Che cosa rende l'acciaio così indispensabile nella costruzione e nella produzione moderna? Questo articolo esplora le diverse caratteristiche e applicazioni dei vari tipi di acciaio, dall'acciaio strutturale al carbonio all'acciaio per utensili ad alta velocità. I lettori potranno conoscere le proprietà uniche che rendono ogni tipo di acciaio adatto a usi industriali specifici, come strutture edilizie, componenti meccanici e utensili da taglio. Scoprirete come la composizione e la lavorazione dell'acciaio ne influenzino le prestazioni e le applicazioni in diversi settori industriali.
a. Metodo di rappresentazione dei voti
I gradi di acciaio sono rappresentati dal pinyin cinese "Q", che rappresenta il punto di snervamento, seguito dal valore numerico del punto di snervamento (in MPa).
Lo standard comprende attualmente cinque gradi: Q195, Q215, Q235, Q255 e Q275.
Questi gradi differiscono principalmente per la loro composizione chimica, in particolare contenuto di carbonioe le loro proprietà meccaniche.
b. Caratteristiche principali e applicazioni
L'acciaio strutturale al carbonio è suddiviso in gradi di qualità in base al contenuto di zolfo e fosforo.
L'acciaio strutturale al carbonio è un tipo di acciaio al carbonio ordinario che non contiene elementi di lega, spesso definito acciaio al carbonio semplice.
Tra tutti i tipi di acciaio, l'acciaio strutturale al carbonio ha il prezzo più basso e possiede una resistenza adeguata, una buona plasticità, tenacità, lavorabilità e lavorabilità. Questo tipo di acciaio ha la resa più elevata ed è ampiamente utilizzato per la produzione di strutture edilizie quali lamiera, profili (rotondi, quadrati, piatti, esagonali, scanalati, angolati, ecc.), vergelle e profili non standard. È comunemente utilizzato per la costruzione di fabbriche, ponti e navi.
In genere, questo tipo di acciaio viene utilizzato direttamente allo stato laminato a caldo.
I gradi di acciaio sono rappresentati da numeri arabi o da una combinazione di numeri arabi e simboli di elementi chimici. Il contenuto medio di carbonio è indicato da due cifre (in decimillesimi), ad esempio "08F", "45", "65Mn".
a. Standard e grado
Lo standard nazionale GB/T699-1999 specifica le condizioni tecniche come il grado, la composizione chimica, le proprietà meccaniche, i metodi di prova e le regole di accettazione per l'acciaio strutturale al carbonio di alta qualità.
Attualmente, lo standard prevede trentuno gradi, tra cui "08F", "45", "85", "70Mn", ecc.
b. Caratteristiche principali e applicazioni
Carbonio di alta qualità gradi di acciaio strutturale si differenziano principalmente per il loro contenuto di carbonio. L'acciaio strutturale al carbonio di alta qualità è tipicamente suddiviso in acciaio a basso tenore di carbonio (C ≤ 0,25%), acciaio a medio tenore di carbonio (C 0,25-0,60%) e acciaio ad alto tenore di carbonio (C > 0,60%) in base al suo contenuto di carbonio.
L'acciaio a basso tenore di carbonio è utilizzato principalmente per la lavorazione a freddo e la saldatura di strutture. La carburazione superficiale può essere eseguita quando si producono parti resistenti all'usura.
L'acciaio a medio tenore di carbonio è utilizzato principalmente per componenti meccanici con requisiti di resistenza più elevati. A seconda della resistenza richiesta, viene sottoposto a trattamenti di tempra e rinvenimento. L'acciaio ad alto tenore di carbonio è utilizzato principalmente per la produzione di molle e componenti meccanici resistenti all'usura.
Questo tipo di acciaio viene generalmente utilizzato allo stato trattato termicamente. Talvolta, le quattro qualità "65", "70", "85" e "65Mn" sono anche indicate come acciaio per molle al carbonio di alta qualità.
