1. Propiedades mecánicas del acero
1. Punto de fluencia (σs)
Cuando el acero o la muestra se estiran, cuando la tensión supera el límite elástico, incluso si la tensión no aumenta, el acero o la muestra siguen experimentando una deformación plástica evidente.Este fenómeno se llama fluencia, y el valor de tensión mínimo cuando ocurre la fluencia es para el punto de fluencia.Sea Ps la fuerza externa en el punto de fluencia s y Fo el área de la sección transversal de la muestra, entonces el punto de fluencia σs =Ps/Fo(MPa).
2. Límite elástico (σ0.2)
El límite elástico de algunos materiales metálicos es muy discreto y es difícil de medir.Por lo tanto, para medir las características de fluencia del material, se estipula el esfuerzo cuando la deformación plástica residual permanente es igual a un cierto valor (generalmente 0,2% de la longitud original), lo que se denomina condición.Límite elástico o simplemente límite elástico σ0.2.
3. Resistencia a la tracción (σb)
El valor máximo de tensión alcanzado por el material desde el inicio hasta el momento de la fractura durante el proceso de estirado.Representa la capacidad del acero para resistir la fractura.A la resistencia a la tracción corresponden la resistencia a la compresión, la resistencia a la flexión, etc. Sea Pb la fuerza de tracción máxima alcanzada antes de que se rompa el material y Fo el área de la sección transversal de la muestra, entonces la resistencia a la tracción σb=Pb/Fo (MPa ).
4. Elongación (δs)
Después de que se rompe el material, el porcentaje de su elongación plástica respecto a la longitud de la muestra original se denomina elongación o alargamiento.
5. Relación de rendimiento (σs/σb)
La relación entre el punto de fluencia (límite elástico) del acero y la resistencia a la tracción se denomina relación de fluencia.Cuanto mayor sea la relación de rendimiento, mayor será la fiabilidad de las piezas estructurales.En general, la relación de rendimiento del acero al carbono es de 0,6 a 0,65, la del acero estructural de baja aleación es de 0,65 a 0,75 y la del acero estructural de aleación es de 0,84 a 0,86.
6. Dureza
La dureza indica la capacidad de un material para resistir la presión de un objeto duro contra su superficie.Es uno de los indicadores de rendimiento importantes de los materiales metálicos.En general, cuanto mayor sea la dureza, mejor será la resistencia al desgaste.Los indicadores de dureza más utilizados son la dureza Brinell, la dureza Rockwell y la dureza Vickers.
1) Dureza Brinell (HB)
Presione una bola de acero endurecido de cierto tamaño (generalmente 10 mm de diámetro) en la superficie del material con una cierta carga (generalmente 3000 kg) y manténgala durante un período de tiempo.Después de retirar la carga, la relación entre la carga y el área de indentación es el valor de dureza Brinell (HB).
2) Dureza Rockwell (HR)
Cuando HB>450 o la muestra es demasiado pequeña, no se puede usar la prueba de dureza Brinell y se debe usar la medición de dureza Rockwell en su lugar.Utiliza un cono de diamante con un ángulo de vértice de 120° o una bola de acero con un diámetro de 1,59 mm y 3,18 mm para presionar la superficie del material que se va a probar bajo cierta carga, y la dureza del material se obtiene a partir de la profundidad de la sangría.Según la dureza del material de prueba, se puede expresar en tres escalas diferentes:
HRA: Es la dureza que se obtiene utilizando una carga de 60 kg y un penetrador de cono de diamante, y se utiliza para materiales con una dureza extremadamente alta (como el carburo cementado, etc.).
HRB: Es la dureza que se obtiene utilizando una carga de 100 kg y una bola de acero templado de 1,58 mm de diámetro.Se utiliza para materiales de menor dureza (como acero recocido, fundición, etc.).
