1. Proprietà meccaniche dell'acciaio
1. Punto di snervamento (σs)
Quando l'acciaio o il campione vengono allungati, quando la sollecitazione supera il limite elastico, anche se la sollecitazione non aumenta, l'acciaio o il campione continua comunque a subire un'evidente deformazione plastica. Questo fenomeno è chiamato snervamento e il valore minimo di sollecitazione quando si verifica lo snervamento corrisponde al punto di snervamento. Sia Ps la forza esterna nel punto di snervamento s, e Fo l'area della sezione trasversale del campione, quindi il punto di snervamento σs =Ps/Fo(MPa).
2. Limite di snervamento (σ0,2)
Il limite di snervamento di alcuni materiali metallici è poco appariscente ed è difficile da misurare. Pertanto, per misurare le caratteristiche di snervamento del materiale, si stabilisce la tensione quando la deformazione plastica residua permanente è pari ad un certo valore (generalmente lo 0,2% della lunghezza originaria), che viene chiamata condizione. Limite di snervamento o semplicemente limite di snervamento σ0,2.
3. Resistenza alla trazione (σb)
Il massimo valore di tensione raggiunto dal materiale dall'inizio fino al momento della frattura durante il processo di stiramento. Rappresenta la capacità dell'acciaio di resistere alla frattura. Corrispondenti alla resistenza alla trazione sono la resistenza alla compressione, alla flessione, ecc. Sia Pb la forza di trazione massima raggiunta prima che il materiale si rompa e Fo sia l'area della sezione trasversale del campione, quindi la resistenza alla trazione σb=Pb/Fo (MPa ).
4. Allungamento (δs)
Dopo che il materiale si è rotto, la percentuale del suo allungamento plastico rispetto alla lunghezza del campione originale viene chiamata allungamento o allungamento.
5. Rapporto di rendimento (σs/σb)
Il rapporto tra il punto di snervamento (resistenza allo snervamento) dell'acciaio e la resistenza alla trazione è chiamato rapporto di snervamento. Maggiore è il rapporto di snervamento, maggiore è l'affidabilità delle parti strutturali. Generalmente, il rapporto di snervamento dell'acciaio al carbonio è 0,6-0,65, quello dell'acciaio strutturale bassolegato è 0,65-0,75 e quello dell'acciaio strutturale legato è 0,84-0,86.
6. Durezza
La durezza indica la capacità di un materiale di resistere alla pressione di un oggetto duro sulla sua superficie. È uno degli importanti indicatori di prestazione dei materiali metallici. In generale, maggiore è la durezza, migliore è la resistenza all'usura. Gli indicatori di durezza comunemente usati sono la durezza Brinell, la durezza Rockwell e la durezza Vickers.
1) Durezza Brinell (HB)
Premere una sfera di acciaio temprato di una certa dimensione (solitamente 10 mm di diametro) sulla superficie del materiale con un determinato carico (generalmente 3000 kg) e mantenerla per un periodo di tempo. Dopo aver rimosso il carico, il rapporto tra il carico e l'area di rientranza è il valore di durezza Brinell (HB).
2) Durezza Rockwell (HR)
Quando HB>450 o il campione è troppo piccolo, non è possibile utilizzare il test di durezza Brinell e si deve invece utilizzare la misurazione della durezza Rockwell. Utilizza un cono diamantato con un angolo al vertice di 120° o una sfera d'acciaio con un diametro di 1,59 mm e 3,18 mm per premere sulla superficie del materiale da testare sotto un determinato carico e la durezza del materiale si ottiene da la profondità della rientranza. A seconda della durezza del materiale in esame, questa può essere espressa in tre diverse scale:
HRA: è la durezza ottenuta utilizzando un carico di 60 kg e un penetratore a cono diamantato e viene utilizzata per materiali con durezza estremamente elevata (come carburo cementato, ecc.).
HRB: È la durezza ottenuta utilizzando un carico di 100 kg e una sfera di acciaio temprato del diametro di 1,58 mm. Viene utilizzato per materiali con durezza inferiore (come acciaio ricotto, ghisa, ecc.).
HRC: è la durezza ottenuta utilizzando un carico di 150 kg e un penetratore a cono di diamante e viene utilizzata per materiali con elevata durezza (come acciaio temprato, ecc.).
