Cosa rende gli acciai legati così vitali nella nostra vita quotidiana e nelle applicazioni industriali? Gli acciai legati, con l'aggiunta di elementi come il cromo e il nichel, offrono maggiore forza, tenacità e resistenza all'usura e alla corrosione. Questo articolo esplora i diversi tipi di acciai legati, le loro proprietà uniche e il loro ruolo fondamentale in vari settori come quello automobilistico, edile e manifatturiero. Continuando a leggere, scoprirete come questi materiali versatili contribuiscono ai progressi tecnologici e migliorano la durata e le prestazioni dei prodotti. Immergetevi per comprendere l'affascinante mondo degli acciai legati e le loro indispensabili applicazioni.
Gli acciai legati sono essenzialmente acciai al carbonio arricchiti con elementi di lega aggiuntivi come Si, Mn, W, V, Ti, Cr, Ni, Mo, ecc.
Questi elementi migliorano diverse proprietà dell'acciaio, come la resistenza, la tenacità, la temprabilità e la saldabilità. Gli acciai legati sono spesso classificati in base al contenuto di elementi leganti.
Inoltre, gli acciai legati sono impiegati in modo specifico in diversi settori industriali e quindi vengono comunemente classificati anche in base alla loro applicazione.
Classificazione in base al contenuto di lega
Classificazione per uso
1) Acciaio strutturale a bassa lega e alta resistenza
Il suo grado è organizzato secondo la sequenza della lettera cinese Pinyin (Q) che rappresenta il punto di snervamento, il valore limite di snervamento e il simbolo del grado di qualità (A, B, C, D, E).
Ad esempio, Q390A indica un acciaio strutturale a bassa lega e alta resistenza, con un'alta resistenza. resistenza allo snervamento σs = 390N/mm2, grado di qualità A.
2) Acciaio strutturale legato
Il suo grado è formato da "due cifre + simbolo dell'elemento + cifra".
Le prime due cifre rappresentano i dieci millesimi del valore medio. contenuto di carbonio in massa nell'acciaio, il simbolo dell'elemento indica gli elementi di lega contenuti nell'acciaio e il numero dopo il simbolo dell'elemento rappresenta i centesimi del contenuto medio di quell'elemento in massa.
Se la frazione di massa media del elemento di lega è inferiore a 1,5%, solo l'elemento è contrassegnato senza valore. Quando la frazione di massa media è ≥1,5%, ≥2,5%, ≥3,5%, ecc. i numeri 2, 3, 4, ecc. sono indicati dopo l'elemento della lega.
Ad esempio, 40Crdove la frazione di massa media di carbonio Wc=0,4% e la frazione di massa media di cromo WCr <1,5%. Se si tratta di un acciaio di alta qualità, alla fine del grado viene aggiunta la lettera "A", come ad esempio l'acciaio 38CrMoAlA, che è un acciaio strutturale legato di alta qualità.
3) Acciaio per cuscinetti volventi
Prima del grado viene aggiunta la lettera "G" (la prima lettera del Pinyin cinese della parola "rolling") e il numero successivo indica i millesimi del contenuto di cromo in massa, mentre il contenuto di carbonio non viene indicato.
Ad esempio, l'acciaio GCr15 è un acciaio per cuscinetti volventi con una frazione di massa media di cromo WCr = 1,5%.
Se nel cromo sono presenti altri elementi di lega acciaio per cuscinettiSono espressi allo stesso modo degli acciai strutturali legati generici. Tutti gli acciai per cuscinetti volventi sono acciai di qualità elevata, ma il grado non termina con "A".
4) Acciaio per utensili in lega
Il metodo di numerazione di questo tipo di acciaio è simile a quello degli acciai strutturali legati, tranne che per il fatto che quando Wc < 1%, si utilizza una singola cifra per rappresentare i millesimi del contenuto di carbonio in massa. Quando la frazione di massa di carbonio è ≥1%, non viene indicata.
Ad esempio, nell'acciaio Cr12MoV, la frazione di massa media del carbonio è Wc=1,45%~1,70%, quindi non è indicata; la frazione di massa media del Cr è 12% e le frazioni di massa di Mo e V sono entrambe inferiori a 1,5%.
Tuttavia, gli acciai per utensili ad alta velocità sono un'eccezione e la frazione di massa media di carbonio non viene indicata, indipendentemente dalla quantità. Poiché sia gli acciai per utensili legati che gli acciai per utensili ad alta velocità sono acciai di qualità elevata, non è necessario indicare "A" alla fine del loro grado.
5) Acciaio inox e acciaio resistente al calore
Il numero davanti al grado dell'acciaio indica i millesimi della frazione di massa di carbonio.