HRC: Es la dureza que se obtiene utilizando una carga de 150 kg y un penetrador de cono de diamante, y se utiliza para materiales de alta dureza (como acero templado, etc.).
3) Dureza Vickers (HV)
Use un indentador de cono cuadrado de diamante con una carga de menos de 120 kg y un ángulo de vértice de 136° para presionar en la superficie del material, y divida el área de superficie del hoyo de indentación por el valor de la carga para obtener el valor de dureza Vickers (HV ).
2. Metales ferrosos y no ferrosos
1. Metal ferroso
Se refiere a la aleación de hierro y hierro.Tales como acero, arrabio, ferroaleaciones, hierro fundido, etc. Tanto el acero como el arrabio son aleaciones basadas en hierro con carbono como principal elemento aditivo, denominadas colectivamente aleaciones de hierro-carbono.
El arrabio se refiere al producto elaborado mediante la fundición de mineral de hierro en un alto horno, que se utiliza principalmente para la fabricación de acero y la fundición.
Fundición de arrabio fundido en un horno de fusión de hierro para obtener hierro fundido (aleación líquida de hierro-carbono con un contenido de carbono superior al 2,11%), y fundición del hierro fundido líquido en piezas fundidas, este tipo de hierro fundido se denomina hierro fundido.
La ferroaleación es una aleación compuesta de hierro, silicio, manganeso, cromo, titanio y otros elementos.La ferroaleación es una de las materias primas para la fabricación de acero.Se utiliza como desoxidante y aditivo de elementos de aleación para acero durante la fabricación de acero.
Las aleaciones de hierro y carbono con un contenido de carbono inferior al 2,11% se denominan acero, y el acero se obtiene colocando arrabio para la fabricación de acero en un horno de fabricación de acero y fundiéndolo según un determinado proceso.Los productos de acero incluyen lingotes de acero, planchones de colada continua y colada directa en varias fundiciones de acero.En términos generales, el acero generalmente se refiere al acero laminado en varios productos de acero.
2. Metales no ferrosos
También conocidos como metales no ferrosos, se refieren a metales y aleaciones distintas de los metales ferrosos, como cobre, estaño, plomo, zinc, aluminio y latón, bronce, aleaciones de aluminio y aleaciones para cojinetes.Además, en la industria también se utilizan cromo, níquel, manganeso, molibdeno, cobalto, vanadio, tungsteno, titanio, etc.Estos metales se utilizan principalmente como adiciones de aleaciones para mejorar el rendimiento de los metales.Entre ellos, el tungsteno, titanio, molibdeno, etc. se utilizan principalmente para producir cuchillos.aleación dura.Los metales no ferrosos anteriores se denominan metales industriales, además de los metales preciosos: platino, oro, plata, etc. y los metales raros, incluidos el uranio radiactivo, el radio, etc.
3. Clasificación del acero
Además del hierro y el carbono, los principales elementos del acero son el silicio, el manganeso, el azufre y el fósforo.
Existen varios métodos de clasificación del acero, y los métodos principales son los siguientes:
1. Clasificados por calidad
(1) Acero ordinario (P≤0.045%, S≤0.050%)
(2) Acero de alta calidad (tanto P como S≤0.035%)
(3) Acero de alta calidad (P≤0.035%, S≤0.030%)
2. Clasificación por composición química
(1) Acero al carbono: a.Acero bajo en carbono (C≤0.25%);b.Acero al carbono medio (C≤0.25～0.60%);C.Acero de alto carbono (C≤0,60%).
(2) Acero aleado: a.Acero de baja aleación (contenido total de elementos de aleación ≤ 5%);b.Acero de aleación media (contenido total de elementos de aleación > 5-10%);C.Acero de alta aleación (contenido total de elementos de aleación > 10 %).
3. Clasificado por método de formación
(1) acero forjado;(2) acero fundido;(3) acero laminado en caliente;(4) acero estirado en frío.
