Stel je een wereld voor zonder stalen platen. Van de auto waarin je rijdt tot de bruggen die je oversteekt, deze bescheiden platen vormen de ruggengraat van de moderne infrastructuur. In dit artikel ontrafelen we de verschillende soorten staalplaten, hun verschillende diktes en cruciale toepassingen. Ontdek hoe verschillende processen en samenstellingen stalen platen opleveren die geschikt zijn voor alles van scheepsbouw tot drukvaten. Klaar om het materiaal te ontdekken dat onze wereld vormgeeft? Lees verder om te leren hoe staalplaten worden ingedeeld en gebruikt in verschillende industrieën.
Staalplaat is een plat staalmateriaal dat wordt gegoten met gesmolten staal en geperst na afkoeling.
Stalen platen zijn vlak, rechthoekig en kunnen rechtstreeks worden gewalst of gesneden uit breed bandstaal.
Stalen platen worden ingedeeld op dikte: dunne platen zijn minder dan 4 millimeter (met een minimumdikte van 0,2 millimeter), middeldikke platen variëren van 4 tot 60 millimeter en zware platen variëren van 60 tot 115 millimeter.
Stalen platen worden ingedeeld op basis van het walsproces: warmgewalst en koudgewalst.
De breedte van dunne platen varieert van 500 tot 1500 millimeter, terwijl de breedte van dikke platen varieert van 600 tot 3000 millimeter.
Dunne platen worden ingedeeld op basis van het type staal, waaronder gewoon staal, hoogwaardig staal, gelegeerd staal, verenstaal, roestvrij staal, gereedschapsstaal, hittebestendig staal, draagstaalsiliciumstaal en industriële platen van zuiver ijzer.
Ze kunnen ook worden ingedeeld op basis van specifieke toepassingen, zoals olievatplaten, emailplaten, kogelvrije platen, enz.
Bovendien kunnen ze worden gecategoriseerd op basis van de oppervlaktecoating, waaronder gegalvaniseerde platen, vertinde platen, vertinde platen, met lood beklede platen, kunststof samengestelde stalen platen en nog veel meer.
De staalsoorten voor dikke staalplaten zijn over het algemeen vergelijkbaar met die voor dunne staalplaten.
Echter, in termen van specifieke toepassingen, zijn er een aantal variëteiten van staalplaten die voornamelijk worden gebruikt voor dikke platen, zoals brug stalen platen, ketel stalen platen, auto-industrie stalen platen, drukvatstaal platen en meerlaagse stalen hogedrukvatplaten.
Er zijn echter een aantal soorten stalen platen die overlappen met dunne platen, zoals stalen platen voor autobalken (2,5-10 millimeter dik), stalen platen met patronen (2,5-8 millimeter dik), roestvrij stalen platen, hittebestendige stalen platen, enz.
Bovendien kunnen stalen platen verschillende materiaalsamenstellingen hebben. Niet alle staalplaten zijn hetzelfde en hun gebruik hangt af van de specifieke materiaalsamenstelling.
Met de ontwikkeling van wetenschap, technologie en industrie worden hogere eisen gesteld aan materialen, zoals hogere sterkte, weerstand tegen hoge temperatuur, hoge druk, lage temperatuur, corrosiebestendigheid, slijtvastheid en andere speciale fysische en chemische eigenschappen. Koolstofstaal alleen kan niet volledig aan deze eisen voldoen.
(1) Lage hardbaarheid: Over het algemeen is de maximale hardbaarheid van koolstofstaal dat in water wordt afgeschrikt slechts ongeveer 10 mm-20 mm in diameter.
(2) Lage sterkte en rekgrens: Bijvoorbeeld, de vloeigrens (σs) van gewoon koolstofstaal Q235 is 235 MPa, terwijl laaggelegeerd constructiestaal 16Mn een vloeigrens (σs) heeft van meer dan 360 MPa. De σs/σb verhouding van 40 staal is slechts 0,43, veel lager dan die van gelegeerd staal.
(3) Slechte hardingsstabiliteit: Door de slechte ontlaatstabiliteit, wanneer koolstofstaal een ontlaatbehandeling ondergaat, zijn lagere ontlaattemperaturen nodig om een hogere sterkte te bereiken, wat resulteert in een lagere taaiheid. Aan de andere kant zijn hogere ontlaattemperaturen nodig om een betere taaiheid te bereiken, maar dit resulteert in een lagere sterkte. Daarom is de totale mechanische eigenschappen van koolstofstaal niet hoog zijn.
(4) Onvermogen om aan speciale prestatie-eisen te voldoen: Koolstofstaal heeft vaak geen goede eigenschappen op het gebied van oxidatieweerstand, corrosiebestendigheid, hittebestendigheid, weerstand tegen lage temperaturen, slijtvastheid en speciale elektromagnetische eigenschappen. Het kan niet voldoen aan de eisen voor speciale prestaties.
