenuto di cromo, manganese e molibdeno inferiore a 1,5%.
Per gli acciai speciali, si utilizza il prefisso cinese pinyin che ne indica l'applicazione. Ad esempio, "G" viene aggiunto prima del grado di acciaio per indicare l'acciaio per cuscinetti. GCr15 rappresenta l'acciaio per cuscinetti con un contenuto di carbonio di circa 1,0% e un contenuto di cromo di circa 1,5% (un'eccezione, poiché il contenuto di cromo è espresso in millesimi).
Y40Mn rappresenta un acciaio a taglio libero con un contenuto di carbonio di 0,4% e un contenuto di manganese inferiore a 1,5%.
Per gli acciai di alta qualità, la lettera "A" viene aggiunta alla fine del grado dell'acciaio. Ad esempio, 20Cr2Ni4A.
Dopo l'aggiunta di elementi di lega all'acciaio, si verifica un'interazione tra gli elementi di base del ferro e del carbonio e gli elementi di lega aggiunti.
Lo scopo della lega dell'acciaio è quello di utilizzare l'interazione tra gli elementi di lega e il ferro-carbonio, nonché i loro effetti sul diagramma di fase ferro-carbonio e sul trattamento termico, per migliorare la struttura e le proprietà dell'acciaio.
Una volta aggiunti all'acciaio, gli elementi di lega esistono principalmente in tre forme: disciolti nel ferro, formando carburi, o negli acciai ad alta lega, eventualmente formando composti intermetallici.
1. Disciolto in ferro:
Quasi tutti gli elementi di lega (tranne il Pb) possono dissolversi nel ferro, formando ferrite o austenite di lega. In base ai loro effetti su α-Fe o γ-Fe, gli elementi di lega possono essere classificati in due categorie: elementi che espandono la regione della fase γ ed elementi che contraggono la regione della fase γ.
Gli elementi che espandono la regione della fase γ, noti anche come stabilizzatori dell'austenite, includono Mn, Ni, Co, C, N, Cu, ecc. Abbassano la temperatura A3 (temperatura di trasformazione di γ-Fe in α-Fe) e aumentano la temperatura A4 (temperatura di trasformazione di γ-Fe). In questo modo si amplia la gamma della fase γ.
Tra questi, Ni e Mn, se aggiunti in determinate quantità, possono espandere la regione di fase γ al di sotto della temperatura ambiente, causando la scomparsa della regione di fase α. Vengono definiti elementi che espandono completamente la regione di fase γ.
Altri elementi come C, N, Cu, ecc. possono espandere parzialmente la regione della fase γ ma non a temperatura ambiente, per cui sono chiamati elementi che espandono parzialmente la regione della fase γ.
Gli elementi che contraggono la regione della fase γ, noti anche come stabilizzatori della ferrite, includono Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, B, Nb, Zr, ecc. Essi aumentano la temperatura A3 e abbassano la temperatura A4 (ad eccezione del cromo, per il quale la temperatura A3 diminuisce quando il contenuto di cromo è inferiore a 7%, ma aumenta rapidamente quando supera 7%).
Ciò contrae la gamma della fase γ, ampliando la regione di stabilità della ferrite. In base ai loro effetti, possono essere ulteriormente classificati in elementi che contraggono completamente la regione della fase γ (ad esempio, Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si) ed elementi che contraggono parzialmente la regione della fase γ (ad esempio, B, Nb, Zr).
2. Gli elementi di lega che formano carburi possono essere classificati in due gruppi principali, in base alla loro affinità con il carbonio nell'acciaio: elementi che formano carburi ed elementi che non formano carburi.
Gli elementi comuni che non formano carburi sono Ni, Co, Cu, Si, Al, N e B. Questi si dissolvono essenzialmente nella ferrite e nell'austenite. Gli elementi comuni che formano carburi includono Mn, Cr, W, V, Nb, Zr, Ti, ecc. (disposti in ordine di stabilità dei carburi formati, dal più debole al più forte). Nell'acciaio, una parte di essi si dissolve nella fase matrice e una parte forma carburi di lega. Se presenti in quantità elevate, possono formare nuovi carburi di lega.
Effetti sulla gamma di austenite e ferrite:
Gli elementi che espandono o restringono la regione di fase γ hanno un effetto simile anche sulla regione di fase γ nel diagramma di fase Fe-Fe3C. Quando il contenuto di Ni o Mn è elevato, si può avere una struttura di austenite monofase a temperatura ambiente (ad esempio, l'acciaio inossidabile austenitico 1Cr18Ni9 e l'acciaio ad alto tenore di manganese ZGMn13).
D'altra parte, quando Cr, Ti, Si, ecc. superano una certa concentrazione, possono portare alla formazione di una struttura ferritica monofase a temperatura ambiente (ad esempio, 1Cr17Ti ad alto tenore di cromo). acciaio inossidabile ferritico).
Effetti sui punti critici (punti S ed E) nel diagramma di fase Fe-Fe3C:
Gli elementi che espandono la regione di fase γ abbassano la temperatura di trasformazione eutettoide (punto S) nel diagramma di fase Fe-Fe3C, mentre gli elementi che restringono la regione di fase γ aumentano la temperatura di trasformazione eutettoide.
Quasi tutti gli elementi di lega riducono il contenuto di carbonio nel punto eutettoide (S) e nel punto eutettico (E), spostandoli verso sinistra. L'effetto degli elementi che formano forti carburi è particolarmente significativo.
Effetti sul trattamento termico dell'acciaio:
Gli elementi leganti possono influenzare le trasformazioni di fase che si verificano durante il trattamento termico dell'acciaio.
1. Effetti sulla trasformazione di fase durante il riscaldamento:
Gli elementi di lega possono influenzare la velocità di formazione dell'austenite e la dimensione dei grani di austenite durante il riscaldamento.
(1) Influenza sulla velocità di formazione dell'austenite:
Elementi fortemente carburizzanti come Cr, Mo, W, V formano carburi di lega insolubili nell'austenite, rallentando significativamente la formazione dell'austenite. Elementi parziali non carburizzanti come Co, Ni migliorano la diffusione del carbonio, accelerando la formazione dell'austenite. Elementi di lega come Al, Si, Mn hanno un effetto limitato sulla velocità di formazione dell'austenite.
(2) Influenza sulla dimensione dei grani di austenite:
La maggior parte degli elementi di lega ostacola la crescita dei grani di austenite, ma in misura diversa. Elementi come V, Ti, Nb, Zr ostacolano fortemente la crescita dei grani, mentre elementi come W, Mn, Cr la ostacolano moderatamente. Elementi come Si, Ni, Cu hanno un effetto limitato sulla crescita dei grani, mentre elementi come Mn, P favoriscono la crescita dei grani.
2. Effetti sulla trasformazione dell'austenite superraffreddata:
Ad eccezione del Co, quasi tutti gli elementi di lega aumentano la stabilità dell'austenite superraffreddata, ritardando la trasformazione in perlite. Ciò si traduce in uno spostamento verso destra del valore Curva C, indicando una migliore temprabilità dell'acciaio.