3) Durezza Vickers (HV)
Utilizzare un penetratore a cono quadrato diamantato con un carico inferiore a 120 kg e un angolo al vertice di 136° per premere sulla superficie del materiale e dividere la superficie del foro di rientranza per il valore del carico per ottenere il valore di durezza Vickers (HV ).
2. Metalli ferrosi e non ferrosi
1. Metallo ferroso
Si riferisce alla lega di ferro e ferro. Come acciaio, ghisa, ferroleghe, ghisa, ecc. Sia l'acciaio che la ghisa sono leghe a base di ferro con carbonio come principale elemento additivo, denominate collettivamente leghe ferro-carbonio.
La ghisa si riferisce al prodotto ottenuto dalla fusione del minerale di ferro in un altoforno, utilizzato principalmente per la produzione dell'acciaio e la fusione.
Fusione della ghisa in un forno fusorio per ottenere la ghisa (lega liquida ferro-carbonio con un contenuto di carbonio superiore al 2,11%) e fusione della ghisa liquida in getti, questo tipo di ghisa è chiamata ghisa.
La ferrolega è una lega composta da ferro, silicio, manganese, cromo, titanio e altri elementi. La ferrolega è una delle materie prime per la produzione dell'acciaio. Viene utilizzato come disossidante e additivo per elementi di lega per l'acciaio durante la produzione dell'acciaio.
Le leghe ferro-carbonio con un contenuto di carbonio inferiore al 2,11% sono chiamate acciaio e l'acciaio si ottiene inserendo la ghisa per la produzione dell'acciaio in un forno di produzione dell'acciaio e fondendola secondo un determinato processo. I prodotti in acciaio includono lingotti di acciaio, lastre per colata continua e colata diretta in vari getti di acciaio. In generale, l'acciaio si riferisce generalmente all'acciaio laminato in vari prodotti siderurgici.
2. Metalli non ferrosi
Conosciuto anche come metalli non ferrosi, si riferisce a metalli e leghe diversi dai metalli ferrosi, come rame, stagno, piombo, zinco, alluminio e ottone, bronzo, leghe di alluminio e leghe per cuscinetti. Inoltre, nell'industria vengono utilizzati anche cromo, nichel, manganese, molibdeno, cobalto, vanadio, tungsteno, titanio, ecc. Questi metalli vengono utilizzati principalmente come aggiunte di leghe per migliorare le prestazioni dei metalli. Tra questi, il tungsteno, il titanio, il molibdeno, ecc. vengono utilizzati principalmente per produrre coltelli. lega dura. I suddetti metalli non ferrosi sono chiamati metalli industriali, oltre ai metalli preziosi: platino, oro, argento, ecc. e metalli rari, tra cui uranio radioattivo, radio, ecc.
3. Classificazione dell'acciaio
Oltre al ferro e al carbonio, i principali elementi dell'acciaio includono silicio, manganese, zolfo e fosforo.
Esistono vari metodi di classificazione dell'acciaio e i metodi principali sono i seguenti:
1. Classificato per qualità
(1) Acciaio ordinario (P≤0,045%, S≤0,050%)
(2) Acciaio di alta qualità (sia P che S≤0,035%)
(3) Acciaio di alta qualità (P≤0,035%, S≤0,030%)
2. Classificazione per composizione chimica
(1) Acciaio al carbonio: a. Acciaio a basso tenore di carbonio (C≤0,25%); B. Acciaio al carbonio medio (C≤0,25~0,60%); C. Acciaio ad alto tenore di carbonio (C≤0,60%).
(2) Acciaio legato: a. Acciaio bassolegato (contenuto totale di elementi leganti ≤ 5%); B. Acciai mediamente legati (contenuto totale di elementi di lega > 5-10%); C. Acciaio altolegato (contenuto totale di elementi di lega > 10% %).
3. Classificato in base al metodo di formazione
(1) acciaio forgiato; (2) acciaio fuso; (3) acciaio laminato a caldo; (4) acciaio trafilato a freddo.
4. Classificazione in base alla struttura metallografica
(1) Stato ricotto: a. acciaio ipoeutettoidico (ferrite + perlite); B. acciaio eutettoidico (perlite); C. acciaio ipereutettoidico (perlite + cementite); D. Acciaio tensivo (perlite + cementite).
(2) Stato normalizzato: a. acciaio perlitico; B. acciaio bainite; C. acciaio martensitico; D. acciaio austenitico.
