Grados de acero al carbono. Clasificación, GOST, aplicación

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

El acero es un producto de metalurgia ferrosa, el principal material estructural. Se utiliza para producir accesorios de construcción, metal laminado de varios perfiles, tuberías, piezas, mecanismos y herramientas.

Producción de acero

La metalurgia ferrosa se dedica a la producción de hierro y acero. El hierro fundido es un material duro pero no duradero. El acero es un metal resistente, fiable, dúctil y propenso a aleaciones que se utiliza en fundición, laminado, forjado y estampado.

Hay varias formas de fabricar acero:

1. Convertidor. Equipamiento: convertidor de oxígeno. Carga (materias primas): fundición blanca, chatarra de acero, piedra caliza. Solo se producen aceros al carbono.
2. Martenovsky. Equipamiento: horno de hogar abierto. Carga: arrabio líquido, chatarra de acero, mineral de hierro. Universal para aceros al carbono y aleados.
3. Arco eléctrico. Equipamiento: horno de arco eléctrico. Carga: chatarra de acero, hierro fundido, coque, piedra caliza. Método genérico.
4. Inducción. Equipamiento: horno de inducción. Carga: chatarra de acero y fundición, ferroaleaciones.

La esencia del proceso de producción del acero es reducir la cantidad de inclusiones químicas negativas para obtener un metal que popularmente se denomina "hierro", o mejor dicho, una aleación hierro-carbono con un contenido de carbono no mayor que 2.14%.

Procesos de desoxidación

Para el acero en la etapa final de fundición, es característico un proceso de ebullición, que está influenciado por los óxidos de nitrógeno, hidrógeno y carbono inherentes al mismo. Tal aleación en estado solidificado tiene una estructura porosa, que se elimina por laminación. Es suave y dúctil, pero no lo suficientemente fuerte.

El proceso de desoxidación consiste en la desactivación de las impurezas en ebullición mediante la introducción de ferromanganeso, ferrosilicio y aluminio en la aleación. Dependiendo de la cantidad de gases residuales y elementos desoxidantes, el acero puede ser semisilencioso o inactivo.

El acero terminado del grado de desoxidación requerido se vierte en moldes para su cristalización y uso en etapas tecnológicas posteriores en la fabricación de productos de acero terminados.

Clasificación del acero al carbono

Todo el acero existente en el mercado mundial se puede dividir en carbono y aleado. Todos los grados de acero al carbono se dividen en diferentes grupos clasificadores y características de designación.

Según las principales características de clasificación, distinguen:

1. Aceros estructurales al carbono. Contienen menos del 0,8% de carbono. Se utilizan para fabricar barras de refuerzo, productos laminados y piezas fundidas.
2. Aceros para herramientas al carbono que contienen carbono encantidad de 0,7% a 1,3%. Se utilizan para herramientas, equipos de instrumentos.

Por métodos de desoxidación:

• ebullición - elementos desoxidantes (ER) en la composición de menos del 0,05%;
• semi-calma - 0.05%≦RE≦0.15%;
• calma - 0.15%≦RE≦0.3%.

Por composición química:

• bajo en carbono (0.3%≦C);
• carbono medio (0.3≦C≦0.65%);
• alto contenido de carbono (0,65≦C≦1,3%).

Los aceros con un contenido de carbono superior al 1,3 % no se utilizan en la industria.

Dependiendo de la microestructura:

• hipoeutectoide: en dicho acero, el contenido de carbono es inferior al 0,8 %;
• eutectoid - estos son aceros con un contenido de carbono de 0.8%;
• hipereutectoide - aceros con un contenido de carbono superior al 0,8%.

Calidad:

1. Calidad regular. El azufre aquí contiene menos del 0,06 %, el fósforo, no más del 0,07 %.
2. Aceros de calidad. No contienen más del 0,04% de azufre y fósforo.
3. Alta calidad. La cantidad de azufre aquí no supera el 0,025 % y el fósforo no supera el 0,018 %.

Según el estándar principal, los grados de acero al carbono se dividen en:

• Calidad constructiva regular;
• calidad de construcción;
• calidad instrumental;
• alta calidad instrumental.