Gli elementi comuni utilizzati per migliorare la temprabilità sono Mo, Mn, Cr, Ni, Si, B. Va notato che gli elementi di lega possono migliorare la temprabilità solo se sono completamente dissolti nell'austenite. Se non sono completamente disciolti, i carburi possono diventare il nucleo della perlite, riducendo la temprabilità.
Inoltre, l'aggiunta combinata di più elementi di lega (ad esempio, acciaio al Cr-Mn, acciaio al Cr-Ni) ha un effetto molto più forte sulla temprabilità rispetto ai singoli elementi.
Ad eccezione di Co e Al, la maggior parte degli elementi di lega abbassa i punti Ms e Mf. L'ordine della loro influenza è Mn, Cr, Ni, Mo, W, Si. Tra questi, il Mn ha l'effetto più forte, mentre il Si non ha alcun effetto pratico.
L'abbassamento dei punti Ms e Mf aumenta la quantità di austenite conservata dopo la tempra. In presenza di un'eccessiva quantità di austenite trattenuta, questa può essere sottoposta a un trattamento sottozero (raffreddamento al di sotto del punto Mf) per trasformarla in martensite o subire processi di rinvenimento multipli.
In quest'ultimo caso, la precipitazione di carburi di lega dall'austenite trattenuta può causare l'aumento dei punti Ms e Mf e, durante il raffreddamento, può trasformarsi in martensite o bainite (un processo noto come tempra secondaria).
3. Effetti sulla trasformazione di tempra:
(1) Miglioramento della stabilità di tempra:
Gli elementi leganti possono ritardare la decomposizione della martensite e la trasformazione dell'austenite conservata durante il rinvenimento (cioè iniziano a decomporsi e a trasformarsi a temperature più elevate). Inoltre, aumentano la temperatura di ricristallizzazione della ferrite, rendendo difficile la coalescenza e la crescita dei carburi.
Di conseguenza, la resistenza dell'acciaio al rammollimento da rinvenimento aumenta, migliorando la stabilità da rinvenimento. Gli elementi di lega che hanno un forte effetto sulla stabilità al rinvenimento sono V, Si, Mo, W, Ni, Co.
(2) Indurimento secondario:
In alcuni acciai altolegati con alti contenuti di Mo, W, V, la durezza non diminuisce monotonicamente con l'aumentare della temperatura di rinvenimento, ma inizia ad aumentare dopo aver raggiunto una certa temperatura (circa 400°C) e raggiunge un picco ad una temperatura più elevata (generalmente intorno ai 550°C).
Questo fenomeno è noto come indurimento secondario durante il rinvenimento ed è legato alla natura dei precipitati che si formano durante il rinvenimento. Quando la temperatura di rinvenimento è inferiore a 450°C, nell'acciaio precipitano i carburi.
Al di sopra dei 450°C, i carburi si dissolvono e precipitano i carburi refrattari stabili dispersi, come Mo2C, W2C, VC, causando un nuovo aumento della durezza. Questo fenomeno è noto come indurimento per precipitazione.
La tempra secondaria può anche verificarsi a causa della tempra secondaria dell'austenite trattenuta durante il processo di raffreddamento dopo il rinvenimento.
Elementi che causano l'indurimento secondario:
Cause della tempra secondaria: Elementi leganti
Trasformazione dell'austenite conservata: Indurimento per precipitazione: Mn, Mo, W, Cr, Ni, Co①, V V, Mo, W, Cr, Ni, Co.
①Efficace solo ad alte concentrazioni e in presenza di altri elementi di lega in grado di formare composti intermetallici dispersi.
(3) Aumento della fragilità della tempra:
Come l'acciaio al carbonio, anche l'acciaio legato può presentare una fragilità da tempra, spesso più accentuata. Si tratta di un effetto negativo degli elementi di lega. Il secondo tipo di fragilità da rinvenimento (fragilità da rinvenimento ad alta temperatura), che si verifica tra i 450°C e i 600°C, è principalmente associato a una grave segregazione di alcuni elementi di impurità e degli stessi elementi di lega ai confini dei grani dell'austenite originale.
Si verifica comunemente negli acciai legati contenenti elementi come Mn, Cr, Ni. Questo tipo di fragilità è reversibile e un rapido raffreddamento (solitamente tempra dell'olio) dopo il rinvenimento può impedirne la comparsa. Anche l'aggiunta di quantità adeguate di Mo o W (0,5% Mo, 1% W) può eliminare efficacemente questo tipo di fragilità.
Effetti degli elementi di lega sulla proprietà meccaniche dell'acciaio:
Uno degli scopi principali dell'aggiunta di elementi di lega è quello di aumentare la resistenza dell'acciaio. Per aumentare la resistenza, si cerca di aumentare la resistenza al movimento delle dislocazioni.
I principali meccanismi di rafforzamento nei metalli sono il rafforzamento in soluzione solida, il rafforzamento per dislocazione, il rafforzamento per affinamento dei grani e il rafforzamento in seconda fase (precipitato e dispersione). Gli elementi di lega sfruttano questi meccanismi di rafforzamento per ottenere i loro effetti di rafforzamento.
1. Effetti sulle proprietà meccaniche dell'acciaio allo stato ricotto:
Allo stato ricotto, le fasi fondamentali dell'acciaio strutturale sono la ferrite e i carburi. Gli elementi leganti si sciolgono nella ferrite, formando ferrite legata e ottenendo così forza e durezza attraverso il rafforzamento in soluzione solida. Tuttavia, questo riduce anche la plasticità e la tenacità dell'acciaio.
2. Effetti sulle proprietà meccaniche dell'acciaio allo stato normalizzato:
L'aggiunta di elementi di lega abbassa il contenuto di carbonio nel punto eutettoide, spostando la curva C verso destra. Ciò aumenta la proporzione di perlite nella microstruttura e riduce la spaziatura interlamellare, con conseguente aumento della resistenza e diminuzione della duttilità. Tuttavia, allo stato normalizzato, l'acciaio legato non mostra una superiorità significativa rispetto all'acciaio al carbonio.
3. Effetti sulle proprietà meccaniche dell'acciaio nella temprato e rinvenuto stato:
L'effetto rafforzativo degli elementi di lega è più significativo in acciaio bonificato perché utilizza pienamente tutti e quattro i meccanismi di rafforzamento. Durante la tempra si forma la martensite e durante il rinvenimento precipitano i carburi, dando luogo a un forte rafforzamento di seconda fase.
Allo stesso tempo, migliora notevolmente la tenacità dell'acciaio. Pertanto, l'ottenimento della martensite e il suo rinvenimento rappresentano il metodo più economico ed efficace per il rafforzamento completo dell'acciaio.
Lo scopo principale dell'aggiunta di elementi leganti all'acciaio è quello di migliorarne la temprabilità, garantendo una facile formazione di martensite durante la tempra.
Lo scopo secondario è quello di migliorare la stabilità del rinvenimento, consentendo il mantenimento della martensite a temperature più elevate e la formazione di carburi precipitati più fini, uniformi e stabili durante il rinvenimento. Di conseguenza, l'acciaio legato presenta una resistenza superiore a quella dell'acciaio al carbonio in condizioni simili.