Ad esempio, in 3Cr13 acciaio, la frazione di massa media Wc=0,3% e la frazione di massa media WCr=13%. Quando la frazione di massa di carbonio Wc≤0,03% e Wc≤0,08%, si utilizzano rispettivamente i prefissi "00" e "0", ad esempio, 00Cr17Ni14Mo2, 0Cr19Ni9, ecc.
Q345
Applicazioni: Utilizzato principalmente per la realizzazione di ponti, navi, veicoli, caldaie, recipienti a pressione, oleodotti e gasdotti, grandi strutture in acciaio, ecc. Viene utilizzato allo stato laminato a caldo e raffreddato ad aria, la struttura è a grana fine F+P e non viene più trattata termicamente.
| Composizione chimica wt% | |||||
| C | Mn | Si | V | Nb | Ti |
| 0.18~0.20 | 1.0~1.6 | 0.55 | 0.02~0.15 | 0.015-0.06 | 0.02~0.2 |
Il Q345 comprende le vecchie qualità di acciaio 12MnV, 14MnNb, 16Mn, 18Nb, 16MnCu.
| Spessore mm | Proprietà meccaniche | |||
| σs MPa | σb MPa | σ5 % | Akv (20 ℃) J | |
| <16 | ≥ 345 | 470-630 | 21-22 | 34 |
| 16-35 | ≥ 325 | |||
| 35-50 | ≥ 295 | |||
Q420
Utilizzato allo stato normalizzato, la struttura è F+S. Il Q345 comprende le vecchie qualità di acciaio 15MnVN, 14MnVTiRE.
| Composizione chimica wt% | |||||||
| C | Mn | Si | V | Nb | Ti | Cr | Ni |
| ≤ 0.20 | 1.0~1.7 | 0.55 | 0.02~0.2 | 0.015-0.06 | 0.02~0.2 | ≤ 0.40 | ≤ 0.70 |
| Spessore mm | Proprietà meccaniche | |||
| σs MPa | σb MPa | σ5 % | Akv (20 ℃) J | |
| <16 | ≥ 420 | 520-680 | 18-19 GB/T159 | 3491-1994 |
| 16-35 | ≥ 400 | |||
| 35-50 | ≥ 380 | |||
40Cr
Applicazioni: Utilizzato per la produzione di varie parti importanti di automobili, trattori, macchine utensili e altre macchine, come ingranaggi di macchine utensili, alberi principali, alberi a gomito di motori automobilistici, bielle, bulloni, valvole di aspirazione.
| Composizione chimica principale wt% | C | 0.37-0.44 |
| Mn | 0.5-0.8 | |
| Si | 0.17-0.37 | |
| Cr | 0.81-1.1 | |
| Mo | 0.07-0.12 | |
| Dimensione del grezzo trattato termicamente<25 mm | Quenching ℃ | 850 olio |
| Tempera ℃ | 520 acqua olio | |
| Proprietà meccaniche (≥) | σb MPa | 980 |
| σs MPa | 785 | |
| Dimensione del grezzo trattato termicamente<25 mm | 9 | |
| ψ % | 45 | |
| Akv J | 47 | |
| Ricotto HB | 207 | |
65Mn 60Mn2Si
Esempi di applicazioni dell'acciaio 65Mn 60Mn2Si: molle con sezione ≤25 mm, come le molle elicoidali per veicoli.
| Grado di acciaio | 65Mn | 60Si2Mn | |
| Componenti principali w% | C | 0.62-0.70 | 0.56-0.64 |
| Mn | 0.90-1.20 | 0.60-0.90 | |
| Si | 0.17-0.37 | 1.50-2.00 | |
| Cr | ≤ 0.25 | ≤ 0.35 | |
| Trattamento termico | Quenching ℃ | 830 olio | 870 olio |
| Tempra | 540 | 480 | |
| Proprietà meccaniche | σs MPa | 800 | 1200 |
| σb MPa | 1000 | 1300 | |
| δ10 % | 8 | 5 | |
| ψ % | 30 | 25 | |
20Cr
Applicazioni: Può produrre ingranaggi in automobili, trattori, alberi a camme su motori a combustione interna, perni di pistoni e altre parti di macchine. Può resistere a una forte usura da attrito, a carichi alternati più elevati e soprattutto a carichi d'urto.