Op basis van het gehalte aan legeringselementen kan gelegeerd staal worden ingedeeld in:
Op basis van de belangrijkste legeringselementen kan gelegeerd staal verder worden ingedeeld in:
Op basis van de microstructuur van kleine testmonsters na normaliseren of as-cast, kan gelegeerd staal worden ingedeeld in:
Op basis van de toepassing kan gelegeerd staal worden gecategoriseerd als:
De koolstofgehalte wordt aangegeven met een numerieke waarde aan het begin van de kwaliteit. Voor constructiestaal wordt het koolstofgehalte uitgedrukt in twee decimalen als een tienduizendste eenheid (bv. 45 staat voor een koolstofgehalte van 0,0045%).
Voor gereedschapsstaal en speciaal prestatiestaal wordt het koolstofgehalte uitgedrukt in één decimaal als eenheid van duizendste, behalve wanneer het koolstofgehalte meer dan 1% bedraagt.
Na het koolstofgehalte worden de chemische symbolen van de belangrijkste legeringselementen gebruikt om hun gehalte weer te geven, gevolgd door numerieke waarden. Als het gemiddelde gehalte lager is dan 1,5%, wordt het niet aangegeven. Als het gemiddelde gehalte tussen 1,5% en 2,49%, 2,5% en 3,49% ligt, enzovoort, wordt het aangegeven als 2, 3, enzovoort.
40Cr staat bijvoorbeeld voor een gemiddeld koolstofgehalte van 0,40% en een chroomgehalte van minder dan 1,5%. 5CrMnMo staat voor een gemiddeld koolstofgehalte van 0,5% en een chroom-, mangaan- en molybdeengehalte van minder dan 1,5%.
Voor staal voor speciale doeleinden wordt het Chinese pinyin-voorvoegsel gebruikt dat de toepassing aangeeft. Er wordt bijvoorbeeld "G" toegevoegd vóór de staalsoort om lagerstaal aan te duiden. GCr15 staat voor lagerstaal met een koolstofgehalte van ongeveer 1,0% en een chroomgehalte van ongeveer 1,5% (wat een uitzondering is, omdat het chroomgehalte wordt uitgedrukt in duizendsten).
Y40Mn staat voor vrij staal met een koolstofgehalte van 0,4% en een mangaangehalte van minder dan 1,5%.
Voor staal van hoge kwaliteit wordt de letter "A" toegevoegd aan het einde van de staalsoort. Bijvoorbeeld 20Cr2Ni4A.
Na het toevoegen van legeringselementen aan staal is er een wisselwerking tussen de basiselementen ijzer en koolstof en de toegevoegde legeringselementen.
Het doel van staal legeren is om de interactie tussen legeringselementen en ijzer-koolstof te gebruiken, evenals hun effecten op het ijzer-koolstof fasediagram en de warmtebehandeling, om de structuur en eigenschappen van het staal te verbeteren.
Nadat legeringselementen aan staal zijn toegevoegd, bestaan ze voornamelijk in drie vormen: opgelost in ijzer, waarbij carbiden worden gevormd, of in hooggelegeerd staal, waarbij mogelijk intermetallische verbindingen worden gevormd.
1. Opgelost in ijzer:
Bijna alle legeringselementen (behalve Pb) kunnen oplossen in ijzer en legeringsferriet of legeringsausteniet vormen. Op basis van hun effecten op α-Fe of γ-Fe kunnen legeringselementen worden ingedeeld in twee categorieën: elementen die het γ-fasegebied uitbreiden en elementen die het γ-fasegebied inkrimpen.
Elementen die de γ-fase uitbreiden, ook wel austenietstabilisatoren genoemd, zijn onder andere Mn, Ni, Co, C, N, Cu, enz. Ze verlagen de A3-temperatuur (omzettingstemperatuur van γ-Fe naar α-Fe) en verhogen de A4-temperatuur (omzettingstemperatuur van γ-Fe). Dit vergroot het bereik van de γ-fase.
Daarvan kunnen Ni en Mn, wanneer ze in bepaalde hoeveelheden worden toegevoegd, het γ-fasegebied onder kamertemperatuur uitbreiden, waardoor het α-fasegebied verdwijnt. Ze worden elementen genoemd die het γ-fasegebied volledig uitbreiden.
Andere elementen zoals C, N, Cu, enz. kunnen het γ-fasegebied gedeeltelijk uitbreiden, maar niet tot kamertemperatuur, dus worden ze elementen genoemd die het γ-fasegebied gedeeltelijk uitbreiden.
Elementen die het γ-fasegebied samentrekken, ook wel ferrietstabilisatoren genoemd, zijn Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si, B, Nb, Zr, enz. Ze verhogen de A3-temperatuur en verlagen de A4-temperatuur (behalve voor chroom, waar de A3-temperatuur daalt als het chroomgehalte lager is dan 7%, maar snel stijgt als het hoger is dan 7%).
