1. Propriedades mecânicas do aço
1. Ponto de rendimento (σs)
Quando o aço ou amostra é esticado, quando a tensão excede o limite elástico, mesmo que a tensão não aumente, o aço ou amostra ainda continua a sofrer deformação plástica óbvia. Este fenômeno é chamado de escoamento, e o valor mínimo da tensão quando ocorre o escoamento é para o ponto de escoamento. Seja Ps a força externa no ponto de escoamento s, e Fo a área da seção transversal da amostra, então o ponto de escoamento σs =Ps/Fo(MPa).
2. Limite de escoamento (σ0,2)
O limite de escoamento de alguns materiais metálicos é muito discreto e difícil de medir. Portanto, para medir as características de escoamento do material, é estipulada a tensão quando a deformação plástica residual permanente é igual a um determinado valor (geralmente 0,2% do comprimento original), que é chamada de condição. Limite de escoamento ou simplesmente limite de escoamento σ0,2.
3. Resistência à tração (σb)
O valor máximo de tensão atingido pelo material desde o início até o momento da fratura durante o processo de alongamento. Representa a capacidade do aço de resistir à fratura. Correspondentes à resistência à tração estão a resistência à compressão, resistência à flexão, etc. Seja Pb a força de tração máxima alcançada antes que o material seja quebrado, e Fo seja a área da seção transversal da amostra, então a resistência à tração σb=Pb/Fo (MPa ).
4. Alongamento (δs)
Depois que o material é quebrado, a porcentagem de seu alongamento plástico em relação ao comprimento da amostra original é chamada de alongamento ou alongamento.
5. Taxa de rendimento (σs/σb)
A relação entre o ponto de escoamento (resistência ao escoamento) do aço e a resistência à tração é chamada de razão de escoamento. Quanto maior for o índice de rendimento, maior será a confiabilidade das peças estruturais. Geralmente, a taxa de escoamento do aço carbono é 0,6-0,65, a do aço estrutural de baixa liga é 0,65-0,75 e a do aço estrutural ligado é 0,84-0,86.
6. Dureza
A dureza indica a capacidade de um material resistir à pressão de um objeto duro em sua superfície. É um dos importantes indicadores de desempenho dos materiais metálicos. Geralmente, quanto maior a dureza, melhor será a resistência ao desgaste. Os indicadores de dureza comumente usados são dureza Brinell, dureza Rockwell e dureza Vickers.
1) Dureza Brinell (HB)
Pressione uma bola de aço endurecido de um determinado tamanho (geralmente 10 mm de diâmetro) na superfície do material com uma certa carga (geralmente 3.000 kg) e mantenha-a por um período de tempo. Depois que a carga é removida, a relação entre a carga e a área de indentação é o valor de dureza Brinell (HB).
2) Dureza Rockwell (HR)
Quando HB>450 ou a amostra for muito pequena, o teste de dureza Brinell não pode ser usado e a medição de dureza Rockwell deve ser usada. Utiliza um cone de diamante com ângulo de vértice de 120 ° ou uma esfera de aço com diâmetro de 1,59 mm e 3,18 mm para pressionar a superfície do material a ser testado sob uma determinada carga, e a dureza do material é obtida a partir de a profundidade do recuo. De acordo com a dureza do material de teste, ela pode ser expressa em três escalas diferentes:
HRA: É a dureza obtida utilizando uma carga de 60kg e um penetrador cônico diamantado, sendo utilizada para materiais com dureza extremamente elevada (como metal duro, etc.).
HRB: É a dureza obtida utilizando uma carga de 100kg e uma esfera de aço temperado com diâmetro de 1,58mm. É utilizado para materiais de menor dureza (como aço recozido, ferro fundido, etc.).
HRC: É a dureza obtida utilizando uma carga de 150kg e um penetrador cônico diamantado, e é utilizada para materiais com alta dureza (como aço temperado, etc.).
3) Dureza Vickers (HV)
Use um penetrador de cone quadrado de diamante com uma carga inferior a 120kg e um ângulo de vértice de 136° para pressionar a superfície do material e divida a área da superfície do poço de indentação pelo valor da carga para obter o valor de dureza Vickers (HV ).
2. Metais ferrosos e não ferrosos
1. Metal ferroso
Refere-se à liga de ferro e ferro. Como aço, ferro-gusa, ferroliga, ferro fundido, etc. Tanto o aço quanto o ferro-gusa são ligas à base de ferro com carbono como principal elemento aditivo, coletivamente denominadas ligas ferro-carbono.
Ferro-gusa refere-se ao produto obtido pela fundição de minério de ferro em alto-forno, que é utilizado principalmente para siderurgia e fundição.