4. Clasificación según estructura metalográfica
(1) Estado recocido: a.acero hipoeutectoide (ferrita + perlita);b.acero eutectoide (perlita);C.acero hipereutectoide (perlita + cementita);d.Acero tensitico (perlita + cementita).
(2) Estado normalizado: a.acero perlítico;b.acero bainítico;C.acero martensítico;d.acero austenítico.
(3) Sin cambio de fase o cambio de fase parcial
5. Clasificación por finalidad
(1) Acero para construcción e ingeniería: a.Acero estructural al carbono ordinario;b.Acero estructural de baja aleación;C.Acero reforzado.
(2) Acero estructural:
a.Acero para la fabricación de maquinaria: (a) Acero estructural templado y revenido;(b) Acero estructural de superficie templada: incluyendo acero cementado, acero amoniacal y acero de superficie templada;(c) acero estructural fácil de cortar;(d) Plasticidad en frío Acero para conformado: incluyendo acero para estampación en frío y acero para estampación en frío.
b.Acero para muelles
C.Acero para rodamientos
(3) Acero para herramientas: a.acero al carbono para herramientas;b.acero aleado para herramientas;C.Acero para herramientas de alta velocidad.
(4) Acero de rendimiento especial: a.Acero inoxidable resistente a los ácidos;b.Acero resistente al calor: incluido acero antioxidación, acero resistente al calor, acero para válvulas;C.Calefacción eléctrica de acero aleado;d.Acero resistente al desgaste;mi.Acero de baja temperatura;F.Acero eléctrico.
(5) Acero para uso profesional, como acero para puentes, acero para barcos, acero para calderas, acero para recipientes a presión, acero para maquinaria agrícola, etc.
6. Clasificación integral
(1) Acero ordinario
a.Acero estructural al carbono: (a) Q195;(b) Q215 (A, B);(c) Q235 (A, B, C);(d) Q255 (A, B);(e) P275.
b.Acero estructural de baja aleación
C.Acero estructural ordinario para fines específicos
(2) Acero de alta calidad (incluido el acero de alta calidad de alta calidad)
a.Acero estructural: (a) acero estructural al carbono de alta calidad;(b) acero estructural aleado;(c) acero para muelles;(d) acero de fácil mecanización;(e) acero para rodamientos;(f) acero estructural de alta calidad para propósitos específicos.
b.Acero para herramientas: (a) acero para herramientas al carbono;(b) acero aleado para herramientas;(c) acero para herramientas de alta velocidad.
C.Acero de rendimiento especial: (a) acero inoxidable resistente a los ácidos;(b) acero resistente al calor;c) acero aleado para calefacción eléctrica;(d) acero eléctrico;(e) acero resistente al desgaste con alto contenido de manganeso.
7. Clasificados por método de fundición
(1) Según tipo de horno
a.Acero convertidor: (a) acero convertidor ácido;(b) acero convertidor básico.O (a) acero convertidor soplado desde abajo;(b) acero convertidor soplado lateralmente;(c) acero del convertidor de soplado superior.
b.Acero para hornos eléctricos: (a) acero para hornos de arco eléctrico;(b) acero para hornos de electroescoria;c) acero para hornos de inducción;(d) acero de horno consumible al vacío;(e) acero de horno de haz de electrones.
(2) Según el grado de desoxidación y sistema de vertido.
a.acero hirviendo;b.Acero semiacabado;C.acero muerto;d.Acero mate especial.
4. Descripción general de los métodos de representación del grado de acero de mi país
La indicación del grado del producto generalmente se indica mediante una combinación de letras pinyin chinas, símbolos de elementos químicos y números arábigos.Ahora mismo:
①Los elementos químicos en los grados de acero están representados por símbolos químicos internacionales, como Si, Mn, Cr, etc.Los elementos mixtos de tierras raras están representados por “RE” (o “Xt”).
②El nombre del producto, el uso, los métodos de fundición y vertido, etc. generalmente están representados por las letras abreviadas del pinyin chino.