L'acciaio strutturale al carbonio di alta qualità ha una produzione elevata e un'ampia applicazione. Viene per lo più laminato o forgiato in forme semplici come barre tonde, quadrate e piatte, che vengono poi ulteriormente lavorate dagli utenti finali in vari pezzi e componenti.
Questo tipo di acciaio deve generalmente essere sottoposto a un trattamento termico, come la normalizzazione o la tempra e il rinvenimento, prima dell'uso. Viene utilizzato soprattutto per realizzare parti strutturali generiche e componenti per prodotti meccanici.
a. Metodo di rappresentazione dei voti
La nomenclatura dei gradi di acciaio è composta da tre parti in sequenza: la "Q" cinese pinyin che rappresenta il punto di snervamento, seguita dal valore numerico del punto di snervamento e, infine, dal simbolo del grado di qualità (A, B, C, D, E). Ad esempio, Q390A e Q420E.
b. Standard e nomenclatura
La norma nazionale GB/T1591-94 specifica i requisiti tecnici, come il grado, la composizione chimica, le proprietà meccaniche, i metodi di prova e le regole di accettazione per l'acciaio strutturale a bassa lega ad alta resistenza.
Attualmente, lo standard comprende cinque gradi: Q295, Q345Q390, Q420 e Q460, che differiscono per composizione chimica e proprietà meccaniche.
c. Caratteristiche principali e applicazioni
L'acciaio strutturale a bassa lega ad alta resistenza è un acciaio a bassa lega prodotto aggiungendo una piccola quantità di elementi di lega (generalmente non più di 3%) all'acciaio strutturale al carbonio. In passato era chiamato acciaio ordinario a bassa lega o acciaio strutturale a bassa lega.
Questo tipo di acciaio ha un basso contenuto di carbonio (non superiore a 0,2%) e contiene principalmente vanadio e niobio, titaniomanganese, boro, ecc. Rispetto agli acciai strutturali al carbonio, questo tipo di acciaio presenta una maggiore resistenza, una buona tenacità, una migliore lavorabilità, prestazioni di saldatura e resistenza alla corrosione.
I prodotti strutturali in acciaio a bassa lega ad alta resistenza comprendono principalmente acciaio laminato a caldo, barre e lamiere. Questi prodotti in acciaio sono ampiamente utilizzati nella produzione di caldaie, ponti, impianti chimici, minerari, navali e di altro tipo.
a. Metodo di rappresentazione dei voti
La nomenclatura dei gradi di acciaio è composta da numeri arabi e simboli degli elementi chimici. Il contenuto medio di carbonio è indicato da due cifre (in decimillesimi) all'inizio del grado.
Il metodo di rappresentazione degli elementi di lega è il seguente:
Ad esempio, i contenuti medi di carbonio, cromo, manganese e silicio sono rispettivamente 0,35%, 1,25%, 0,95% e 1,25% per un particolare acciaio strutturale legato, rappresentato dal grado 35CrMnSi.
Allo stesso modo, carbonio, cromo e nichel, con contenuti medi rispettivamente di 0,12%, 0,75% e 2,95%, sono rappresentati dal grado 12CrNi3.
b. Standard e Grado
Lo standard nazionale GB/T3077-1999 specifica i requisiti tecnici quali il grado, la composizione chimica, le proprietà meccaniche, la struttura a basso ingrandimento, la qualità della superficie, la profondità di decarburazione, inclusioni non metalliche, ecc. per gli acciai strutturali legati.
Attualmente, lo standard prevede 77 gradi suddivisi in 24 gruppi (o tipi di acciaio). I gruppi di acciaio sono classificati in base agli elementi di lega contenuti nell'acciaio e ogni gruppo contiene più gradi. Ad esempio, il gruppo degli acciai al Cr comprende otto gradi come "15Cr" e "50Cr".
c. Caratteristiche principali e applicazioni
L'acciaio strutturale legato è prodotto aggiungendo uno o più elementi di lega all'acciaio strutturale al carbonio per migliorarne la resistenza, la tenacità e la temprabilità.