| Composizione chimica principale wt% | C | 0.17-0.24 |
| Mn | 0.5-0.8 | |
| Si | 0.20-0.40 | |
| Cr | 0.7-1.0 | |
| Trattamento termico ℃ | Carbonio | 930 |
| Elaborazione della preparazione | 880 acqua&olio | |
| Tempra | 780-820 acqua&olio | |
| Tempra | 200 | |
| Proprietà meccaniche (≥) | σb MPa | 835 |
| σs MPa | 540 | |
| δ5 % | 10 | |
| ψ % | 4o | |
| Akv J | 47 | |
| Dimensioni dello spazio vuoto mm | <15 | |
20CrMnTi
| Composizione chimica principale wt% | C | 0.17-0.24 |
| Mn | 0.8-1.10 | |
| Si | 0.17-0.37 | |
| Cr | 1.0-1.3 | |
| Trattamento termico ℃ | Carbonio | 930 |
| Elaborazione della preparazione | 880 acqua&olio | |
| Tempra | 770 acqua&olio | |
| Tempra | 200 | |
| Proprietà meccaniche (≥) | σb MPa | 1080 |
| σs MPa | 850 | |
| δ5 % | 10 | |
| ψ % | 45 | |
| Akv J | 55 | |
| Dimensioni dello spazio vuoto mm | <15 | |
GCr15:
Utilizzato per produrre gli elementi volventi (sfere, rulli, aghi) dei cuscinetti volventi, gli anelli interni ed esterni, ecc. Può anche essere utilizzato per produrre calibri di precisione, stampi per punzonatura a freddo, viti di piombo per macchine utensili e altre parti resistenti all'usura.
| Composizione chimica principale wt% | C | 0.95-1.05 |
| Cr | 1.40~1.65 | |
| Si | 0.15~0.35 | |
| Mn | 0.25~0.45 | |
| Prestazioni delle specifiche di trattamento termico | Quenching ℃ | 820~ 840 |
| Tempera ℃ | 150~160 | |
| HRC dopo il rinvenimento | 62~66 | |
| Scopo principale | Ghiere con uno spessore di parete di<14 mm e un diametro esterno di 250 mm. Una sfera d'acciaio con un diametro di 25-200 mm. Un rullo con un diametro di circa 25 mm. | |
9SiCr, CrWMn
| Grado di acciaio | 9SiCr | CrWMn | ||
| Composizione chimica wt% | C | 0.85-0.95 | 0.9-1.05 | |
| Mn | 0.3-0.6 | 0.8-1.1 | ||
| Si | 1.2-1.6 | 0.15-0.35 | ||
| Cr | 0.95-1.25 | 0.9-1.2 W1.2-1.5 | ||
| Trattamento termico | Tempra in olio | Temperatura di spegnimento ℃ | ≥62 | |
| Durezza HRC | 180-200 | 140-160 | ||
| Tempra | Temperatura di tempra ℃ | 60-62 | 62-65 | |
| Durezza HRC | Filiera, rubinetto, punta da trapano, alesatore, fresa per ingranaggi, freddo stampo di timbratura, rullo di laminazione a freddo | Stampi, brocce, calibri, stampi complessi e di alta precisione, ecc. | ||
W18Cr4V
| C | Mn | Si | Cr | W | V | Produzione di utensili da taglio ad alta velocità, pialle, punte, frese, ecc. |
| 0.7~0.8 | 0.1~0.4 | 0.2~0.4 | 3.8~4.4 | 17.5-19.0 | 1.0~1.4 |
Cr12:
Utilizzato per realizzare vari stampi per punzonatura a freddo, stampi per intestazione a freddo, stampi per estrusione a freddo e stampi per trafilatura, ecc. Per gli stampi a freddo di grandi dimensioni realizzati in acciaio Cr12, la deformazione dovuta al trattamento termico è minima e lo rende adatto alla produzione di stampi complessi e per impieghi gravosi.
| Composizione chimica wt% | ||||
| C | Si | Mn | Cr | V |
| 2.00-2.30 | ≤ 0.40 | ≤ 0.40 | 11.50-13.50 | 0.15~0.30 |
| Ricottura | Tempra in olio | Tempra | ||
| Temperatura ℃ | Durezza HB | Temperatura ℃ | Temperatura ℃ | Durezza HRC |
| 870-900 | 207-255 | 950-1000 | 200-450 | 58-64 |
Esempio di utilizzo: Stampo per stampaggio a freddo, Stampo da disegno, stampo per timbratura, stampo per rullatura
4Cr5MoSiV:
La sua struttura è costituita da un rivestimento temperato martensite, carburi granulari e una piccola quantità di austenite residua. Per garantire la durezza a caldo, è necessario eseguire un rinvenimento multiplo.
