1. Propriedades mecânicas do aço
1. Ponto de rendimento (σs)
Quando o aço ou a amostra é esticada, quando a tensão excede o limite elástico, mesmo que a tensão não aumente, o aço ou a amostra continua a sofrer deformação plástica óbvia.Esse fenômeno é chamado de escoamento, e o valor mínimo de tensão quando ocorre o escoamento é para o ponto de escoamento.Seja Ps a força externa no ponto de escoamento s, e Fo seja a área da seção transversal da amostra, então o ponto de escoamento σs =Ps/Fo(MPa).
2. Resistência ao escoamento (σ0,2)
O ponto de escoamento de alguns materiais metálicos é muito discreto e é difícil de medir.Portanto, para medir as características de escoamento do material, estipula-se a tensão quando a deformação plástica residual permanente é igual a um determinado valor (geralmente 0,2% do comprimento original), que é chamado de condição.Resistência ao escoamento ou simplesmente resistência ao 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 estiramento.Representa a capacidade do aço de resistir à fratura.Correspondentes à resistência à tração são 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 relação de escoamento.Quanto maior a taxa de escoamento, maior a confiabilidade das peças estruturais.Geralmente, a taxa de escoamento do aço carbono é de 0,6 a 0,65, a do aço estrutural de baixa liga é de 0,65 a 0,75 e a do aço estrutural de liga é de 0,84 a 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 de materiais metálicos.Geralmente, quanto maior a dureza, melhor 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 10mm de diâmetro) na superfície do material com uma certa carga (geralmente 3000kg) e mantenha-a por um período de tempo.Depois que a carga é removida, a proporção da carga para 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 em seu lugar.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 a profundidade da indentação.De acordo com a dureza do material de teste, ela pode ser expressa em três escalas diferentes:
HRA: É a dureza obtida com o uso de uma carga de 60kg e um penetrador de cone de diamante, e é utilizada para materiais com dureza extremamente alta (como metal duro, etc.).
HRB: É a dureza obtida utilizando-se uma carga de 100kg e uma esfera de aço temperado com diâmetro de 1,58mm.É usado para materiais com menor dureza (como aço recozido, ferro fundido, etc.).
HRC: É a dureza obtida com a utilização de uma carga de 150kg e um penetrador de cone diamantado, sendo utilizada para materiais de alta dureza (como aço temperado, etc.).
3) Dureza Vickers (HV)
Use um penetrador de cone quadrado de diamante com uma carga inferior a 120 kg e um ângulo de vértice de 136° para pressionar a superfície do material e divida a área da superfície do orifício de penetração 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.Tais como aço, ferro-gusa, ferro-liga, ferro fundido, etc. Tanto o aço como o ferro-gusa são ligas à base de ferro com carbono como principal elemento aditivo, coletivamente denominadas ligas de ferro-carbono.
O ferro-gusa refere-se ao produto produzido pela fundição do minério de ferro em um alto-forno, que é usado principalmente para fabricação de aço e fundição.
Fundição de ferro-gusa fundido em forno de fusão de ferro para obtenção de ferro fundido (liga líquida de ferro-carbono com teor de carbono superior a 2,11%) e vazamento do ferro fundido líquido em peças fundidas, esse tipo de ferro fundido é chamado de ferro fundido.
A ferroliga 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 do aço.
As ligas de ferro-carbono com um teor de carbono inferior a 2,11% são chamadas de aço, e o aço é obtido colocando-se ferro-gusa para fabricação de aço em um forno de fabricação de aço e fundindo-o de acordo com um determinado processo.Os produtos de aço incluem lingotes de aço, placas de lingotamento contínuo e lingotamento direto em vários fundidos de aço.De um modo geral, o aço geralmente se refere ao aço laminado em vários produtos de aço.
2. Metais não ferrosos
Também conhecido 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 usados 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 de 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 de 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 (tanto P quanto S≤0,035%)
(3) Aço de alta qualidade (P≤0,035%, S≤0,030%)
2. Classificação por composição química
(1) Aço carbono: a.Aço de baixo carbono (C≤0,25%);b.Aço de 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 média liga (teor total de elementos de liga > 5-10%);c.Aço de alta liga (teor total de elementos de liga > 10% %).
3. Classificados pelo método de conformação
(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.Aços tensos (perlita + cementita).
(2) Estado normalizado: a.aço perlítico;b.aço bainítico;c.aço martensítico;d.aço austenítico.
(3) Nenhuma mudança de fase ou mudança de fase parcial
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:
a.Aços para fabricação de máquinas: (a) Aços estruturais temperados e revenidos;(b) Aço estrutural endurecido superficialmente: incluindo aço cementável, aço amoniacal e aço endurecido superficialmente;(c) Aço estrutural de corte fácil;(d) Plasticidade a frio Aço para conformação: incluindo aço para estampagem a frio e aço para conformação a frio.
b.Mola de aço
c.Rolamento de aço
(3) Aço ferramenta: a.aço carbono ferramenta;b.aço ferramenta de liga;c.aço ferramenta de alta velocidade.
(4) Aço de desempenho especial: a.Aço inoxidável resistente a ácidos;b.Aço resistente ao calor: incluindo aço anti-oxidação, aço resistente ao calor, aço para válvulas;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
a.Aço carbono estrutural: (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)
a.Aço estrutural: (a) aço carbono estrutural de alta qualidade;(b) liga de aço estrutural;(c) aço mola;(d) aço de corte livre;(e) rolamento de aço;(f) aço estrutural de alta qualidade para fins específicos.
b.Aço ferramenta: (a) aço carbono ferramenta;(b) liga de aço para ferramentas;(c) aço rápido para ferramentas.
c.Aço de desempenho especial: (a) aço inoxidável resistente a ácidos;(b) aço resistente ao calor;(c) liga de aço para aquecimento elétrico;(d) aço elétrico;(e) aço resistente ao desgaste com alto teor de manganês.