A seconda della composizione chimica (principalmente il contenuto di carbonio), del processo di trattamento termico e dell'applicazione, può essere classificato in acciaio da cementazione, temprato e rinvenuto acciaio e acciaio da nitrurazione.
I prodotti strutturali in lega comprendono principalmente barre laminate a caldo, lamiere spesse, lamiere sottili, acciaio trafilato a freddo, acciaio piatto forgiato, ecc. Questi acciai sono utilizzati principalmente per la produzione di componenti meccanici di grandi dimensioni e trovano largo impiego in varie parti di trasmissione e elementi di fissaggio per automobili, navi, macchinari pesanti, ecc.
a. Metodo di rappresentazione dei voti
La nomenclatura degli acciai legati per utensili utilizza la lettera "G" per l'acciaio, seguita da numeri che indicano il contenuto di carbonio (in centesimi) e da simboli chimici che indicano gli elementi di lega. Ad esempio, GCr15.
b. Standard e grado
Lo standard nazionale GB/T1299-2014 specifica i requisiti tecnici, quali grado, composizione chimica, proprietà meccaniche, non metallico inclusioni, qualità superficiale, trattamento termico, ecc. per gli acciai legati per utensili.
Lo standard comprende 54 gradi suddivisi in otto categorie: acciaio per utensili ad alta velocità, acciaio per utensili per lavorazione a caldo, acciaio per utensili per lavorazione a freddo, acciaio per stampi per materie plastiche, acciaio maraging, acciaio per cuscinetti, acciaio inossidabile e acciaio per usi speciali.
c. Caratteristiche principali e applicazioni
L'acciaio per utensili legato è un tipo di acciaio che contiene elementi di lega come cromo, molibdeno, vanadio, tungsteno o cobalto per migliorare la durezza, la resistenza all'usura, la tenacità e la resistenza al calore.
È ampiamente utilizzato nella produzione di utensili da taglio, matrici, stampi e altri componenti che richiedono elevata durezza e resistenza all'usura.
I diversi tipi di acciaio legato per utensili hanno caratteristiche e applicazioni specifiche.
a. Metodo di rappresentazione dei voti
I gradi degli acciai da utensili al carbonio sono rappresentati dalla lettera pinyin "T" per il carattere cinese "carbonio", dai numeri arabi e dai simboli chimici. I numeri arabi indicano il contenuto medio di carbonio (in millesimi).
b. Standard e voti
Lo standard nazionale GB1298-86 specifica le condizioni tecniche per i gradi, la composizione chimica, la durezza, la frattura, la struttura a basso ingrandimento, la profondità di decarburazione, la temprabilità e la qualità superficiale dell'acciaio per utensili al carbonio. Lo standard comprende otto gradi: T7, T8, T8Mn, T9, T10, T11, T12 e T13.
c. Caratteristiche principali e applicazioni
L'acciaio per utensili al carbonio è un tipo di acciaio ad alto tenore di carbonio. Il suo contenuto minimo di carbonio è di 0,65% e può arrivare fino a 1,35%. Per migliorare le prestazioni complessive dell'acciaio, all'acciaio "T8" viene aggiunto 0,40-0,60% di manganese per ottenere l'acciaio "T8Mn".
Quando la temperatura di lavoro degli utensili da taglio in acciaio al carbonio supera i 250°C, la durezza e la resistenza all'usura degli utensili (cioè la durezza rossa dell'acciaio) diminuiscono drasticamente e le prestazioni si deteriorano.
a. Metodo di rappresentazione dei voti
Il metodo di rappresentazione dei gradi degli acciai legati per utensili utilizza i simboli degli elementi di lega e i numeri arabi. Il metodo di rappresentazione dei simboli degli elementi di lega è identico a quello degli acciai legati da costruzione.