(3) Nessun cambio di fase o cambio di fase parziale
5. Classificazione per scopo
(1) Acciaio per l'edilizia e l'ingegneria: a. Ordinario acciaio per costruzioni edili al carbonio; B. Acciaio strutturale bassolegato; C. Acciaio rinforzato.
(2) Acciaio strutturale:
UN. Acciaio per la fabbricazione di macchinari: (a) Acciaio strutturale bonificato; (b) Acciaio strutturale indurito in superficie: compreso l'acciaio da cementazione, l'acciaio ammoniacato e l'acciaio indurito in superficie; (c) Acciaio strutturale facile da tagliare; d) Plasticità a freddo Acciaio per formatura: compreso l'acciaio per stampaggio a freddo e l'acciaio per ricalcatura a freddo.
B. Acciaio per molle
C. Acciaio per cuscinetti
(3) Acciaio per utensili: a. acciaio per utensili al carbonio; B. acciaio per utensili legato; C. acciaio per utensili ad alta velocità.
(4) Acciaio speciale per prestazioni: a. Acciaio inossidabile resistente agli acidi; B. Acciaio resistente al calore: compreso acciaio antiossidante, acciaio resistente al calore, acciaio per valvole; C. Acciaio legato riscaldamento elettrico; D. Acciaio resistente all'usura; e. Acciaio a bassa temperatura; F. Acciaio elettrico.
(5) Acciaio per uso professionale, come acciaio per ponti, acciaio per navi, acciaio per caldaie, acciaio per recipienti a pressione, acciaio per macchine agricole, ecc.
6. Classificazione completa
(1) Acciaio ordinario
UN. Acciaio strutturale al carbonio: (a) Q195; (b) Q215 (A, B); (c) Q235 (A, B, C); (d) Q255 (A, B); (e) Q275.
B. Acciaio strutturale bassolegato
C. Acciaio strutturale ordinario per scopi specifici
(2) Acciaio di alta qualità (incluso acciaio di alta qualità di alta qualità)
UN. Acciaio strutturale: (a) acciaio strutturale al carbonio di alta qualità; (b) acciaio strutturale legato; (c) acciaio per molle; d) acciaio automatico; e) acciaio per cuscinetti; f) acciaio strutturale di alta qualità per scopi specifici.
B. Acciaio per utensili: (a) acciaio per utensili al carbonio; (b) acciaio per utensili legato; (c) acciaio per utensili ad alta velocità.
C. Acciaio speciale per prestazioni: (a) acciaio inossidabile resistente agli acidi; b) acciaio resistente al calore; (c) acciaio legato per riscaldamento elettrico; d) acciaio elettrico; (e) acciaio resistente all'usura ad alto contenuto di manganese.
7. Classificato in base al metodo di fusione
(1) A seconda del tipo di forno
UN. Acciaio convertitore: (a) acciaio convertitore acido; (b) acciaio di conversione di base. Oppure (a) acciaio per convertitori soffiato dal basso; (b) acciaio del convertitore soffiato lateralmente; (c) acciaio per convertitori soffiato dall'alto.
B. Acciaio per forni elettrici: a) acciaio per forni elettrici ad arco; b) acciaio per forni a scoria; c) acciaio per forni a induzione; d) acciaio per forni consumabili sotto vuoto; e) acciaio per forni a fascio di elettroni.
(2) In base al grado di disossidazione e al sistema di colata
UN. Acciaio bollente; B. Acciaio semicalmato; C. Acciaio ucciso; D. Acciaio speciale calmato.
4. Panoramica dei metodi di rappresentazione della qualità dell'acciaio del mio paese
L'indicazione della qualità del prodotto è generalmente indicata da una combinazione di lettere pinyin cinesi, simboli di elementi chimici e numeri arabi. Proprio adesso:
①Gli elementi chimici nelle qualità di acciaio sono rappresentati da simboli chimici internazionali, come Si, Mn, Cr…ecc. Gli elementi misti delle terre rare sono rappresentati da “RE” (o “Xt”).
②Il nome del prodotto, l'utilizzo, i metodi di fusione e colata, ecc. sono generalmente rappresentati dalle lettere abbreviate del Pinyin cinese.
③Il principale contenuto di elementi chimici (%) nell'acciaio è rappresentato da numeri arabi.