③El contenido del elemento químico principal (%) en el acero está representado por números arábigos.
Cuando se usa el alfabeto fonético chino para indicar el nombre del producto, el uso, las características y los métodos de proceso, la primera letra generalmente se selecciona del alfabeto fonético chino que representa el nombre del producto.Cuando se repite con la letra seleccionada por otro producto, se puede usar la segunda letra o la tercera letra en su lugar, o se puede seleccionar la primera letra pinyin de los dos caracteres chinos al mismo tiempo.
Si no hay caracteres chinos ni pinyin disponibles por el momento, los símbolos utilizados son letras inglesas.
Cinco, la subdivisión del método de representación de grados de acero en mi país
1. Método de designación de acero estructural al carbono y acero estructural de alta resistencia y baja aleación
El acero utilizado anteriormente se suele dividir en dos categorías: acero general y acero especial.El método para indicar el grado se compone de las letras chinas pinyin del límite elástico o límite elástico del acero, el valor del límite elástico o límite elástico, el grado de calidad del acero y el grado de desoxidación del acero. que en realidad se compone de 4 partes.
①El acero estructural general adopta la letra pinyin "Q" que representa el límite elástico.El valor del punto de fluencia (la unidad es MPa) y los grados de calidad (A, B, C, D, E) y el método de desoxidación (F, b, Z, TZ) y otros símbolos especificados en la Tabla 1 forman el grado en orden.Por ejemplo: los grados de acero estructural al carbono se expresan como: Q235AF, Q235BZ;Los grados de acero estructural de baja aleación y alta resistencia se expresan como: Q345C, Q345D.
Q235BZ significa acero estructural al carbono calmado con valor de límite elástico ≥ 235MPa y grado de calidad B.
Los dos grados Q235 y Q345 son los grados más típicos de acero de ingeniería, los grados con mayor producción y uso, y los grados más utilizados.Estos dos grados están disponibles en casi todos los países del mundo.
En la composición de grados del acero estructural al carbono, se puede omitir el símbolo "Z" de acero calmado y el símbolo "TZ" de acero calmado especial, por ejemplo: para acero Q235 con grados de calidad C y D respectivamente, los grados deben ser Q235CZ y Q235DTZ, pero se puede omitir como Q235C y Q235D.
El acero estructural de alta resistencia y baja aleación incluye acero calmado y acero calmado especial, pero el símbolo que indica el método de desoxidación no se agrega al final del grado.
②El acero estructural especial generalmente se indica mediante el símbolo "Q" que representa el límite elástico del acero, el valor del límite elástico y los símbolos que representan el uso del producto especificado en la Tabla 1, por ejemplo: el grado de acero para recipientes a presión se expresa como “Q345R”;el grado de acero resistente a la intemperie se expresa como Q340NH;Grados de acero Q295HP para cilindros de gas de soldadura;Grados de acero Q390g para calderas;Grados de acero Q420q para puentes.
③De acuerdo con las necesidades, la designación de acero estructural de baja aleación y alta resistencia para uso general también puede usar dos números arábigos (que indican el contenido promedio de carbono, en partes por diez mil) y símbolos de elementos químicos, expresados en orden;el acero estructural especial de baja aleación y alta resistencia El nombre de la marca también se puede expresar en secuencia usando dos números arábigos (que indican el contenido promedio de carbono en partes por diez mil), símbolos de elementos químicos y algunos símbolos específicos que representan el uso del producto.
2. Método de representación de acero estructural al carbono de alta calidad y acero para muelles al carbono de alta calidad
El acero estructural al carbono de alta calidad adopta una combinación de dos números arábigos (que indican el contenido medio de carbono en diezmilésimas) o números arábigos y símbolos de elementos.