Características del marcado de acero estructural de calidad ordinaria

Los aceros de calidad ordinaria contienen: De - a0,6%, S - hasta 0,06%, P - hasta 0,07%. Veamos cómo se marca este acero al carbono. GOST 380 define los siguientes matices de designación:

• A, B, C - grupo; A - no indicado en sellos;
• 0–6 después de las letras "St": un número de serie en el que se cifran la composición química y (o) las propiedades mecánicas;
• G - la presencia de Mangan Mn (manganeso);
• kp, ps, cn - grado de desoxidación (ebullición, semicalma, calma).

Los números del 1 al 6 después del grado de desoxidación a través de un guión son categorías. En este caso, la primera categoría no se indica de ninguna manera.

Las letras M, K al comienzo de la marca pueden significar un método metalúrgico de producción: hogar abierto o convertidor de oxígeno. Por cierto, los aceros al carbono de calidad ordinaria están representados por una composición cuantitativa de grados, aproximadamente 47 piezas.

Clasificación de aceros estructurales de calidad ordinaria

Los aceros al carbono de calidad común se dividen en grupos.

• Grupo A: aceros que deben coincidir exactamente con las propiedades mecánicas especificadas. Se suministran al consumidor con mayor frecuencia en forma de láminas y productos laminados de varias secciones (láminas, tees, vigas en I, accesorios, remaches y estuches). Grados: St0, St1 - St6 (kp, ps, sp), categorías 1-3, incluyendo St3Gps, St5Gps.
• Grupo B: aceros que deben ser regulados por la composición química y propiedades necesarias. Se producen productos de fundición y laminados, que serán sometidos a un mecanizado adicional.presión en caliente (forja, estampación). Marcas: Bst0, Bst1 (kp-sp), Bst2 (kp, ps), Bst3 (kp-sp, incluido Bst3Gps), Bst4 (kp, ps), Bst 6 (ps, sp), categorías 1 y 2.
• Grupo B: aceros que deben cumplir con las propiedades químicas, físicas, mecánicas y tecnológicas requeridas. Este grupo se caracteriza por una variedad de grados a partir de los cuales se fabrican productos de láminas de plástico, accesorios duraderos para trabajar en áreas de diferencias de temperatura significativas, piezas críticas (pernos, tuercas, ejes, pasadores de pistón). Todos los productos de diferente composición, propiedades y grados de este grupo están unidos por una buena soldabilidad tecnológica. Grados: VSt1-VSt6 (kp, ps, sp), VSt5 (ps, sp), incluido VSt3Gps, categorías 1-6.

Los aceros estructurales de calidad ordinaria son aleaciones que tienen una amplia variedad de usos en la industria.

Marcado de acero al carbono de calidad

El contenido de carbono en el acero de la calidad mencionada es de 0,05% a 0,6%. La fundición de metales de este grupo de clasificación se realiza mediante métodos de arco eléctrico o de hogar abierto. Una amplia gama de presencia de carbono diversifica las propiedades mecánicas: bajo contenido de carbono - dúctil, medio carbono - fuerte.

Los aceros de calidad al carbono tienen un contenido de S y P de no más del 0,04 %, respectivamente.

Marcado (GOST 1050-88):

• números 05-60 - presencia cifrada de carbono (mínimo - 0,05 %, máximo - 0,6 %);
• kp, ps, cn - el grado de desoxidación ("sp" no esindicado);
• G, Yu, F - contienen manganeso, aluminio, vanadio.

Marcar excepciones

Los aceros de calidad al carbono tienen excepciones en su marcado:

• 15K, 20K, 22K - aceros de alta calidad, aplicables en la construcción de calderas;
• 20-PV - carbono - 0,2%, el acero es aplicable en la fabricación de tuberías por laminación en caliente, en la construcción de calderas e instalación de sistemas de calefacción, contiene cobre y cromo;
• OSV - acero para la fabricación de ejes de vagones, contiene níquel, cromo, cobre.

Para todos los grados de aceros de calidad, es típica la posible necesidad de utilizar un tratamiento térmico (por ejemplo, normalización) y químico-térmico (por ejemplo, cementación).