Impatto di Elementi in lega sulle proprietà tecnologiche dell'acciaio
1. Impatto degli elementi della lega sulla colabilità dell'acciaio
Quanto più bassa è la temperatura delle linee di fase solida e liquida e quanto più ristretto è l'intervallo di temperatura di cristallizzazione, tanto migliore è la colabilità dell'acciaio. L'impatto degli elementi di lega sulla colabilità dipende principalmente dal loro effetto sul diagramma di fase Fe-Fe3C.
Inoltre, molti elementi come Cr, Mo, V, Ti, Al formano nell'acciaio carburi o particelle di ossido ad alto punto di fusione, che aumentano la viscosità dell'acciaio, ne riducono la fluidità e ne peggiorano la colabilità.
2. Impatto degli elementi di lega sulla formabilità plastica dell'acciaio
Formatura della plastica comprende la lavorazione a caldo e a freddo. Gli elementi della lega disciolti in soluzione solida o che formano carburi (come Cr, Mo, W, ecc.) aumentano la resistenza alla deformazione termica dell'acciaio e ne riducono significativamente la plasticità a caldo, rendendolo incline alle cricche di forgiatura. La lavorabilità a caldo degli acciai legati generici è molto peggiore di quella degli acciai al carbonio.
3. Impatto degli elementi della lega sulla Saldabilità dell'acciaio
Gli elementi in lega aumentano la temprabilità dell'acciaio, favoriscono la formazione di strutture fragili (martensite) e peggiorano la resistenza dell'acciaio. saldabilità. Tuttavia, la presenza di una piccola quantità di Ti e V nell'acciaio può migliorarne la saldabilità.
4. Impatto degli elementi di lega sulla lavorabilità dell'acciaio
La lavorabilità è strettamente correlata alla durezza dell'acciaio e l'intervallo di durezza adatto per la lavorazione dell'acciaio è compreso tra 170HB e 230HB. In generale, la lavorabilità dell'acciaio legato è peggiore di quella dell'acciaio al carbonio. Tuttavia, l'aggiunta di S, P, Pb e altri elementi può migliorare significativamente la lavorabilità dell'acciaio.
5. Impatto degli elementi di lega sulla lavorabilità dell'acciaio al trattamento termico
La processabilità del trattamento termico riflette la difficoltà del trattamento termico dell'acciaio e la tendenza a produrre difetti. Comprende principalmente la temprabilità, la sensibilità al surriscaldamento, la tendenza alla fragilità e all'ossidazione. decarburazione tendenza.
L'acciaio legato ha un'elevata temprabilità e durante la tempra è possibile utilizzare un metodo di raffreddamento relativamente lento per ridurre la deformazione e la tendenza alla criccatura del pezzo. L'aggiunta di manganese e silicio aumenta la sensibilità al surriscaldamento dell'acciaio.
Il tipo di acciaio utilizzato per la produzione di importanti strutture ingegneristiche e parti di macchine è noto come acciaio strutturale legato. Si tratta principalmente di acciaio strutturale basso legato, acciaio da cementazione, acciaio da bonifica, acciaio per molle e acciaio per cuscinetti volventi.
(noto anche come acciaio comune a bassa lega, HSLA)
1. Applicazioni
Utilizzato principalmente nella produzione di ponti, navi, veicoli, caldaie, recipienti ad alta pressione, oleodotti e gasdotti, grandi strutture in acciaio e altro ancora.
2. Requisiti di prestazione
(1) Alta resistenza: Il resistenza allo snervamento è generalmente superiore a 300MPa.
(2) Elevata tenacità: È richiesto un tasso di allungamento di 15%-20%, con una tenacità all'urto a temperatura ambiente superiore a 600kJ/m - 800kJ/m. Per i componenti saldati di grandi dimensioni è necessaria una maggiore tenacità alla frattura.
(3) Buona saldabilità e formatura a freddo capacità.
(4) Bassa temperatura di transizione fragile a freddo.
(5) Eccellente resistenza alla corrosione.
3. Caratteristiche della composizione
(1) Basso tenore di carbonio: A causa degli elevati requisiti di tenacità, saldabilità e formabilità a freddo, il contenuto di carbonio non deve superare lo 0,20%.
(2) L'aggiunta di manganese come elemento primario di lega.
(3) Aggiunta di niobio, titanioo vanadio come elementi ausiliari: Piccole quantità di niobio, titanio o vanadio, che formano carburi fini o carbonitruri nell'acciaio, contribuiscono alla formazione di fini grani di ferrite e migliorano la resistenza e la tenacità dell'acciaio. Inoltre, l'aggiunta di piccole quantità di rame (≤0,4%) e fosforo (circa 0,1%) aumenta la resistenza alla corrosione. L'inclusione di tracce di terre rare facilita la desolforazione e il degassamento, purificando l'acciaio e migliorandone la tenacità e la lavorabilità.
4. Acciai strutturali comuni a bassa lega
Il 16Mn è il tipo di acciaio a bassa lega ad alta resistenza più utilizzato e prodotto in Cina. Si tratta di una struttura di ferrite-pearlite con grani fini, che offre una resistenza di circa 20%-30% superiore a quella dei comuni acciai strutturali al carbonio. acciaio Q235e una maggiore resistenza alla corrosione atmosferica 20%-38%.
Il 15MnVN è il tipo di acciaio a media resistenza più comunemente utilizzato. Presenta una resistenza superiore, oltre a buone caratteristiche di tenacità, saldabilità e resistenza alle basse temperature, che lo rendono ampiamente utilizzato nella produzione di ponti, caldaie, navi e altre strutture di grandi dimensioni.
Quando il livello di resistenza supera i 500MPa, le strutture di ferrite e perlite sono insufficienti, per cui si sviluppa un acciaio bainitico a basso tenore di carbonio. L'aggiunta di elementi come Cr, Mo, Mn, B contribuisce a formare una struttura bainitica in condizioni di raffreddamento ad aria, fornendo una maggiore resistenza, una migliore plasticità e saldabilità, spesso utilizzata in caldaie ad alta pressione, recipienti ad alta pressione, ecc.
5. Caratteristiche del trattamento termico
Questo tipo di acciaio viene generalmente utilizzato allo stato laminato a caldo e raffreddato ad aria, senza la necessità di un trattamento termico specifico. La microstruttura allo stato di lavorazione è tipicamente ferrite + sorbite.
1. Applicazioni
Utilizzato principalmente nella produzione di parti di macchine come gli ingranaggi di trasmissione di automobili e trattori, gli alberi a camme e gli spinotti dei pistoni dei motori a combustione interna. Queste parti sono soggette a forte attrito e usura durante il funzionamento e sopportano contemporaneamente notevoli carichi alternati, in particolare carichi d'urto.
2. Requisiti di prestazione
(1) Lo strato superficiale carburato ha un'elevata durezza per garantire un'eccellente resistenza all'usura e alla fatica da contatto, mantenendo al contempo un'adeguata plasticità e tenacità.