① Para acero en ebullición y acero semicalmado, los símbolos "F" y "b" se agregan respectivamente al final del grado.Por ejemplo, el grado de acero en ebullición con un contenido de carbono promedio de 0,08 % se expresa como “08F”;el grado de acero semiacabado con un contenido medio de carbono del 0,10 % se expresa como “10b”.
② El acero calmado (S, P≤0.035% respectivamente) generalmente no está marcado con símbolos.Por ejemplo: acero calmado con un contenido promedio de carbono de 0,45%, su grado se expresa como “45″.
③ Para aceros estructurales al carbono de alta calidad con mayor contenido de manganeso, el símbolo del elemento manganeso se agrega después de los números arábigos que indican el contenido promedio de carbono.Por ejemplo: acero con un contenido promedio de carbono de 0,50% y un contenido de manganeso de 0,70% a 1,00%, su grado se expresa como “50Mn”.
④ Para acero estructural al carbono de alta calidad y alto grado (S, P≤0.030 % respectivamente), agregue el símbolo "A" después del grado.Por ejemplo: acero estructural al carbono de alta calidad y alto grado con un contenido medio de carbono del 0,45 %, su grado se expresa como “45A”.
⑤Acero estructural al carbono de alta calidad y supergrado (S≤0,020%, P≤0,025%), agregue el símbolo "E" después del grado.Por ejemplo: acero estructural al carbono de muy alta calidad con un contenido medio de carbono del 0,45 %, su grado se expresa como “45E”.
El método de representación de los grados de acero al carbono para resortes de alta calidad es el mismo que el de los grados de acero estructural al carbono de alta calidad (existen aceros 65, 70, 85, 65Mn en ambos estándares GB/T1222 y GB/T699 respectivamente).
3. Método de designación de acero estructural aleado y acero aleado para muelles
① Los grados de aleación de acero estructural están representados por números arábigos y símbolos de elementos químicos estándar.
Utilice dos números arábigos para indicar el contenido medio de carbono (en partes por diez mil) y colóquelo al principio de la calificación.
El método de expresión del contenido del elemento de aleación es el siguiente: cuando el contenido promedio es inferior al 1,50%, solo se indica el elemento en la marca y, por lo general, no se indica el contenido;el contenido promedio de aleación es 1,50 %～2,49 %, 2,50 %～3,49 %, 3,50 %～4,49 %, 4,50 %～ 5,49 %, …, correspondientemente escrito como 2, 3, 4, 5 … después de los elementos de aleación.
Por ejemplo: el contenido promedio de carbono, cromo, manganeso y silicio es respectivamente 0,30 %, 0,95 %, 0,85 % y 1,05 % de aleación de acero estructural.Cuando el contenido de S y P es ≤0,035%, el grado se expresa como “30CrMnSi”.
Acero estructural de aleación de alta calidad y alto grado (contenido de S, P ≤0,025% respectivamente), indicado agregando el símbolo "A" al final del grado.Por ejemplo: “30CrMnSiA”.
Para acero estructural de aleación de alta calidad de grado especial (S≤0.015%, P≤0.025%), agregue el símbolo "E" al final del grado, por ejemplo: "30CrM nSiE".
Para los grados de acero estructural de aleación especial, el símbolo que representa el uso del producto especificado en la Tabla 1 debe agregarse al principio (o al final) del grado.Por ejemplo, el acero 30CrMnSi especialmente utilizado para remachar tornillos, el número de acero se expresa como ML30CrMnSi.
②El método de representación del grado de acero aleado para muelles es el mismo que el del acero estructural aleado.
Por ejemplo: el contenido promedio de carbono, silicio y manganeso es respectivamente 0,60 %, 1,75 % y 0,75 % de acero para muelles, y su grado se expresa como “60Si2Mn”.Para acero para resortes de alta calidad, agregue el símbolo "A" al final del grado, y su grado se expresa como "60Si2MnA".
4. El grado de acero de corte libre
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Hora de publicación: 21-jun-2023