Ad esempio, il grado di acciaio legato per utensili con un contenuto medio di carbonio di 0,88% e un contenuto di cromo di 1,50% è rappresentato da "9Cr2"; il grado di acciaio legato per utensili con un contenuto medio di carbonio di 1,58%, un contenuto di cromo di 11,75%, un contenuto medio di molibdeno di 0,50% e un contenuto medio di vanadio di 0,23% è rappresentato da "Cr12MoV".
b. Standard e voti
Lo standard nazionale GB1299-2000 specifica i requisiti tecnici degli acciai legati per utensili. La norma suddivide le leghe in sei gruppi in base al loro utilizzo: acciaio per strumenti di misura e utensili da taglio, acciaio per utensili resistenti agli urti, acciaio per stampi per lavorazioni a caldo, acciaio per stampi per lavorazioni a freddo, acciaio per stampi amagnetici e acciaio per stampi per materie plastiche, per un totale di 35 gradi.
c. Caratteristiche principali e applicazioni
L'acciaio per utensili legato non ha solo un elevato contenuto di carbonio, ma anche di elementi in lega come cromo, tungsteno, molibdeno e vanadio.
Pertanto, l'acciaio per utensili legato ha una durezza, una resistenza all'usura e una tenacità superiori rispetto all'acciaio per utensili al carbonio, in particolare la capacità di tempra e rinvenimento e la durezza rossa, che non possono essere raggiunte dall'acciaio per utensili al carbonio.
Gli acciai legati per utensili sono classificati in acciai per la lavorazione a pressione (lavorazione a pressione a caldo e a freddo) e acciai per la lavorazione da taglio in base al metodo di lavorazione.
Le principali varietà di acciaio sono l'acciaio tondo laminato a caldo e forgiato, l'acciaio quadrato, l'acciaio piatto, nonché l'acciaio trafilato a freddo e l'acciaio lucido. Questo tipo di acciaio è utilizzato principalmente per la produzione di tutti i tipi di stampi per la deformazione a freddo e a caldo, nonché di vari strumenti di misura e utensili da taglio.
a. Metodo di rappresentazione dei voti
Il metodo di rappresentazione del grado dell'acciaio per utensili ad alta velocità è identico a quello dell'acciaio legato per uso strutturale.
Lo standard nazionale GB/T9943-88 comprende 14 gradi di acciaio per utensili ad alta velocità, mentre GB/T9942-1988 e GB/T9941-1988 comprendono rispettivamente due e tre gradi, tutti inclusi nei 14 gradi sopra citati.
In base al contenuto di elementi di lega e alle caratteristiche delle prestazioni, gli acciai per utensili ad alta velocità possono essere suddivisi in acciai ad alta velocità al tungsteno, acciai ad alta velocità al molibdeno e acciai ad alta velocità super-duri.
b. Caratteristiche principali e applicazioni
L'acciaio per utensili ad alta velocità è comunemente noto come "acciaio Feng". L'acciaio ha un elevato contenuto di carbonio e il contenuto di carbonio della maggior parte dei gradi non è inferiore a 0,95%. L'acciaio ha anche un elevato contenuto di elementi di lega come tungsteno, molibdeno, cromo, vanadio e cobalto.
Le principali varietà di prodotti in acciaio per utensili ad alta velocità comprendono laminati a caldo, forgiati, pelati, trafilati a freddo e brillanti. barre d'acciaio; acciaio tondo forgiato di grande sezione e lamiere di acciaio laminate a caldo e a freddo.
L'acciaio per utensili ad alta velocità è utilizzato per produrre utensili da taglio (come utensili di tornitura, frese, brocce, alesatori), trapani a rotazioneecc.), oltre a stampi, rulli e parti meccaniche resistenti all'usura.
a. Metodo di rappresentazione dei voti
Gli acciai per cuscinetti si dividono in quattro categorie in base alla composizione chimica e alle caratteristiche di utilizzo: acciaio per cuscinetti al cromo ad alto tenore di carbonio, acciaio per cuscinetti carburato, acciaio per cuscinetti inossidabile al cromo ad alto tenore di carbonio e acciaio per cuscinetti ad alta temperatura.