(2) L'anima ha un'elevata tenacità e una resistenza sufficientemente elevata. Se la tenacità dell'anima è inadeguata, può facilmente rompersi sotto carichi d'urto o sovraccarichi; se la resistenza è insufficiente, lo strato carburato fragile può rompersi e staccarsi.
(3) Buona lavorabilità al trattamento termico. A temperature di carburazione elevate (da 900℃ a 950℃), i grani di austenite non crescono facilmente e presentano una buona temprabilità.
3. Caratteristiche della composizione
(1) Basso tenore di carbonio: il contenuto di carbonio è in genere compreso tra 0,10% e 0,25%, il che garantisce una sufficiente plasticità e tenacità del nucleo del pezzo.
(2) Aggiunta di elementi di lega che migliorano la temprabilità: Le aggiunte più comuni includono Cr, Ni, Mn, B, ecc.
(3) Aggiunta di elementi per inibire la crescita dei grani di austenite: In genere si tratta di aggiungere piccole quantità di elementi forti che formano carburi, come Ti, V, W, Mo, ecc. per formare carburi stabili nella lega.
4. Tipi e gradi di acciaio
Il 20Cr è un acciaio legato carburato a bassa temprabilità. La temprabilità di questo tipo di acciaio è bassa, con una resistenza al cuore inferiore.
Il 20CrMnTi è un acciaio legato carburato a media temprabilità. Questo tipo di acciaio presenta una maggiore temprabilità, una minore sensibilità al surriscaldamento, uno strato di transizione di carburazione uniforme e buone proprietà meccaniche e di lavorazione.
Il 18Cr2Ni4WA e il 20Cr2Ni4A sono acciai legati ad alta temprabilità carburati. Questi tipi di acciaio contengono più elementi di Cr e Ni, hanno una temprabilità molto elevata e dimostrano un'eccellente tenacità e resistenza agli urti a bassa temperatura.
5. Trattamento termico e prestazioni organizzative
Il processo di trattamento termico per gli acciai legati carburati prevede tipicamente una carburazione seguita da tempra diretta e da un rinvenimento a bassa temperatura. Dopo il trattamento termico, lo strato carburato superficiale è costituito da carburi di lega + martensite temperata + una piccola quantità di austenite residua, con una durezza compresa tra 60HRC e 62HRC.
La struttura del nucleo è legata alla temprabilità dell'acciaio e alle dimensioni della sezione trasversale del pezzo. Quando è completamente indurito, è martensite temperata a basso tenore di carbonio, con una durezza compresa tra 40HRC e 48HRC; nella maggior parte dei casi, è bainite, martensite temperata e una piccola quantità di ferrite, con una durezza compresa tra 25HRC e 40HRC. La tenacità dell'anima è generalmente superiore a 700KJ/m2.
1. Applicazioni
L'acciaio legato bonificato è ampiamente utilizzato per la produzione di vari componenti critici di automobili, trattori, macchine utensili e altri macchinari, come ingranaggi, alberi, bielle e bulloni.
2. Requisiti di prestazione
La maggior parte dei pezzi temprati sopporta carichi di lavoro multipli, la situazione di sollecitazione è relativamente complessa e richiede elevate proprietà meccaniche complete, cioè alta resistenza, buona plasticità e tenacità. Anche gli acciai legati temprati e rinvenuti devono avere una buona temprabilità. Tuttavia, i diversi componenti presentano condizioni di sollecitazione diverse, per cui i requisiti di temprabilità sono diversi.
3. Caratteristiche della composizione
(1) Carbonio medio: il contenuto di carbonio è generalmente compreso tra 0,25% e 0,50%, con 0,4% come valore più comune.
(2) Aggiunta di elementi Cr, Mn, Ni, Si, ecc. per migliorare la temprabilità: Questi elementi di lega non solo migliorano la temprabilità, ma formano anche la ferrite, aumentando la resistenza dell'acciaio. Ad esempio, le prestazioni di Acciaio 40Cr dopo la tempra e il rinvenimento è molto più alto di quello dell'acciaio 45.
(3) Aggiunta di elementi per prevenire la fragilità da rinvenimento di seconda classe: Gli acciai da bonifica contenenti Ni, Cr, Mn sono soggetti a fragilità da rinvenimento di seconda classe quando vengono raffreddati lentamente dopo il rinvenimento ad alta temperatura. L'aggiunta di Mo e W all'acciaio può prevenire la fragilità da rinvenimento di seconda classe, con un contenuto appropriato di circa 0,15%-0,30% Mo o 0,8%-1,2% W.
Confronto delle prestazioni dell'acciaio 45 e dell'acciaio 40Cr dopo la tempra e il rinvenimento:
4. Tipi e gradi di acciaio
(1) Acciaio 40Cr temprato e rinvenuto a bassa tempra: Il diametro critico di tempra in olio di questo tipo di acciaio è compreso tra 30 e 40 mm, utilizzato per la produzione di parti critiche di dimensioni generali.
(2) 35CrMo acciaio temprato e rinvenuto in lega a media temprabilità: Il diametro critico di tempra in olio di questo tipo di acciaio è compreso tra 40 e 60 mm; l'aggiunta di molibdeno non solo migliora la temprabilità, ma previene anche la fragilità da rinvenimento di seconda classe.
(3) Acciaio legato 40CrNiMo ad alta tempra e rinvenuto: Il diametro critico di tempra in olio di questo tipo di acciaio è compreso tra 60 e 100 mm, per lo più acciaio al CrNi. L'aggiunta di un'adeguata quantità di molibdeno all'acciaio al CrNi non solo garantisce una buona temprabilità, ma elimina anche la fragilità da rinvenimento di seconda classe.
5. Trattamento termico e prestazioni organizzative
Il trattamento termico finale degli acciai legati temprati e rinvenuti è la tempra più il rinvenimento ad alta temperatura (trattamento di tempra e rinvenimento). Gli acciai legati bonificati hanno una maggiore temprabilità, di solito sono bonificati in olio e, quando la temprabilità è particolarmente elevata, è possibile utilizzare anche il raffreddamento ad aria, riducendo i difetti del trattamento termico.
Le prestazioni finali dell'acciaio legato bonificato dipendono dalla temperatura di rinvenimento. In genere, si adotta un rinvenimento a 500℃-650℃. Selezionando la temperatura di rinvenimento, è possibile ottenere le prestazioni richieste. Per evitare la fragilità da rinvenimento di seconda classe, è utile un rapido raffreddamento dopo il rinvenimento (ad acqua o ad olio) per migliorare la tenacità.
La struttura dell'acciaio legato bonificato dopo il trattamento termico convenzionale è la sorbite temperata. Per le parti che richiedono resistenza all'usura in superficie (come ingranaggi e mandrini), si esegue la tempra superficiale con riscaldamento a induzione e il rinvenimento a bassa temperatura e la struttura superficiale è martensite temperata. La durezza superficiale può raggiungere i 55HRC e i 58HRC.
Il carico di snervamento dell'acciaio legato bonificato dopo la tempra è di circa 800MPa, la tenacità all'urto è di circa 800kJ/m2 e la durezza del nucleo può raggiungere 22HRC - 25HRC. Se la sezione trasversale è grande e non viene temprata, le prestazioni si riducono notevolmente.