Dit verkleint het bereik van de γ-fase, waardoor het stabiliteitsgebied voor ferriet groter wordt. Op basis van hun effecten kunnen ze verder worden ingedeeld in elementen die de γ-fase volledig samentrekken (bv. Cr, Mo, W, V, Ti, Al, Si) en elementen die de γ-fase gedeeltelijk samentrekken (bv. B, Nb, Zr).
2. Legeringselementen die carbiden vormen kunnen worden ingedeeld in twee hoofdgroepen, gebaseerd op hun affiniteit voor koolstof in staal: carbidevormende elementen en niet-carbidevormende elementen.
Veel voorkomende niet-carbidevormende elementen zijn Ni, Co, Cu, Si, Al, N en B. Deze lossen voornamelijk op in ferriet en austeniet. Veel voorkomende carbidevormende elementen zijn Mn, Cr, W, V, Nb, Zr, Ti, enz. (gerangschikt in volgorde van stabiliteit van de gevormde carbiden, van zwak naar sterk). In staal lost een deel op in de matrixfase en vormt een deel legeringscarbiden. Als ze in grote hoeveelheden aanwezig zijn, kunnen ze nieuwe legeringscarbiden vormen.
Effecten op het bereik van austeniet en ferriet:
Elementen die het γ-fasegebied vergroten of verkleinen hebben ook een vergelijkbaar effect op het γ-fasegebied in het Fe-Fe3C fasediagram. Als het gehalte aan Ni of Mn hoog is, kan dit leiden tot een eenfasige austenietstructuur bij kamertemperatuur (bijv. 1Cr18Ni9 austenitisch roestvast staal en ZGMn13 hoog mangaanstaal).
Aan de andere kant, wanneer Cr, Ti, Si, enz., een bepaalde concentratie overschrijden, kan dit leiden tot de vorming van eenfase ferrietstructuur bij kamertemperatuur (bijvoorbeeld 1Cr17Ti hoog chroom). ferritisch roestvrij staal).
Effecten op de kritische punten (S- en E-punten) in het Fe-Fe3C fasediagram:
Elementen die het γ-fasegebied vergroten verlagen de eutectoïde transformatie temperatuur (S-punt) in het Fe-Fe3C fasediagram, terwijl elementen die het γ-fasegebied verkleinen de eutectoïde transformatie temperatuur verhogen.
Bijna alle legeringselementen verlagen het koolstofgehalte bij het eutectoïde punt (S) en het eutectische punt (E) en verschuiven deze naar links. Het effect van sterke carbidevormende elementen is bijzonder significant.
Effecten op de warmtebehandeling van staal:
Legeringselementen kunnen de fasetransformaties beïnvloeden die optreden tijdens de warmtebehandeling van staal.
1. Effecten op fasetransformatie tijdens verhitting:
Legeringselementen kunnen de snelheid van austenietvorming en de grootte van austenietkorrels tijdens verhitting beïnvloeden.
(1) Invloed op de snelheid van austenietvorming:
Sterke carbidevormende elementen zoals Cr, Mo, W, V vormen onoplosbare legeringscarbiden in austeniet, wat de vorming van austeniet aanzienlijk vertraagt. Gedeeltelijke niet-carbidevormende elementen zoals Co, Ni versterken de koolstofdiffusie en versnellen de vorming van austeniet. Legeringselementen zoals Al, Si, Mn hebben weinig effect op de snelheid van austenietvorming.
(2) Invloed op de grootte van austenietkorrels:
De meeste legeringselementen belemmeren de groei van austenietkorrels, maar in verschillende mate. Elementen als V, Ti, Nb, Zr belemmeren korrelgroei sterk, terwijl elementen als W, Mn, Cr korrelgroei matig belemmeren. Elementen zoals Si, Ni, Cu hebben weinig effect op korrelgroei, terwijl elementen zoals Mn, P korrelgroei bevorderen.
2. Effecten op de transformatie van supergekoeld austeniet:
Met uitzondering van Co verhogen bijna alle legeringselementen de stabiliteit van onderkoeld austeniet, waardoor de transformatie naar pareliet wordt vertraagd. Dit resulteert in een verschuiving naar rechts van de C-curvewat wijst op een verbeterde hardbaarheid van het staal.
Veel gebruikte elementen om de hardbaarheid te verbeteren zijn Mo, Mn, Cr, Ni, Si, B. Opgemerkt moet worden dat de legeringselementen de hardbaarheid alleen kunnen verbeteren als ze volledig opgelost zijn in austeniet. Als ze niet volledig opgelost zijn, kunnen carbiden de kern worden van parelliet, wat de hardbaarheid vermindert.
Bovendien heeft de gecombineerde toevoeging van meerdere legeringselementen (bijvoorbeeld Cr-Mn staal, