Graus de aço carbono. Classificação, GOST, aplicação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O aço é um produto da metalurgia ferrosa, principal material estrutural. É utilizado para produzir acessórios para construção, laminados de diversos perfis, tubos, peças, mecanismos e ferramentas.

Produção de aço

A metalurgia ferrosa está envolvida na produção de ferro e aço. O ferro fundido é um material duro, mas não durável. O aço é um metal forte, confiável, dúctil e propenso a ligas usado em fundição, laminação, forjamento e estampagem.

Existem várias maneiras de fazer aço:

1. Conversor. Equipamento: conversor de oxigênio. Carga (matérias-primas): ferro fundido branco, sucata de aço, calcário. Somente aços carbono são produzidos.
2. Martenovsky. Equipamento: forno a céu aberto. Carga: ferro gusa líquido, sucata de aço, minério de ferro. Universal para aços carbono e ligas.
3. Arco elétrico. Equipamento: forno elétrico a arco. Carga: sucata de aço, ferro fundido, coque, calcário. Método genérico.
4. Indução. Equipamento: forno de indução. Carga: sucata de aço e ferro fundido, ferroligas.

A essência do processo de produção do aço é reduzir a quantidade de inclusões químicas negativas para obter um metal que é popularmente chamado de "ferro", ou melhor, uma liga ferro-carbono com teor de carbono não superior do que 2,14%.

Processos de desoxidação

Para o aço em fase final de fundição, é característico um processo de ebulição, que é influenciado pelos óxidos de nitrogênio, hidrogênio e carbono inerentes a ele. Tal liga no estado solidificado tem uma estrutura porosa, que é removida por laminação. É macio e dúctil, mas não forte o suficiente.

O processo de desoxidação consiste na desativação das impurezas em ebulição pela introdução de ferromanganês, ferrosilício e alumínio na liga. Dependendo da quantidade de gases residuais e elementos desoxidantes, o aço pode ser semi-silencioso ou quiescente.

Aço acabado com o grau de desoxidação exigido é vazado em moldes para cristalização e uso em etapas tecnológicas subsequentes na fabricação de produtos acabados de aço.

Classificação do aço carbono

Todos os aços existentes no mercado mundial podem ser divididos em carbono e liga. Todos os tipos de aço carbono são divididos em diferentes grupos classificadores e características de designação.

Com base nas principais características de classificação, eles distinguem:

1. Aços estruturais carbono. Eles contêm menos de 0,8% de carbono. Eles são usados para fazer vergalhões, produtos de laminação e peças fundidas.
2. Aços-ferramenta carbono que contêm carbono emmontante de 0,7% a 1,3%. Eles são usados para ferramentas, equipamentos de instrumentos.

Por métodos de desoxidação:

• ebulição - elementos desoxidantes (RE) na composição inferior a 0,05%;
• semi-calmo - 0,05%≦RE≦0,15%;
• calma - 0,15%≦RE≦0,3%.

Por composição química:

• baixo carbono (0,3%≦C);
• carbono médio (0,3≦C≦0,65%);
• alto carbono (0,65≦C≦1,3%).

Aços contendo carbono acima de 1,3% não são usados na indústria.

Dependendo da microestrutura:

• hipoeutetóide - em tal aço, o teor de carbono é inferior a 0,8%;
• eutetóide - são aços com teor de carbono de 0,8%;
• hipereutetóide - aços com teor de carbono superior a 0,8%.

Qualidade:

1. Qualidade regular. O enxofre aqui contém menos de 0,06%, fósforo - não mais que 0,07%.
2. Aços de qualidade. Eles não contêm mais de 0,04% de enxofre e fósforo.
3. Alta qualidade. A quantidade de enxofre aqui não excede 0,025% e fósforo - não mais que 0,018%.

De acordo com a norma principal, os aços carbono são divididos em:

• Qualidade regular construtiva;
• qualidade de construção;
• qualidade instrumental;
• alta qualidade instrumental.

Características de marcação de aço estrutural de qualidade comum

Aços de qualidade comum contêm: De - a0,6%, S - até 0,06%, P - até 0,07%. Vejamos como este aço carbono é marcado. GOST 380 define as seguintes nuances de designação:

• A, B, C - grupo; A - não indicado nos selos;
• 0–6 após as letras "St" - um número de série no qual a composição química e (ou) propriedades mecânicas são criptografadas;
• G - a presença de Mangan Mn (manganês);
• kp, ps, cn - grau de desoxidação (fervura, semi-calmo, calmo).

Os números de 1 a 6 após o grau de desoxidação através de um traço são categorias. Neste caso, a primeira categoria não é indicada de forma alguma.

As letras M, K no início da marca podem significar um método de produção metalúrgico: forno aberto ou conversor de oxigênio. Aliás, os aços carbono de qualidade comum são representados por uma composição quantitativa de graus, aproximadamente 47 peças.

Classificação dos aços estruturais de qualidade comum

Os aços carbono de qualidade comum são divididos em grupos.

• Grupo A: aços que devem corresponder exatamente às propriedades mecânicas especificadas. Eles são fornecidos ao consumidor na maioria das vezes na forma de produtos laminados em folha e multi-seção (chapas, tês, vigas I, acessórios, rebites e caixas). Graus: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), categorias 1-3, incluindo St3Gps, St5Gps.
• Grupo B: aços que devem ser regulados pela composição química e propriedades necessárias. São produzidos produtos fundidos e laminados, que serão submetidos a usinagem adicionalpressão quente (forjamento, estampagem). Marcas: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, incluindo Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), categorias 1 e 2.
• Grupo B: aços que devem atender às propriedades químicas, físicas, mecânicas e tecnológicas exigidas. Este grupo é caracterizado por uma variedade de graus a partir dos quais são feitos os produtos de chapas plásticas, acessórios duráveis para trabalhar em áreas com diferenças significativas de temperatura, peças críticas (parafusos, porcas, eixos, pinos de pistão). Todos os produtos de diferentes composições, propriedades e graus deste grupo são unidos pela boa soldabilidade tecnológica. Graus: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), incluindo VSt3Gps, categorias 1-6.

Aços estruturais de qualidade comum são ligas que possuem uma grande variedade de usos na indústria.

Marcação de aço carbono de qualidade

O teor de carbono no aço da qualidade indicada é de 0,05% a 0,6%. A fundição de metal deste grupo de classificação ocorre por métodos de forno aberto ou arco elétrico. Uma ampla gama de presença de carbono diversifica as propriedades mecânicas: baixo carbono - dúctil, médio carbono - forte.

Aços de qualidade ao carbono têm teor de S e P não superior a 0,04%, respectivamente.

Marcação (GOST 1050-88):

• números 05-60 - presença criptografada de carbono (mínimo - 0,05%, máximo - 0,6%);
• kp, ps, cn - o grau de desoxidação ("sp" não éindicado);
• G, Yu, F - contêm manganês, alumínio, vanádio.

Marcando exceções

Aços de qualidade ao carbono têm exceções em sua marcação:

• 15K, 20K, 22K - aços de alta qualidade, aplicáveis na construção de caldeiras;
• 20-PV - carbono - 0,2%, o aço é aplicável na fabricação de tubos por laminação a quente, na construção de caldeiras e instalação de sistemas de aquecimento, contém cobre e cromo;
• OSV - aço para fabricação de eixos de vagões, contém níquel, cromo, cobre.

Para todos os tipos de aços de qualidade, a possível necessidade de uso de tratamento térmico (por exemplo, normalização) e químico-térmico (por exemplo, cementação) é típica.

Classificação dos aços de qualidade de carbono

Este tipo de aço carbono pode ser dividido em 4 grupos:

1. Material altamente plástico aplicável para usinagem a frio (laminação), laminação de chapas e tubos. Graus - aço 08ps, aço 08, aço 08kp.
2. Metal usado em laminação a quente e estampagem que funcionará em condições termicamente agressivas. Graus - de aço 10 a aço 25.
3. Aço utilizado na fabricação de peças críticas, incluindo molas, molas, acoplamentos, parafusos, eixos. Graus - de aço 60 a aço 85.
4. Aços que exigem operação confiável em condições agressivas (por exemplo, a corrente de um trator lagarta). Graus de aço 30, aço 50, aço 30G, aço 50G.