Il metodo di rappresentazione del grado dell'acciaio al cromo ad alto tenore di carbonio è quello di aggiungere il simbolo "G" all'inizio del grado, ma il contenuto di carbonio non è indicato. Il contenuto di cromo è rappresentato in millesimi e il metodo di rappresentazione degli altri elementi di lega è identico a quello degli acciai strutturali legati. Ad esempio, il grado dell'acciaio per cuscinetti con un contenuto medio di cromo di 1,5% è "GCr15".
b. Standard e voti
Attualmente, le norme cinesi sull'acciaio per cuscinetti comprendono GB/T18254-2000 "Condizioni tecniche per l'acciaio per cuscinetti al cromo ad alto tenore di carbonio", GB/T3203-1982 "Condizioni tecniche per l'acciaio per cuscinetti carburato", GB/T3086-1982 "Condizioni tecniche per l'acciaio per cuscinetti inossidabile al cromo ad alto tenore di carbonio", YB/T688 e GB/T1205 "Condizioni tecniche per l'acciaio per cuscinetti ad alta temperatura".
Questi standard comprendono 15 tipi di acciaio per cuscinetti, tra cui cinque tipi di acciaio per cuscinetti al cromo ad alto tenore di carbonio, come il "GCr15"; sei tipi di acciaio per cuscinetti carburato, come il "G20CrMo"; due tipi di acciaio per cuscinetti inossidabile al cromo ad alto tenore di carbonio, come il "9Cr18" e il "9Cr18Mo"; e due tipi di acciaio per cuscinetti ad alta temperatura, come il "Cr4Mo4V" e il "Cr14Mo4".
c. Caratteristiche principali e applicazioni
L'acciaio per cuscinetti è caratterizzato da elevata durezza, resistenza alla trazione, contatto resistenza alla faticae resistenza all'usura, oltre a una notevole tenacità, soddisfacendo i requisiti di resistenza alla corrosione e alle alte temperature in determinate condizioni.
Le principali varietà di prodotti in acciaio per cuscinetti sono l'acciaio tondo laminato a caldo e forgiato, l'acciaio tondo trafilato a freddo e il filo.
a. Metodo di rappresentazione dei voti
Acciaio inossidabile è l'abbreviazione di acciaio inossidabile resistente agli acidi.
b. Standard e voti
Attualmente, gli standard cinesi per l'acciaio inossidabile comprendono 33 norme come GB/T1220-1992 "Barre in acciaio inossidabile", GB/T4237-1992 "Lamiere in acciaio inossidabile laminate a caldo", GB/T3280-1992 "Acciaio inossidabile". Lamiere laminate a freddo"GB/T13296-1991 "Tubi in acciaio inossidabile senza saldatura per caldaie e scambiatori di calore" e GB/T4356-1984 "Barre piatte in acciaio inossidabile.
In generale, l'acciaio resistente alla corrosione in mezzi deboli come aria, vapore e acqua è chiamato acciaio inossidabile, mentre l'acciaio resistente alla corrosione in mezzi forti come acidi, alcali e sali è chiamato acciaio resistente agli acidi o alla corrosione.
Esistono molti tipi di acciaio inossidabile, classificati in base alla struttura metallografica dell'acciaio secondo lo standard nazionale cinese GB/T13304-1999 "Classificazione dell'acciaio" e i metodi di classificazione riconosciuti a livello internazionale.
c. Caratteristiche principali e applicazioni
Le principali varietà di prodotti in acciaio inossidabile sono lamiere e nastri laminati a caldo, lamiere e nastri laminati a freddo, barre e profili laminati e forgiati a caldo, barre piatte laminate a caldo, tubi senza saldatura e tubi saldati.