Per spessore:
(1) Piastra sottile, spessore non superiore a 3 mm (esclusa la piastra in acciaio elettrico)
(2) Piastra media, spessore compreso tra 4-20 mm
(3) Piastra spessa, spessore compreso tra 20-60 mm
(4) Piastra di spessore elevato, superiore a 60 mm
Per metodo di produzione:
(1) Lamiera d'acciaio laminata a caldo
(2) Lamiera d'acciaio laminata a freddo
In base alle caratteristiche della superficie:
(1) Piastra zincata (piastra zincata a caldo, piastra elettrozincata)
(2) Piastra stagnata
(3) Piastra in acciaio composito
(4) Piastra d'acciaio rivestita di colore
In base all'utilizzo:
(1) Piastra d'acciaio per ponti
(2) Piastra di acciaio per caldaie
(3) Piastra di acciaio per costruzioni navali
(4) Piastra d'acciaio per armatura
(5) Piastra d'acciaio per automobili
(6) Piastra di acciaio per coperture
(7) Piastra di acciaio strutturale
(8) Piastra di acciaio elettrico (Lamiera di acciaio al silicio)
(9) Piastra di acciaio per molle
(10) Piastra in acciaio resistente al calore
(11) Piastra in acciaio legato
(12) Altro
Marchi comuni di piastre in acciaio strutturale generale e meccanico
1. Nei materiali d'acciaio giapponesi (serie JIS), il marchio dell'acciaio strutturale comune è composto da tre parti:
Ad esempio, SS400 - la prima S sta per acciaio, la seconda S rappresenta "struttura" e 400 è la resistenza minima alla trazione di 400 MPa, che rappresenta un comune acciaio strutturale con una resistenza alla trazione di 400 MPa.
2. SPHC - la S iniziale sta per Acciaio, la P sta per Piastra, la H sta per Calore, la C sta per Commerciale, indicando complessivamente lamiere e nastri di acciaio laminati a caldo di uso generale.
3. SPHD - rappresenta lo stampaggio di lamiere e nastri di acciaio laminati a caldo.
4. SPHE - rappresenta l'uso di lamiere e nastri di acciaio laminati a caldo per l'imbutitura profonda.
5. SPCC - rappresenta lamiere e nastri sottili di acciaio al carbonio laminati a freddo per uso generale. La terza lettera C è l'abbreviazione di Cold. Per garantire la prova di trazione, alla fine del marchio viene aggiunta la lettera T, che diventa SPCCT.
6. SPCD - rappresenta l'uso per lo stampaggio di lamiere e nastri sottili in acciaio al carbonio laminati a freddo, equivalenti all'acciaio strutturale al carbonio di alta qualità 08AL (13237) della Cina.
7. SPCE - rappresenta l'uso di lamiere e nastri sottili in acciaio al carbonio laminati a freddo per imbutitura profonda, equivalente all'acciaio per imbutitura profonda cinese 08AL (5213). Per garantire il non invecchiamento, alla fine del marchio viene aggiunta la lettera N, che diventa SPCEN.
Lamiera sottile e striscia di acciaio al carbonio laminata a freddo: Lo stato ricotto è A, la tempra standard è S, 1/8 duro è 8, 1/4 duro è 4, 1/2 duro è 2, duro è 1.
Designazione della finitura superficiale: La laminazione con finitura opaca è D, quella con finitura brillante è B. Ad esempio, SPCC-SD rappresenta la laminazione a tempera standard, con finitura opaca, per uso generale di lamiere sottili al carbonio laminate a freddo. Un altro esempio, SPCCT-SB rappresenta la tempra standard, finitura brillante, che richiede proprietà meccaniche garantite della lamiera sottile di carbonio laminata a freddo.
8. Il metodo di rappresentazione del marchio di acciaio strutturale meccanico JIS è: S + contenuto di carbonio + codice lettera (C, CK), dove il contenuto di carbonio è rappresentato dal valore mediano x 100, la lettera C sta per carbonio e K sta per acciaio da cementazione. Ad esempio, l'acciaio al carbonio S20C ha un contenuto di carbonio di 0,18-0,23%.
Acciaio al silicio Marca
1. Metodo di rappresentazione del marchio Cina:
(1) Nastro (lamiera) di acciaio al silicio non orientato laminato a freddo: Metodo di rappresentazione: DW + valore di perdita di ferro (valore di perdita di ferro per unità di peso a un flusso magnetico di picco di 1,5T con frequenza di 50HZ e forma d'onda sinusoidale) moltiplicato per 100 + valore dello spessore moltiplicato per 100. Ad esempio, DW470-50 rappresenta l'acciaio al silicio non orientato laminato a freddo con un valore di perdita di ferro di 4,7w/kg e uno spessore di 0,5 mm, e il nuovo modello è rappresentato come 50W470.
(2) Nastro (lamiera) di acciaio al silicio orientato laminato a freddo: Metodo di rappresentazione: DQ + valore di perdita di ferro (valore di perdita di ferro per unità di peso a un flusso magnetico di picco di 1,7T con una frequenza di 50HZ e una forma d'onda sinusoidale) moltiplicato per 100 + valore di spessore moltiplicato per 100. A volte viene aggiunta una G dopo il valore di perdita di ferro per rappresentare un'elevata induzione magnetica. A volte si aggiunge una G dopo il valore di perdita di ferro per rappresentare un'elevata induzione magnetica.
(3) Lamiera di acciaio al silicio laminata a caldo: La lamiera di acciaio al silicio laminata a caldo è rappresentata dalla sigla DR e, in base al contenuto di silicio, si divide in acciaio a basso contenuto di silicio (contenuto di silicio ≤2,8%) e acciaio ad alto contenuto di silicio (contenuto di silicio >2,8%).
Metodo di rappresentazione: DR + valore di perdita di ferro (valore di perdita di ferro per unità di peso a un flusso magnetico di picco di 1,5T con frequenza di 50HZ e forma d'onda sinusoidale) moltiplicato per 100 + valore di spessore moltiplicato per 100. Ad esempio, DR510-50 rappresenta una lastra di acciaio al silicio laminata a caldo con un valore di perdita di ferro di 5,1 e uno spessore di 0,5 mm.
Il marchio della lastra sottile di silicio laminata a caldo per elettrodomestici è rappresentato da JDR + valore di perdita di ferro + valore di spessore, ad esempio JDR540-50.
2. Metodo di rappresentazione del marchio Giappone:
(1) Nastro di acciaio al silicio non orientato laminato a freddo: Consiste nello spessore nominale (valore moltiplicato per 100) + codice A + valore di garanzia della perdita di ferro (valore della perdita di ferro a una densità di flusso magnetico massima di 1,5T con una frequenza di 50HZ, moltiplicato per 100). Ad esempio, 50A470 rappresenta un nastro di acciaio al silicio non orientato laminato a freddo con uno spessore di 0,5 mm e un valore di garanzia di perdita di ferro ≤4,7.