Fundição de ferro fundido em forno de fusão de ferro para obtenção de ferro fundido (liga de ferro-carbono líquido com teor de carbono superior a 2,11%) e fundição do ferro fundido líquido em peças fundidas, esse tipo de ferro fundido é denominado ferro fundido.
Ferroalloy é uma liga composta de ferro, silício, manganês, cromo, titânio e outros elementos. A ferroliga é uma das matérias-primas para a siderurgia. É usado como desoxidante e aditivo de elemento de liga para aço durante a fabricação de aço.
As ligas de ferro-carbono com teor de carbono inferior a 2,11% são chamadas de aço, e o aço é obtido colocando ferro-gusa para produção de aço em um forno de produção de aço e fundindo-o de acordo com um determinado processo. Os produtos siderúrgicos incluem lingotes de aço, placas de lingotamento contínuo e fundição direta em diversas peças fundidas de aço. De modo geral, aço geralmente se refere ao aço laminado em vários produtos siderúrgicos.
2. Metais não ferrosos
Também conhecidos como metais não ferrosos, refere-se a metais e ligas que não sejam metais ferrosos, como cobre, estanho, chumbo, zinco, alumínio e latão, bronze, ligas de alumínio e ligas de rolamentos. Além disso, cromo, níquel, manganês, molibdênio, cobalto, vanádio, tungstênio, titânio, etc. também são utilizados na indústria. Esses metais são usados principalmente como adições de ligas para melhorar o desempenho dos metais. Entre eles, tungstênio, titânio, molibdênio, etc. são usados principalmente para produzir facas. liga dura. Os metais não ferrosos acima são chamados de metais industriais, além dos metais preciosos: platina, ouro, prata, etc. e metais raros, incluindo urânio radioativo, rádio, etc.
3. Classificação do aço
Além do ferro e do carbono, os principais elementos do aço incluem silício, manganês, enxofre e fósforo.
Existem vários métodos de classificação do aço, e os principais métodos são os seguintes:
1. Classificado por qualidade
(1) Aço comum (P≤0,045%, S≤0,050%)
(2) Aço de alta qualidade (P e S≤0,035%)
(3) Aço de alta qualidade (P≤0,035%, S≤0,030%)
2. Classificação por composição química
(1) Aço carbono: a. Aço baixo carbono (C≤0,25%); b. Aço médio carbono (C≤0,25~0,60%); c. Aço de alto carbono (C≤0,60%).
(2) Liga de aço: a. Aço de baixa liga (teor total de elementos de liga ≤ 5%); b. Aço de liga média (teor total de elementos de liga > 5-10%); c. Aço de alta liga (teor total de elementos de liga > 10%%).
3. Classificado por método de formação
(1) aço forjado; (2) aço fundido; (3) aço laminado a quente; (4) aço estirado a frio.
4. Classificação de acordo com a estrutura metalográfica
(1) Estado recozido: a. aço hipoeutetóide (ferrita + perlita); b. aço eutetóide (perlita); c. aço hipereutetóide (perlita + cementita); d. Aço tensionado (perlita + cementita).
(2) Estado normalizado: a. aço perlítico; b. aço bainita; c. aço martensítico; d. aço austenítico.
(3) Sem mudança de fase ou mudança parcial de fase
5. Classificação por finalidade
(1) Aço para construção e engenharia: a. Aço estrutural de carbono comum; b. Aço estrutural de baixa liga; c. Aço reforçado.
(2) Aço estrutural:
um. Aços para fabricação de máquinas: (a) Aços estruturais temperados e revenidos; (b) Aço estrutural com superfície endurecida: incluindo aço de cementação, aço amonizado e aço com superfície endurecida; (c) Aço estrutural de fácil corte; (d) Plasticidade a frio Aço para conformação: incluindo aço para estampagem a frio e aço para encabeçamento a frio.
b. Aço mola
c. Aço para rolamento
(3) Aço ferramenta: a. aço carbono para ferramentas; b. liga de aço para ferramentas; c. aço para ferramentas de alta velocidade.
(4) Aços de desempenho especial: a. Aço inoxidável resistente a ácidos; b. Aço resistente ao calor: incluindo aço antioxidante, aço resistente ao calor, aço para válvula; c. Liga de aço para aquecimento elétrico; d. Aço resistente ao desgaste; e. Aço de baixa temperatura; f. Aço elétrico.
(5) Aço para uso profissional – como aço para pontes, aço para navios, aço para caldeiras, aço para vasos de pressão, aço para máquinas agrícolas, etc.