L'acciaio inossidabile ha un'ampia gamma di applicazioni, utilizzate principalmente nella produzione di apparecchiature e condutture petrolchimiche, apparecchiature per l'industria dell'energia nucleare, attrezzature navali, dispositivi medici, stoviglie e altri dispositivi che richiedono proprietà inossidabili e resistenti alla corrosione.
a. Metodo di rappresentazione dei voti
Il metodo di rappresentazione del grado dell'acciaio resistente al calore è lo stesso dell'acciaio inossidabile.
b. Standard e voti
Negli attuali standard nazionali, esistono tre norme per l'esecuzione di acciai resistenti al calore: GB/T1221-1992 "Barre di acciaio resistenti al calore", GB/T4238-1992 "Piastre di acciaio resistenti al calore" e GB/T8732-1988 "Acciaio per pale di turbine a vapore".
Le norme contengono disposizioni dettagliate sui requisiti tecnici quali il grado, la composizione chimica, il metodo di fusione, lo stato di fornitura, le proprietà meccaniche, la struttura a bassa potenza, la resistenza ai test di forgiatura superiore e la qualità della superficie dell'acciaio resistente al calore, nonché i requisiti tecnici speciali della domanda.
Nella norma, l'acciaio resistente al calore è suddiviso in quattro tipi in base alla struttura metallografica: austenite tipo di ferrite, tipo di martensite e tipo di indurimento per precipitazione, per un totale di 46 gradi.
c. Caratteristiche principali e applicazioni
L'acciaio resistente al calore ha una buona stabilità chimica alle alte temperature, può resistere all'ossidazione e alla corrosione da parte di altri mezzi e ha un'elevata resistenza. Le principali varietà di prodotti in acciaio resistente al calore sono i profili laminati a caldo e forgiati (tondi, quadri, ecc.) e l'acciaio piatto, le lamiere e i nastri laminati a caldo e a freddo, i tubi in acciaio senza saldatura, ecc.
a. Standard e gradi di esecuzione
Gli attuali standard cinesi per l'acciaio al silicio per uso elettrico includono GB/T5218-88 "Hot-Rolled Lamiere di acciaio al silicio per scopi elettrici", GB/T2521-1996 "Lamiere e nastri di acciaio magnetico laminati a freddo a grani orientati e non orientati" e YB/T5224-93 "Nastri sottili di acciaio al silicio a grani orientati", per un totale di 72 gradi.
b. Caratteristiche principali e applicazioni
L'acciaio al silicio è un materiale in lega magnetica morbida ferro-silicio a basso tenore di carbonio. Il carbonio è un elemento dannoso per l'acciaio al silicio e il contenuto di carbonio nell'acciaio non supera generalmente lo 0,015%. Il silicio è l'elemento più efficace per aumentare la resistenza del ferro. L'aggiunta di silicio all'acciaio elettrico può ridurre le perdite per correnti parassite e diminuire la perdita di ferro del materiale.
La direzione di disposizione dei grani di cristallo di ferro del nastro di acciaio al silicio non orientato laminato a freddo è casuale e disordinata e il nastro presenta isotropia. Viene utilizzato principalmente per realizzare il nucleo di macchine rotanti. I nastri di acciaio al silicio a basso tenore di silicio sono utilizzati per la produzione di piccoli motori elettrici per elettrodomestici, mentre i nastri di acciaio al silicio ad alto tenore di silicio sono utilizzati per la produzione di generatori e grandi motori elettrici.
I grani di ferro dei nastri di acciaio al silicio laminati a freddo a grani orientati sono orientati e disposti lungo la direzione di laminazione. Rispetto ai nastri di acciaio al silicio non orientati laminati a freddo, le loro proprietà magnetiche lungo la direzione di laminazione sono particolarmente eccellenti. Viene utilizzato principalmente per realizzare nuclei di trasformatori per la generazione, la trasmissione e la distribuzione di energia.
I nastri sottili di acciaio al silicio a grana orientata (con uno spessore non superiore a 0,20 mm) sono utilizzati principalmente per realizzare nuclei di trasformatori per varie fonti di energia, come trasformatori di impulsi, amplificatori magnetici e convertitori che operano a frequenze superiori a 400 Hz.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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