Quando si utilizza l'alfabeto fonetico cinese per indicare il nome del prodotto, l'utilizzo, le caratteristiche e i metodi di lavorazione, la prima lettera viene generalmente selezionata dall'alfabeto fonetico cinese che rappresenta il nome del prodotto. Quando viene ripetuto con la lettera selezionata da un altro prodotto, è possibile utilizzare al suo posto la seconda lettera o la terza lettera oppure è possibile selezionare contemporaneamente la prima lettera pinyin dei due caratteri cinesi.
Se per il momento non sono disponibili caratteri cinesi e pinyin, i simboli utilizzati sono lettere inglesi.
Quinto, la suddivisione del metodo di rappresentazione dei gradi di acciaio nel mio Paese
1. Metodo di designazione dell'acciaio strutturale al carbonio e dell'acciaio strutturale ad alta resistenza a bassa lega
Gli acciai sopra utilizzati vengono solitamente suddivisi in due categorie: acciai generali e acciai speciali. Il metodo per indicare il grado è composto dalle lettere pinyin cinesi del punto di snervamento o limite di snervamento dell'acciaio, il valore del punto di snervamento o limite di snervamento, il grado di qualità dell'acciaio e il grado di disossidazione dell'acciaio, che in realtà è composto da 4 parti.
①L'acciaio strutturale generale adotta la lettera pinyin "Q" che rappresenta il punto di snervamento. Il valore del punto di snervamento (l'unità è MPa), i gradi di qualità (A, B, C, D, E) e il metodo di disossidazione (F, b, Z, TZ) e altri simboli specificati nella Tabella 1 formano il grado in ordine. Ad esempio: i gradi di acciaio strutturale al carbonio sono espressi come: Q235AF, Q235BZ; I gradi di acciaio strutturale ad alta resistenza a bassa lega sono espressi come: Q345C, Q345D.
Q235BZ significa acciaio strutturale al carbonio calmato con valore del punto di snervamento ≥ 235 MPa e grado di qualità B.
I due gradi Q235 e Q345 sono i gradi più tipici di acciaio per ingegneria, i gradi con la maggiore produzione e utilizzo e i gradi più utilizzati. Questi due gradi sono disponibili in quasi tutti i paesi del mondo.
Nella composizione dei gradi dell'acciaio strutturale al carbonio, il simbolo “Z” dell'acciaio calmato e il simbolo “TZ” dell'acciaio speciale calmato possono essere omessi, ad esempio: per l'acciaio Q235 con gradi di qualità C e D rispettivamente, i gradi dovrebbero essere Q235CZ e Q235DTZ, ma può essere omesso come Q235C e Q235D.
L'acciaio strutturale ad alta resistenza bassolegato comprende l'acciaio calmato e l'acciaio calmato speciale, ma il simbolo che indica il metodo di disossidazione non viene aggiunto alla fine del grado.
②L'acciaio strutturale speciale è generalmente indicato dal simbolo "Q" che rappresenta il limite di snervamento dell'acciaio, il valore del limite di snervamento e i simboli che rappresentano l'uso del prodotto specificato nella Tabella 1, ad esempio: è espresso il grado di acciaio per i recipienti a pressione come “Q345R”; il grado dell'acciaio resistente agli agenti atmosferici è espresso come Q340NH; Qualità di acciaio Q295HP per la saldatura di bombole di gas; Qualità di acciaio Q390g per caldaie; Qualità di acciaio Q420q per ponti.
③Secondo le esigenze, la designazione dell'acciaio strutturale ad alta resistenza bassolegato per uso generale può anche utilizzare due numeri arabi (che indicano il contenuto medio di carbonio, in parti per diecimila) e simboli di elementi chimici, espressi in ordine; lo speciale acciaio strutturale ad alta resistenza, bassolegato. Il nome del marchio può anche essere espresso in sequenza utilizzando due numeri arabi (che indicano il contenuto medio di carbonio in parti per diecimila), simboli di elementi chimici e alcuni simboli specifici che rappresentano l'uso del prodotto.
2. Metodo di rappresentazione dell'acciaio strutturale al carbonio di alta qualità e dell'acciaio per molle al carbonio di alta qualità
L'acciaio strutturale al carbonio di alta qualità adotta una combinazione di due numeri arabi (che indicano il contenuto medio di carbonio in decimillesimi) o numeri arabi e simboli degli elementi.