| Composizione chimica wt% | |||||
| C | Si | Mn | Cr | Mo | V |
| 0.32-0.42 | 0.80-1.20 | 0.40 | 4.50-5.50 | 1.00-1.50 | 0.30-0.50 |
| Ricottura | Tempra in olio | Tempra | ||
| Temperatura ℃ | Durezza HB | Temperatura ℃ | Temperatura ℃ | Durezza HRC |
| 840-900 | 209-229 | 1000-1025 | 540-650 | 40-54 |
Esempi di utilizzo: stampo per intestazione a caldo, stampo per pressofusione, stampo per estrusione a caldo, stampo di precisione. stampo per forgiatura
| Strumento di misura | Grado di acciaio |
| Sagoma piatta o cartoncino | 10. 20 o 50, 55, 60, 60Mn, 65Mn |
| Misuratori generali e misuratori di blocco | T10A, T12A, 9SiCr |
| Calibri di alta precisione e calibri a blocco | Cr (utensile da taglio acciaio), CrMn, GCr15 |
| Calibri di alta precisione e di forma complessa e calibri a blocco | CrWMn (acciaio a bassa deformazione) |
| Strumento di misura resistente alla corrosione | 4Cr139Cr18 (acciaio inossidabile) |
L'acciaio inossidabile si riferisce a tipi di acciaio con un'elevata resistenza alla corrosione nell'atmosfera e nei mezzi di comunicazione in generale.
| Grado di acciaio | Composizione chimica wt% | σb | σ0.2 | δ5 | ψ | Ak | Durezza | |
| C | Cr | MPa | MPa | % | % | J | ||
| 1Cr13 Tipo M | ≤0.15 | 11.5-13.5 | ≥540 | ≥345 | ≥25 | ≥55 | ≥78 | ≥159 HB |
| Trattamento termico: 9501000 ℃ olio o spegnimento in acqua, 700750 ℃ raffreddamento e rinvenimento rapido; Scopo: produrre componenti resistenti a sostanze debolmente corrosive e in grado di sopportare carichi d'urto, come pale di turbine a vapore, valvole di macchine a pressione dell'acqua, telai strutturali, bulloni, dadi, ecc. | ||||||||
| 9Cr18 Tipo M | 0.9-1.0 | 17-19 | ≥55 HRC | |||||
| Trattamento termico: 1000-1050 ℃ tempra ad olio, 200-300 ℃ olio, raffreddamento ad aria e rinvenimento; Uso: strumento di taglio meccanico affettante inossidabile, strumento di taglio, lama chirurgica, alta parte resistente all'abrasione e alla corrosione | ||||||||
| 1Cr17 Tipo F | ≤0.12 | 16-18 | ≥450 | ≥205 | ≥22 | ≥50 | ≥183 HB | |
| Trattamento termico 780°C~850°C raffreddamento ad aria. Scopo: produrre attrezzature per la produzione di acido nitrico, come torri di assorbimento, scambiatori di calore, serbatoi di acido, tubazioni di trasporto e attrezzature per la produzione di alimenti. | ||||||||
Acciaio inossidabile martensitico:
1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, ecc. Tutti hanno una sufficiente resistenza alla corrosione in ambiente ossidativo. Gli acciai 1Cr13 e 2Cr13 a basso tenore di carbonio presentano una migliore resistenza alla corrosione e buone proprietà meccaniche. All'aumentare del tenore di carbonio, gli acciai 3Cr13 e 4Cr13 presentano una maggiore resistenza all'usura, ma una minore resistenza alla corrosione.
Acciaio inossidabile ferritico:
1Cr17, 1Cr17Ti, ecc. Questo tipo di acciaio ha una frazione di massa di cromo di 17%~30% e una frazione di massa di carbonio inferiore a 0,15%. Ha una struttura ferritica monofase e una migliore resistenza alla corrosione rispetto all'acciaio Cr13.
Acciaio inossidabile austenitico:
Il tipo Cr18Ni9 (noto anche come acciaio inossidabile tipo 18-8) è uno degli acciai inossidabili più comunemente utilizzati. Questo tipo di acciaio inossidabile austenitico ha un basso contenuto di carbonio (circa 0,1%) e un'eccellente resistenza alla corrosione. L'acciaio include spesso aggiunte di Ti (titanio) o Nb (niobio) per prevenire la corrosione. corrosione intergranulare.
Questa classe di acciai ha un livello di forza e durezzaed è amagnetico. Tuttavia, offre plasticità, tenacità e resistenza alla corrosione superiori rispetto agli acciai inossidabili di tipo Cr13. Un trattamento in soluzione può migliorare ulteriormente la resistenza alla corrosione di questo acciaio inossidabile austenitico.
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