Clasificación de los aceros de calidad al carbono

Este tipo de acero al carbono se puede dividir aproximadamente en 4 grupos:

1. Material altamente plástico aplicable para maquinado en frío (laminado), laminado de láminas y tubos. Grados - acero 08ps, acero 08, acero 08kp.
2. Metal utilizado en laminación y estampado en caliente que funcionará en condiciones térmicamente agresivas. Grados - de acero 10 a acero 25.
3. Acero utilizado en la fabricación de piezas críticas, incluidos resortes, resortes, acoplamientos, pernos, ejes. Grados - de acero 60 a acero 85.
4. Aceros que requieren un funcionamiento fiable en condiciones agresivas (por ejemplo, la cadena de un tractor de oruga). Grados acero 30, acero 50, acero 30G, acero 50G.

También es posible dividir todo en 2 gruposconocidos grados de acero al carbono de la clase de calidad: estructural convencional y estructural manganeso.

Aplicación de acero estructural al carbono

Grado de acero por calidad	Marca	Solicitud
calidad regular	St0	refuerzo, revestimiento
	St1	tas, vigas I, canales
	St3Gsp	acero de construcción
	St5sp	bujes, tuercas, pernos
	St6ps	chatarra de construcción
	ST4kp	productos largos, laminados y con forma para estructuras duraderas
calidad	Acero10	tubos para calderas, estampados
	Acero15	piezas, levas, pernos, tuercas de alta ductilidad
	Acero18kp	estructuras soldadas
	Acero 20ps	ejes, horquillas, pasadores, accesorios, tuberías
	Acero50	engranajes, embragues
	Acero60	husillos, arandelas, anillos elásticos

Los aceros al carbono para herramientas tienen una alta resistencia y tenacidad. Están sujetos necesariamente a un tratamiento térmico de varias etapas.

Contenido de carbono en acero: 0,7 – 1,3%. Para alta calidad - hasta 0,03%, fósforo - hasta 0,035%. Y para el instrumental alta calidad: azufre - hasta 0,02%, fósforo - hasta 0,03%.

Denominación de la marca (GOST 1435-74):

• U - instrumental de carbono;
• 7 -13 - el contenido de carbono es 0.7-1.3%, respectivamente;
• G - la presencia de manganeso;
• A es de alta calidad.

Las excepciones a los principios básicos del marcado de aceros al carbono para herramientas son el material para partes de movimientos de relojes A75, ASU10E, AU10E.

Requisitos para aceros al carbono para herramientas

De acuerdo con GOST, los aceros para herramientas deben cumplir una serie de características.

Propiedades físicas, químicas y mecánicas requeridas: indicadores de calidad de dureza, resistencia al impacto, resistencia, resistencia a los cambios de temperatura durante el funcionamiento (durante el corte, perforación, cargas de choque), resistencia a la corrosión.

Propiedades tecnológicas especificadas:

• resistencia a los procesos negativos de la tecnología de corte (pegado de virutas, endurecimiento);
• buena maquinabilidad de torneado y rectificado;
• susceptibilidad al tratamiento térmico;
• resistencia al sobrecalentamiento.

Para mejorar la calidad de los indicadores mecánicos y tecnológicos, los aceros para herramientas se someten a un tratamiento térmico de varias etapas:

• recocido de materia prima antes de fabricar herramientas;
• endurecimiento (enfriamiento en soluciones salinas) y posterior revenido de productos terminados (principalmente bajo revenido).

Recibidolas propiedades están determinadas por la composición química y la microestructura resultante: martensita con inclusiones de cementita y austenita.

Uso de aceros al carbono para herramientas

Los aceros descritos se utilizan para la fabricación de todo tipo de herramientas: de corte, de percusión, auxiliares.

• Acero U7, U7A - martillos, cinceles, hachas, cinceles, mazos, cinceles, anzuelos.
• Acero U8, U8A, U8G: sierras, destornilladores, punzones, avellanadores, cortadores, alicates.
• Steel U9, U9A - herramienta para trabajar metales, herramienta para cortar madera.
• Acero U10, acero U10A, U11, U11A: escofinas, machos de roscar, brocas helicoidales, herramientas auxiliares para punzonar y dimensionar.
• U 12, U12A: escariadores, machos de roscar, herramientas de medición.
• U13, U13A - limas, instrumentos quirúrgicos y de afeitado, punzones para estampar.

La elección racional del grado de acero al carbono, la tecnología de su tratamiento térmico, la comprensión de sus propiedades y características es la clave para una larga vida útil de las estructuras o herramientas producidas, procesadas o utilizadas.