7. Classificado pelo método de fundição
(1) De acordo com o tipo de forno
a.Aço de conversão: (a) Aço de conversão ácida;(b) aço conversor básico.Ou (a) aço conversor soprado pelo fundo;(b) aço conversor side-blown;(c) aço conversor top-blown.
b.Aço para forno elétrico: (a) aço para forno elétrico a arco;(b) aço de forno eletroescória;(c) aço de forno de indução;(d) aço de forno consumível a vácuo;(e) aço de forno de feixe de elétrons.
(2) De acordo com o grau de desoxidação e sistema de vazamento
a.Aço fervente;b.Aço semi-acalmado;c.Aço matado;d.Aço especial matado.
4. Visão geral dos métodos de representação de grau de aço do meu país
A indicação do grau do produto é geralmente indicada por uma combinação de letras pinyin chinesas, símbolos de elementos químicos e algarismos arábicos.Agora mesmo:
①Os elementos químicos nos tipos 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 chinês Pinyin.
③O principal elemento químico (%) 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 processo, 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 em seu lugar, 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 são letras em inglês.
Cinco, a subdivisão do método de representação de graus de aço em 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 ponto de escoamento (a unidade é MPa) e os graus de qualidade (A, B, C, D, E) e o método de desoxidação (F, b, Z, TZ) e outros símbolos especificados na Tabela 1 formam o grau em ordem.Por exemplo: os graus de aço estrutural carbono são expressos como: Q235AF, Q235BZ;os graus de aço estrutural de baixa liga e alta resistência são expressos como: Q345C, Q345D.
Q235BZ significa aço estrutural de carbono acalmado com valor de ponto de escoamento ≥ 235MPa e grau de qualidade B.
Os dois graus de Q235 e Q345 são os graus mais comuns de aço de engenharia, os graus com maior produção e uso e os graus mais amplamente utilizados.Essas duas classes estão disponíveis em quase todos os países do mundo.
Na composição do aço carbono estrutural, o símbolo “Z” de aço acalmado e o símbolo “TZ” de aço temperado especial pode ser omitido, por exemplo: para aço Q235 com graus de qualidade C e D respectivamente, os graus devem ser Q235CZ e Q235DTZ, mas pode ser omitido como Q235C e Q235D.
O aço estrutural de baixa liga e alta resistência inclui aço acalmado e aço acalmado especial, mas o símbolo que indica o método de desoxidação não é adicionado ao final do grau.
②O aço estrutural especial é geralmente indicado pelo símbolo “Q” que representa o ponto de escoamento do aço, o valor do ponto de escoamento e os símbolos que representam o uso do produto especificado na Tabela 1, por exemplo: o grau de aço para vasos de pressão é expresso como “Q345R”;o grau de resistência do aço 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 alta resistência e baixa liga de uso geral também pode usar 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 produtos.
2. Método de representação de aço estrutural de carbono de alta qualidade e aço de mola de carbono de alta qualidade
O aço estrutural 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 fervente e aço semi-acalmado, os símbolos “F” e “b” são adicionados, respectivamente, no final do grau.Por exemplo, o grau de fervura do aço com teor médio de carbono de 0,08% é expresso como “08F”;o grau de aço semi-acalmado com um teor médio de carbono de 0,10% é expresso como “10b”.
② Aço acalmado (S, P≤0,035% respectivamente) geralmente não é marcado com símbolos.Por exemplo: aço acalmado 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 carbono de alta qualidade (S, P≤0,030% respectivamente), adicione o símbolo “A” após o grau.Por exemplo: aço estrutural de carbono de alta qualidade com um teor médio de carbono de 0,45%, seu grau é expresso como “45A”.
⑤Aço estrutural de carbono de alta qualidade (S≤0,020%, P≤0,025%), adicione o símbolo “E” após o grau.Por exemplo: aço estrutural de carbono de super alta qualidade com um teor médio de carbono de 0,45%, seu grau é expresso como “45E”.
O método de representação dos graus de aço carbono para molas de alta qualidade é o mesmo dos graus de aços estruturais de carbono de alta qualidade (existem aços 65, 70, 85, 65Mn em ambos os padrões GB/T1222 e GB/T699, respectivamente).
3. Método de designação de liga de aço estrutural e liga de aço para molas
① Os graus de liga de aço estrutural 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 início 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 teor médio de 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 são 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%, o teor é expresso como “30CrMnSi”.
Aço estrutural de liga de alta qualidade (teor de S, P ≤0,025%, respectivamente), indicado pela adição do símbolo “A” no final do grau.Por exemplo: “30CrMnSiA”.
Para aço estrutural de liga especial de alta qualidade (S≤0,015%, P≤0,025%), adicione o símbolo “E” no final da classe, por exemplo: “30CrM nSiE”.
Para graus de aço estrutural de liga especial, o símbolo que representa o uso do produto especificado na Tabela 1 deve ser adicionado à cabeça (ou cauda) do grau.Por exemplo, o aço 30CrMnSi usado especialmente para rebitar parafusos, o número do aço é expresso como ML30CrMnSi.
②O método de representação do grau da liga de aço para molas é o mesmo da liga de aço estrutural.
Por exemplo: o teor médio de carbono, silício e manganês são respectivamente 0,60%, 1,75% e 0,75% do aço mola, e seu teor é expresso como “60Si2Mn”.Para aço mola de alta qualidade, adicione o símbolo “A” no final da classe, e sua classe é expressa como “60Si2MnA”.
4. O grau de aço de corte livre
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Horário da postagem: 21 de junho de 2023