(2) Nastro di acciaio al silicio orientato laminato a freddo: Composto da spessore nominale (valore moltiplicato per 100) + codice G: rappresenta il materiale ordinario, P: rappresenta il materiale altamente orientato + valore di garanzia della perdita di ferro (valore della perdita di ferro a una densità di flusso magnetico massima di 1,7T con una frequenza di 50HZ, moltiplicato per 100). Ad esempio, 30G130 rappresenta un nastro di acciaio al silicio orientato laminato a freddo con uno spessore di 0,3 mm e un valore di garanzia di perdita di ferro pari a ≤1,3.
Piastra stagnata e piastra zincata a caldo
1. Lamiera stagnata: Lamiera e striscia elettrolitica, nota anche come ferro stagnato, questa lamiera (striscia) è rivestita di stagno in superficie, ha una buona resistenza alla corrosione e non è tossica, può essere utilizzata come materiale di imballaggio per lattine, guaine di cavi, strumenti e parti di telecomunicazioni, batterie e altri piccoli hardware.
La classificazione e i simboli delle lamiere e dei nastri di acciaio stagnato sono i seguenti:
| Metodo di classificazione | Categoria | Simbolo |
| In base alla quantità di stagnatura | Stagnatura uniforme E1, E2, E3, E4 | |
| Per grado di durezza | T50, T52, T57, T61, T65, T70 | |
| Per condizione della superficie | Superficie liscia | G |
| Superficie con motivi in pietra | S | |
| Superficie con motivi di lino | M | |
| Con il metodo della passivazione | Passivazione a basso tenore di cromo | L |
| Passivazione chimica | H | |
| Passivazione elettrochimica catodica | Y | |
| Per quantità di olio | Oliate leggermente. | Q |
| Oliatura pesante | Z | |
| Per qualità della superficie | Un set | I |
| Gruppo due | II |
Le specifiche per lo spessore di stagnatura uniforme e differenziale sono le seguenti:
| simbolo | Quantità nominale di stagnatura, g/m2 | Quantità media minima di stagnatura g/m2 |
| E1 | 5.6（2.8/2.8） | 4.9 |
| E2 | 11.2（5.6/5.6） | 10.5 |
| E3 | 16.8（8.4/8.4） | 15.7 |
| E4 | 22.4（11.2/11.2） | 20.2 |
| D1 | 5.6/2.8 | 5.05/2.25 |
| D2 | 8.4/2.8 | 7.85/2.25 |
| D3 | 8.4/5.6 | 7.85/5.05 |
| D4 | 11.2/2.8 | 10.1/2.25 |
| D5 | 11.2/5.6 | 10.1/5.05 |
| D6 | 11.2/8.4 | 10.1/7.85 |
| D7 | 15.1/5.6 | 13.4/5.05 |
2. Immergere a caldo lamiera zincata: Sulla superficie delle lamiere sottili e dei nastri d'acciaio viene applicato uno strato di zinco attraverso un processo continuo di immersione a caldo, in grado di impedire la corrosione e l'arrugginimento della superficie delle lamiere sottili e dei nastri d'acciaio.
Le lamiere e i nastri in acciaio zincato sono ampiamente utilizzati in settori quali macchinari, industria leggera, edilizia, trasporti, chimica e telecomunicazioni. La classificazione e i simboli delle lamiere e dei nastri in acciaio zincato sono riportati nella tabella seguente:
| Metodo di classificazione | Categoria | Simbolo | |
| In base alle prestazioni di elaborazione | Uso generale | PT | |
| Occlusione meccanica | JY | ||
| Disegno profondo | SC | ||
| Trafilatura ultra profonda e resistenza all'invecchiamento | CS | ||
| struttura | JG | ||
| In peso dello strato di zinco | zinco | 001 | 001 |
| 100 | 100 | ||
| 200 | 200 | ||
| 275 | 275 | ||
| 350 | 350 | ||
| 450 | 450 | ||
| 600 | 600 | ||
| Lega di zinco e ferro | 001 | 001 | |
| 90 | 90 | ||
| 120 | 120 | ||
| 180 | 180 | ||
| Per struttura superficiale: | Fiore di zinco normale | Z | |
| Piccolo fiore di zinco | X | ||
| Fiore di zinco liscio | GZ | ||
| Lega zinco-ferro | XT | ||
| Per qualità della superficie: | IGROUP | I | |
| Gruppo II | II | ||
| Per precisione dimensionale: | Precisione avanzata | A | |
| Precisione generale | B | ||
| Da trattamento della superficie: | Passivazione con acido cromico | L | |
| Rivestimento in olio | Y | ||
| Passivazione con acido cromico e rivestimento con olio | LY |
Lo strato di zinco del n. 001 pesa meno di 100g/m2.
Piastra d'acciaio bollente vs piastra d'acciaio calma
1. L'acciaio per piastre bollenti è laminato a caldo da acciaio strutturale al carbonio ordinario, noto anche come acciaio bollente.
Questo tipo di acciaio viene parzialmente disossidato, utilizzando solo una certa quantità di disossidante debole, con un conseguente elevato contenuto di ossigeno nell'acciaio fuso. Quando l'acciaio viene versato nella lingottiera, la reazione tra carbonio e ossigeno produce gas abbondanti, causando l'ebollizione dell'acciaio, da cui il nome. L'acciaio bollente ha un basso contenuto di carbonio e un basso contenuto di silicio a causa dell'assenza di disossidazione da parte del ferrosilicio (Si<0,07%).
Lo strato esterno dell'acciaio bollente viene cristallizzato in condizioni di intensa agitazione causata dall'ebollizione, ottenendo una superficie pura e densa di buona qualità, eccellente plasticità e prestazioni di stampaggio. Non ci sono fori di ritiro concentrati significativi, ci sono meno teste di taglio, un alto tasso di rendimento e un basso costo grazie alla semplicità dei processi di produzione e al consumo minimo di ferroleghe. Le piastre in acciaio bollente sono ampiamente utilizzate per la produzione di varie parti di stampaggio, strutture edilizie e ingegneristiche e per alcuni prodotti meno importanti. struttura della macchina componenti.
Tuttavia, l'acciaio bollente presenta diverse impurità al suo interno, una significativa segregazione, un'organizzazione non compatta e proprietà meccaniche non uniformi. A causa dell'elevato contenuto di gas, la sua tenacità è bassa, ha un'elevata fragilità a freddo, è sensibile all'invecchiamento e la sua saldabilità è scarsa. Pertanto, le piastre di acciaio bollente non sono adatte alla produzione di strutture che sopportano carichi d'impatto, lavorano in condizioni di bassa temperatura e altre strutture critiche.
2. L'acciaio per lamiere calme è laminato a caldo da acciaio strutturale al carbonio ordinario, noto come acciaio per lamiere calme.
Si tratta di un acciaio completamente disossidato in cui l'acciaio fuso viene disossidato a fondo utilizzando ferromanganese, ferrosilicio e alluminio prima della colata, ottenendo un basso contenuto di ossigeno (generalmente 0,002-0,003%). L'acciaio fuso rimane calmo nella lingottiera, senza bollire, da cui il nome.