Também é possível dividir tudo em 2 gruposconhecidos graus de aço carbono da classe de qualidade: estrutural convencional e estrutural manganês.

Aplicação de aço estrutural carbono

Grau do aço por qualidade	Marca	Aplicativo
qualidade normal	St0	reforço, revestimento
	St1	tas, I-beams, canais
	St3Gsp	aço de construção
	St5sp	buchas, porcas, parafusos
	St6ps	sucata de construção
	ST4kp	formato, folha, produtos longos para estruturas duráveis
qualidade	Aço10	tubos para caldeiras, estampados
	Aço15	peças de alta ductilidade, cames, parafusos, porcas
	Aço18kp	estruturas soldadas
	Aço 20ps	eixos, garfos, pinos, conexões, tubos
	Aço50	engrenagens, embreagens
	Steel60	eixos, arruelas, molas

Aços-ferramenta carbono têm alta resistência e tenacidade. Eles são necessariamente sujeitos a tratamento térmico em vários estágios.

Teor de carbono no aço: 0,7 – 1,3%. Para alta qualidade - até 0,03%, fósforo - até 0,035%. E para o instrumental alta qualidade: enxofre - até 0,02%, fósforo - até 0,03%.

Designação da marca (GOST 1435-74):

• U - instrumental de carbono;
• 7 -13 - o teor de carbono nele é de 0,7-1,3%, respectivamente;
• G - a presença de manganês;
• A é de alta qualidade.

Exceções aos princípios básicos de marcação de aços-ferramenta de carbono são o material para peças de movimentos de relógios A75, ASU10E, AU10E.

Requisitos para aços-ferramenta de carbono

De acordo com GOST, os aços-ferramenta devem atender a uma série de características.

Propriedades físicas, químicas e mecânicas exigidas: indicadores de qualidade de dureza, resistência ao impacto, resistência, resistência a mudanças de temperatura durante a operação (durante o corte, perfuração, cargas de choque), resistência à corrosão.

Propriedades tecnológicas especificadas:

• resistência a processos negativos de tecnologia de corte (aderência de cavacos, endurecimento);
• boa usinabilidade de torneamento e retificação;
• suscetibilidade ao tratamento térmico;
• resistência ao superaquecimento.

Para melhorar a qualidade dos indicadores mecânicos e tecnológicos, os aços ferramenta são submetidos a tratamento térmico em vários estágios:

• recozimento da matéria prima antes da fabricação das ferramentas;
• endurecimento (resfriamento em soluções salinas) e posterior revenimento de produtos acabados (principalmente baixo revenimento).

Recebidoas propriedades são determinadas pela composição química e pela microestrutura resultante: martensita com inclusões de cementita e austenita.

Utilização de aços-ferramenta de carbono

Os aços descritos são utilizados para a fabricação de todos os tipos de ferramentas: corte, percussão, auxiliares.

• Aço U7, U7A - martelos, cinzéis, machados, cinzéis, marretas, cinzéis, anzóis.
• Aço U8, U8A, U8G - serras, chaves de fenda, punções centrais, escareadores, cortadores, alicates.
• Aço U9, U9A - ferramenta de trabalho em metal, ferramenta de corte de madeira.
• Aço U10, aço U10A, U11, U11A - grosas, machos, brocas helicoidais, ferramentas auxiliares para puncionamento e dimensionamento.
• U 12, U12A - alargadores, machos, ferramentas de medição.
• U13, U13A - limas, instrumentos de barbear e cirúrgicos, punções de estampagem.

Escolha racional do grau de aço carbono, tecnologia de seu tratamento térmico, compreensão de suas propriedades e características é a chave para uma longa vida útil das estruturas ou ferramentas produzidas, processadas ou utilizadas.