6. Classificação abrangente
(1) Aço comum
um. Aço estrutural carbono: (a) Q195; (b) Q215 (A, B); (c) Q235 (A, B, C); (d) Q255 (A, B); (e) Q275.
b. Aço estrutural de baixa liga
c. Aço estrutural comum para fins específicos
(2) Aço de alta qualidade (incluindo aço de alta qualidade)
um. Aço estrutural: (a) aço estrutural de carbono de alta qualidade; (b) aço estrutural ligado; (c) aço para molas; (d) aço de corte livre; (e) aço para rolamentos; (f) aço estrutural de alta qualidade para fins específicos.
b. Aço ferramenta: (a) aço carbono para ferramenta; (b) ligas de aço para ferramentas; (c) aço para ferramentas de alta velocidade.
c. Aços de desempenho especial: (a) aço inoxidável resistente a ácidos; (b) aço resistente ao calor; (c) ligas de aço para aquecimento elétrico; (d) aço elétrico; (e) aço resistente ao desgaste com alto teor de manganês.
7. Classificado por método de fundição
(1) De acordo com o tipo de forno
um. Aço conversor: (a) aço conversor ácido; (b) aço conversor básico. Ou (a) aço conversor soprado pelo fundo; (b) aço conversor soprado lateralmente; (c) aço conversor soprado.
b. Aço para forno elétrico: (a) aço para forno elétrico a arco; (b) aço para forno de eletroescória; (c) aço para forno de indução; (d) aço de forno consumível a vácuo; (e) aço em forno de feixe de elétrons.
(2) De acordo com o grau de desoxidação e sistema de vazamento
um. Aço fervente; b. Aço semi-acabado; c. Aço morto; d. Aço especial morto.
4. Visão geral dos métodos de representação da classe de aço do meu país
A indicação da qualidade do produto é geralmente indicada por uma combinação de letras pinyin chinesas, símbolos de elementos químicos e algarismos arábicos. Agora mesmo:
①Os elementos químicos nas classes de aço são representados por símbolos químicos internacionais, como Si, Mn, Cr…etc. Elementos mistos de terras raras são representados por “RE” (ou “Xt”).
②O nome do produto, uso, métodos de fundição e vazamento, etc. são geralmente representados pelas letras abreviadas do Pinyin chinês.
③O principal conteúdo de elementos químicos (%) no aço é representado por algarismos arábicos.
Quando o alfabeto fonético chinês é usado para indicar o nome do produto, uso, características e métodos de processamento, a primeira letra é geralmente selecionada do alfabeto fonético chinês que representa o nome do produto. Quando é repetido com a letra selecionada por outro produto, a segunda letra ou a terceira letra pode ser usada, ou a primeira letra pinyin dos dois caracteres chineses pode ser selecionada ao mesmo tempo.
Se não houver caracteres chineses e pinyin disponíveis no momento, os símbolos usados serão letras inglesas.
Quinto, a subdivisão do método de representação das classes de aço no meu país
1. Método de designação de aço estrutural de carbono e aço estrutural de baixa liga e alta resistência
O aço utilizado acima costuma ser dividido em duas categorias: aço geral e aço especial. O método de indicação do grau é composto pelas letras pinyin chinesas do ponto de escoamento ou limite de escoamento do aço, o valor do ponto de escoamento ou limite de escoamento, o grau de qualidade do aço e o grau de desoxidação do aço, que na verdade é composto por 4 partes.
①O aço estrutural geral adota a letra pinyin “Q” representando o ponto de escoamento. O valor do limite de escoamento (a unidade é MPa) e os graus de qualidade (A, B, C, D, E) e método de desoxidação (F, b, Z, TZ) e outros símbolos especificados na Tabela 1 formam o grau em ordem. Por exemplo: os tipos de aço estrutural de carbono são expressos como: Q235AF, Q235BZ; as classes de aço estrutural de baixa liga e alta resistência são expressas como: Q345C, Q345D.
Q235BZ significa aço estrutural de carbono morto com valor de limite de escoamento ≥ 235MPa e grau de qualidade B.
As duas classes de Q235 e Q345 são as classes mais típicas de aço de engenharia, as classes com maior produção e uso e as classes mais amplamente utilizadas. Estas duas classes estão disponíveis em quase todos os países do mundo.
Na composição da classe do aço estrutural carbono, o símbolo “Z” do aço morto e o símbolo “TZ” do aço morto especial podem ser omitidos, por exemplo: para o aço Q235 com classes de qualidade C e D respectivamente, as classes devem ser Q235CZ e Q235DTZ, mas pode ser omitido como Q235C e Q235D.
O aço estrutural de baixa liga e alta resistência inclui aço morto e aço morto especial, mas o símbolo que indica o método de desoxidação não é adicionado no final da classe.
②O aço estrutural especial é geralmente indicado pelo símbolo “Q” representando o limite de escoamento do aço, o valor do limite de escoamento e os símbolos que representam o uso do produto especificado na Tabela 1, por exemplo: o tipo de aço para vasos de pressão é expresso como “Q345R”; o grau do aço para intemperismo é expresso como Q340NH; Classes de aço Q295HP para soldagem de cilindros de gás; Classes de aço Q390g para caldeiras; Classes de aço Q420q para pontes.