In condizioni operative normali, l'acciaio calmo non presenta bolle e la sua struttura è uniformemente densa. Grazie al basso contenuto di ossigeno, l'acciaio presenta meno inclusioni di ossido, la purezza è maggiore e la fragilità a freddo e la tendenza all'invecchiamento sono ridotte. Inoltre, l'acciaio calmato presenta una minore segregazione, proprietà più uniformi e una qualità superiore. Lo svantaggio dell'acciaio calmo è la presenza di fori di ritiro concentrati, un basso tasso di rendimento e un prezzo elevato. Pertanto, i materiali in acciaio calmo sono utilizzati principalmente nei componenti che possono resistere agli impatti a basse temperature, nelle strutture di saldatura e in altri componenti che richiedono un'elevata resistenza.
Le lamiere di acciaio basso legato sono lamiere di acciaio calme e semicalme. Grazie alla loro elevata resistenza, alle prestazioni superiori e al notevole risparmio di acciaio, che riduce il peso strutturale, la loro applicazione è diventata sempre più estesa.
Piastre in acciaio strutturale al carbonio
L'acciaio strutturale al carbonio di alta qualità è un acciaio al carbonio con un contenuto di carbonio inferiore a 0,8%. Questo tipo di acciaio contiene meno zolfo, fosforo e non metallico inclusioni rispetto all'acciaio strutturale al carbonio, con conseguenti prestazioni meccaniche superiori.
Gli acciai strutturali al carbonio di alta qualità sono suddivisi in tre categorie in base al contenuto di carbonio: acciai a basso tenore di carbonio (C≤0,25%), acciai a medio tenore di carbonio (C=0,25-0,6%) e acciai a basso tenore di carbonio (C=0,25-0,6%). acciaio ad alto tenore di carbonio (C>0,6%).
Gli acciai strutturali al carbonio di alta qualità si dividono in due gruppi in base al contenuto di manganese: quelli a contenuto normale di manganese (manganese 0,25%-0,8%) e quelli ad alto contenuto di manganese (manganese 0,70%-1,20%), con questi ultimi che presentano migliori proprietà meccaniche e lavorabilità.
1. Piastra sottile laminata a caldo e nastro di acciaio strutturale al carbonio di alta qualità:
Sono utilizzati nell'industria automobilistica, aeronautica e in altri settori. I gradi di acciaio comprendono l'acciaio per ebollizione: 08F, 10F, 15F; l'acciaio per calmare: 08, 08AL, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50. I gradi 25 e inferiori sono lamiere di acciaio a basso tenore di carbonio, mentre i gradi 30 e superiori sono lamiere di acciaio a medio tenore di carbonio.
2. Piastra spessa laminata a caldo e nastro largo di acciaio strutturale al carbonio di alta qualità:
Sono utilizzati per vari componenti di strutture meccaniche. I tipi di acciaio includono acciaio a basso tenore di carbonio: 05F, 08F, 08, 10F, 10, 15F, 15, 20F, 20, 25, 20Mn, 25Mn, ecc.; acciaio a medio tenore di carbonio: 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 30Mn, 40Mn, 50Mn, 60Mn, ecc.
Piastre in acciaio strutturale dedicate
1. Piastre in acciaio per recipienti a pressione: Sono indicate da una R maiuscola alla fine del grado, che può essere indicato dal punto di snervamento o dal contenuto di carbonio/elementi di lega. Ad esempio, Q345R, dove Q345 è il punto di snervamento. Analogamente, 20R, 16MnR, 15MnVR, 15MnVNR, 8MnMoNbR, MnNiMoNbR, 15CrMoR e altri indicano il contenuto di carbonio o gli elementi di lega.
2. Piastre in acciaio per gas di saldatura cilindri: Sono indicati da un HP maiuscolo alla fine del grado. Il grado può essere rappresentato dal punto di snervamento, come Q295HP, Q345HP, o da elementi di lega come 16MnREHP.
3. Lamiere di acciaio per caldaie: Indicato con una g minuscola alla fine del grado. Il grado può essere indicato dal punto di snervamento, come Q390g, o dal contenuto di carbonio o dagli elementi di lega, come 20g, 22Mng, 15CrMog, 16Mng, 19Mng, 13MnNiCrMoNbg, 12Cr1MoVg, ecc.
4. Lamiere di acciaio per ponti: Indicato da una q minuscola alla fine del grado, come Q420q, 16Mnq, 14MnNbq, ecc.
5. Piastre di acciaio per travi automobilistiche: Sono indicate con una L maiuscola alla fine del grado, come 09MnREL, 06TiL, 08TiL, 10TiL, 09SiVL, 16MnL, 16MnREL, ecc.
Piastre in acciaio rivestite di colore
Le lamiere e i nastri d'acciaio rivestiti di colore sono prodotti che utilizzano materiali metallici a nastro come base e applicano vari tipi di rivestimenti organici alle loro superfici. Vengono utilizzati in settori come l'edilizia, gli elettrodomestici, i mobili in acciaio, gli strumenti di trasporto, ecc.
Le classificazioni e i codici delle lamiere e dei nastri d'acciaio sono riportati nella tabella seguente:
| Metodo di classificazione | Categoria | Nome del codice |
| Per uso | Costruzione esterna | JW |
| Per gli interni degli edifici | JN | |
| Per gli elettrodomestici | JD | |
| In base alle condizioni della superficie | Piastra rivestita | TC |
| Fogli stampati | YH | |
| Fogli in rilievo | YaH | |
| Per tipo di rivestimento | Esterno in poliestere | WZ |
| Uso interno Poliestere | NZ | |
| Poliestere modificato al silicone | GZ | |
| Acrilico per esterni | WB | |
| Uso interno Acrilico | NB | |
| Sol di plastica | SJ | |
| Sol organico | YJ | |
| Per categoria di substrato | Nastri di acciaio a basso tenore di carbonio laminati a freddo | DL |
| Nastro d'acciaio piatto a spigolo piccolo | XP | |
| Striscia d'acciaio piatta a grande angolo | DP | |
| Nastro di acciaio legato allo zinco-ferro XT | XT | |
| Nastro di acciaio elettrozincato DX | DX |
Acciaio strutturale per la costruzione navale
In generale, l'acciaio da costruzione navale si riferisce all'acciaio utilizzato per le strutture dello scafo delle navi, che indica i materiali in acciaio prodotti in conformità alle specifiche di costruzione delle società di classificazione navale. Spesso vengono ordinati, prodotti e venduti come acciaio dedicato e comprendono lamiere per navi, acciaio strutturale e così via.
Attualmente, diverse grandi imprese siderurgiche del nostro Paese lo producono e sono in grado di realizzare materiali in acciaio per la cantieristica navale secondo le diverse specifiche nazionali in base alle esigenze dei clienti. Queste includono gli standard di Paesi come Stati Uniti, Norvegia, Giappone, Germania, Francia, ecc. Le specifiche sono le seguenti:
| Nazionalità | Specifiche |
| Cina | CC |
| Stati Uniti | ABS |
| Germania | GL |
| Francia | BV |
| Norvegia | DNV |
| Giappone | KDK |
| Gran Bretagna | LR |
I. Tipi e specifiche
L'acciaio strutturale per gli scafi delle navi è classificato in livelli di resistenza in base al suo punto di snervamento minimo: acciaio strutturale a resistenza generale e acciaio strutturale ad alta resistenza.