① Per l'acciaio bollente e l'acciaio semicalmato, alla fine del grado vengono aggiunti rispettivamente i simboli “F” e “b”. Ad esempio, il grado di acciaio bollente con un contenuto medio di carbonio dello 0,08% è espresso come “08F”; il grado di acciaio semicalmato con un contenuto medio di carbonio dello 0,10% è espresso come “10b”.
② L'acciaio calmato (rispettivamente S, P≤0,035%) non è generalmente contrassegnato da simboli. Ad esempio: acciaio calmato con un contenuto medio di carbonio dello 0,45%, il suo grado è espresso come "45".
③ Per gli acciai strutturali al carbonio di alta qualità con un contenuto di manganese più elevato, il simbolo dell'elemento manganese viene aggiunto dopo i numeri arabi che indicano il contenuto medio di carbonio. Ad esempio: acciaio con un contenuto medio di carbonio dello 0,50% e un contenuto di manganese compreso tra 0,70% e 1,00%, il suo grado è espresso come “50Mn”.
④ Per l'acciaio strutturale al carbonio di alta qualità (S, P≤0,030% rispettivamente), aggiungere il simbolo "A" dopo il grado. Ad esempio: acciaio strutturale al carbonio di alta qualità con un contenuto medio di carbonio dello 0,45%, il suo grado è espresso come "45A".
⑤Acciaio strutturale al carbonio di alta qualità di altissima qualità (S≤0,020%, P≤0,025%), aggiungere il simbolo "E" dopo il grado. Ad esempio: acciaio strutturale al carbonio di altissima qualità con un contenuto medio di carbonio dello 0,45%, il suo grado è espresso come "45E".
Il metodo di rappresentazione dei gradi di acciaio per molle al carbonio di alta qualità è lo stesso di quello dei gradi di acciaio strutturale al carbonio di alta qualità (gli acciai 65, 70, 85, 65Mn esistono rispettivamente in entrambi gli standard GB/T1222 e GB/T699).
3. Metodo di designazione dell'acciaio strutturale legato e dell'acciaio per molle legato
① I gradi di acciaio strutturale legato sono rappresentati da numeri arabi e simboli di elementi chimici standard.
Utilizzare due numeri arabi per indicare il contenuto medio di carbonio (in parti per diecimila) e posizionarlo in testa alla classifica.
Il metodo di espressione del contenuto di elementi di lega è il seguente: quando il contenuto medio è inferiore all'1,50%, nel marchio è indicato solo l'elemento e generalmente il contenuto non è indicato; il contenuto medio di lega è 1,50%～2,49%, 2,50%～3,49%, 3,50%～4,49%, 4,50%～ 5,49%, …, corrispondentemente scritto come 2, 3, 4, 5 … dopo gli elementi di lega.
Ad esempio: il contenuto medio di carbonio, cromo, manganese e silicio è rispettivamente dello 0,30%, 0,95%, 0,85% e 1,05% dell'acciaio strutturale legato. Quando il contenuto di S e P è ≤0,035%, il grado è espresso come “30CrMnSi”.
Acciaio strutturale legato di alta qualità (contenuto di S, P ≤0,025% rispettivamente), indicato aggiungendo il simbolo "A" alla fine del grado. Ad esempio: “30CrMnSiA”.
Per l'acciaio strutturale legato di alta qualità di grado speciale (S≤0,015%, P≤0,025%), aggiungere il simbolo "E" alla fine del grado, ad esempio: "30CrM nSiE".
Per i gradi di acciaio strutturale legato speciale, il simbolo che rappresenta l'uso del prodotto specificato nella Tabella 1 deve essere aggiunto alla testa (o alla coda) del grado. Ad esempio, l'acciaio 30CrMnSi utilizzato appositamente per le viti rivettatrici, il numero dell'acciaio è espresso come ML30CrMnSi.
②Il metodo di rappresentazione del grado dell'acciaio per molle legato è lo stesso di quello dell'acciaio strutturale legato.
Ad esempio: il contenuto medio di carbonio, silicio e manganese è rispettivamente dello 0,60%, 1,75% e 0,75% dell'acciaio per molle e il suo grado è espresso come “60Si2Mn”. Per l'acciaio per molle di alta qualità, aggiungere il simbolo "A" alla fine del grado e il suo grado sarà espresso come "60Si2MnA".
4. La qualità dell'acciaio automatico
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Orario di pubblicazione: 21 giugno 2023