③De acordo com as necessidades, a designação de aço estrutural de baixa liga e alta resistência de uso geral também pode utilizar dois algarismos arábicos (indicando o teor médio de carbono, em partes por dez mil) e símbolos de elementos químicos, expressos em ordem; o aço estrutural especial de baixa liga e alta resistência O nome da marca também pode ser expresso em sequência usando dois algarismos arábicos (indicando o teor médio de carbono em partes por dez mil), símbolos de elementos químicos e alguns símbolos específicos que representam o uso do produto.
2. Método de representação de aço estrutural de carbono de alta qualidade e aço de mola de carbono de alta qualidade
O aço estrutural de carbono de alta qualidade adota uma combinação de dois algarismos arábicos (indicando o teor médio de carbono em dez milésimos) ou algarismos arábicos e símbolos de elementos.
① Para aço fervido e aço semi-acabado, os símbolos “F” e “b” são adicionados respectivamente no final da classe. Por exemplo, o tipo de aço em ebulição com um teor médio de carbono de 0,08% é expresso como “08F”; o tipo de aço semi-acabado com teor médio de carbono de 0,10% é expresso como “10b”.
② O aço morto (S, P≤0,035% respectivamente) geralmente não é marcado com símbolos. Por exemplo: aço morto com teor médio de carbono de 0,45%, seu grau é expresso como “45″.
③ Para aços estruturais de carbono de alta qualidade com maior teor de manganês, o símbolo do elemento manganês é adicionado após os algarismos arábicos que indicam o teor médio de carbono. Por exemplo: aço com teor médio de carbono de 0,50% e teor de manganês de 0,70% a 1,00%, seu grau é expresso como “50Mn”.
④ Para aço estrutural de carbono de alta qualidade (S, P≤0,030% respectivamente), adicione o símbolo “A” após a classe. Por exemplo: aço estrutural de carbono de alta qualidade e alta qualidade com teor médio de carbono de 0,45%, seu grau é expresso como “45A”.
⑤Aço estrutural de carbono de alta qualidade e super qualidade (S≤0,020%, P≤0,025%), adicione o símbolo “E” após a classe. Por exemplo: aço estrutural de carbono de altíssima qualidade com teor médio de carbono de 0,45%, seu grau é expresso como “45E”.
O método de representação de classes de aço carbono para molas de alta qualidade é o mesmo das classes de aço estrutural de carbono de alta qualidade (aços 65, 70, 85, 65Mn existem em ambos os padrões GB/T1222 e GB/T699 respectivamente).
3. Método de designação de liga de aço estrutural e liga de aço para mola
① Os tipos de aço estrutural de liga são representados por algarismos arábicos e símbolos de elementos químicos padrão.
Use dois algarismos arábicos para indicar o teor médio de carbono (em partes por dez mil) e coloque-o no topo da nota.
O método de expressão do teor do elemento de liga é o seguinte: quando o teor médio é inferior a 1,50%, apenas o elemento é indicado na marca, e o teor geralmente não é indicado; o conteúdo médio da liga é 1,50% ~ 2,49%, 2,50% ~ 3,49%, 3,50% ~ 4,49%, 4,50% ~ 5,49%,…, correspondentemente escrito como 2, 3, 4, 5… após os elementos de liga.
Por exemplo: o teor médio de carbono, cromo, manganês e silício é, respectivamente, 0,30%, 0,95%, 0,85% e 1,05% de liga de aço estrutural. Quando o teor de S e P for ≤0,035%, a nota é expressa como “30CrMnSi”.
Aço estrutural de liga de alta qualidade (teor de S, P ≤0,025% respectivamente), indicado pela adição do símbolo “A” no final da classe. Por exemplo: “30CrMnSiA”.
Para ligas de aço estrutural de alta qualidade e classe especial (S≤0,015%, P≤0,025%), adicione o símbolo “E” no final da classe, por exemplo: “30CrM nSiE”.
Para classes de aço estrutural de liga especial, o símbolo que representa o uso do produto especificado na Tabela 1 deve ser adicionado ao início (ou final) da classe. Por exemplo, o aço 30CrMnSi especialmente usado para rebitar parafusos, o número do aço é expresso como ML30CrMnSi.
②O método de representação do tipo de liga de aço para mola é o mesmo do aço estrutural de liga.
Por exemplo: o teor médio de carbono, silício e manganês é respectivamente 0,60%, 1,75% e 0,75% do aço para molas, e seu grau é expresso como “60Si2Mn”. Para aço para molas de alta qualidade, adicione o símbolo “A” no final da classe e sua classe será expressa como “60Si2MnA”.
4. O tipo de aço de corte livre
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Horário da postagem: 21 de junho de 2023