L'acciaio strutturale a resistenza generica secondo le specifiche standard della China Classification Society è suddiviso in quattro gradi di qualità: A, B, D, E. L'acciaio strutturale ad alta resistenza secondo le specifiche standard della Società di classificazione cinese è suddiviso in tre livelli di resistenza e quattro gradi di qualità:
| A32 | A36 | A40 |
| D32 | D36 | D40 |
| E32 | E36 | E40 |
| F32 | F36 | F40 |
II. Proprietà meccaniche e composizione chimica
Le proprietà meccaniche e la composizione chimica degli acciai strutturali a resistenza generale per scafi di navi sono le seguenti:
| Grado di acciaio | Punto di rendimento σs (MPa) non inferiore a | Resistenza alla trazione σ b (MPa) | Allungamento σ% Non meno di | Carbonio C | Manganese Mn | Silicio Si | Zolfo S | Fosforo P |
| A | 235 | 400-520 | 22 | ≤ 0.21 | ≥ 2.5 | ≤ 0.5 | ≤ 0.035 | ≤ 0.035 |
| B | ≤ 0.21 | ≥ 0.80 | ≤ 0.35 | |||||
| D | ≤ 0.21 | ≥ 0.60 | ≤ 0.35 | |||||
| E | ≤ 0.18 | ≥ 0.70 | ≤ 0.35 |
Proprietà meccaniche e composizione chimica degli acciai strutturali per scafi ad alta resistenza
| Grado di acciaio | Punto di rendimento σs (MPa) Non meno di | Resistenza alla trazione σb (MPa) | Allungamento σ% Non meno di | Carbonio C | Manganese Mn | Silicio Si | Zolfo S | Fosforo P |
| A32 | 315 | 440-570 | 22 | ≤0.18 | ≥0.9-1.60 | ≤0.50 | ≤0.035 | ≤0.035 |
| D32 | ||||||||
| E32 | ||||||||
| F32 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 | |||||
| A36 | 355 | 490-630 | 21 | ≤0.18 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||
| D36 | ||||||||
| E36 | ||||||||
| F36 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 | |||||
| A40 | 390 | 510-660 | 20 | ≤0.18 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||
| D40 | ||||||||
| E40 | ||||||||
| F40 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 |
III. Punti da tenere presenti per la consegna e l'accettazione dell'acciaio per costruzioni navali:
Revisione della certificazione di qualità:
Al momento della consegna, l'acciaieria consegnerà e fornirà sicuramente i certificati di qualità originali in base ai requisiti dell'utente e alle specifiche concordate nel contratto. Il certificato deve includere i seguenti contenuti:
(1) Specifiche richieste;
(2) Numero di registrazione della qualità e numero di certificazione;
(3) Numero di lotto e grado tecnico;
(4) Composizione chimica e proprietà meccaniche;
(5) Certificato di approvazione della società di classificazione navale e firma dell'ispettore navale.
Esame fisico:
Alla consegna dell'acciaio per costruzioni navali, gli oggetti fisici devono riportare, tra l'altro, il marchio del produttore. In particolare, devono includere:
(1) Marchio di approvazione della società di classificazione navale;
(2) Marcature tracciate con vernice o attaccate, compresi parametri tecnici quali: numero di lotto, grado standard, dimensioni, ecc;
(3) L'aspetto deve essere pulito e liscio, senza difetti.
(1) A causa dell'elevata rigidità dell'acciaio strutturale formato da piastre ad alta resistenza, che ha grandi momenti di inerzia e un elevato modulo di resistenza alla flessione, soprattutto perché i requisiti di applicazione richiedono la preforatura prima della lavorazione di piegatura a freddo, possono verificarsi differenze nella planarità della superficie del materiale e nelle dimensioni dei bordi.
Di conseguenza, è necessario aggiungere altri dispositivi di posizionamento laterale nella progettazione dei fori di piegatura a freddo per queste piastre in acciaio strutturale ad alta resistenza.
La progettazione di forme di fori appropriate, la disposizione ragionevole della distanza tra i rulli e la garanzia che il materiale che entra in ciascuna forma di foro non subisca deviazioni possono attenuare l'impatto delle differenze di planarità della superficie del materiale e delle dimensioni dei bordi sulla successiva forma di piegatura a freddo.
Un'altra caratteristica significativa è il grave fenomeno del ritorno elastico delle piastre in acciaio strutturale ad alta resistenza. Ritorno a molla può portare a bordi ad arco, che richiedono una sovracurvatura per essere corretti, ed è difficile padroneggiare l'angolo di sovracurvatura, che deve essere regolato e corretto durante il debug della produzione.
(2) Sono necessarie più passate di formatura. La fase di lavorazione principale del processo di piegatura a freddo a rulli è la deformazione di piegatura.
A parte un lieve assottigliamento a livello locale angolo di curvatura del prodotto, si presume che lo spessore del materiale deformato rimanga costante durante il processo di formatura. Quando si progetta la forma del foro, è essenziale distribuire in modo ragionevole la quantità di deformazione, soprattutto nelle prime passate e in quelle successive, dove la quantità di deformazione non deve essere troppo grande.
I rulli laterali e i rulli di sovracurvatura possono essere utilizzati per prepiegare i profili e allineare la linea neutra della sezione trasversale del profilo con la linea neutra del profilo finito, bilanciando le forze esercitate sul profilo ed evitando la piegatura longitudinale.
Se durante la lavorazione viene rilevata una flessione longitudinale, è possibile aggiungere altri rulli in base alla situazione, in particolare nelle fasi successive.
Misure come l'uso di una macchina raddrizzatrice, la modifica della distanza tra i telai, l'uso di rulli di supporto e la regolazione degli spazi tra i rulli di ciascun telaio possono ridurre o eliminare la piegatura longitudinale. Va notato che per ridurre la flessione longitudinale regolando gli spazi tra i rulli di ciascun telaio sono necessarie competenze tecniche di alto livello.
(3) Il controllo della velocità di piegatura a freddo del rullo e la regolazione della pressione del rullo formatore devono essere adeguati per ridurre al minimo le cricche da fatica da piegatura a freddo ripetuta.
Per ridurre ulteriormente l'insorgenza di cricche da stress termico e controllare la temperatura, è necessario effettuare una lubrificazione e un raffreddamento adeguati. raggio di curvatura - il raggio di curvatura non deve essere troppo piccolo, altrimenti la superficie del prodotto potrebbe incrinarsi facilmente.
Per affrontare il fenomeno della frattura post-allungamento osservato nelle piastre ad alta resistenza durante la formatura a freddo e l'uso del freddo, è stato necessario un intervento di manutenzione. processo di piegaturaL'ottimizzazione della forma della sezione, come l'aumento del raggio di curvatura, la riduzione dell'angolo di piegatura a freddo o l'allargamento della forma della sezione, con la premessa di soddisfare i requisiti di progettazione meccanica del materiale, è un metodo efficace. Questo metodo è consigliato per soddisfare i requisiti di progettazione strutturale.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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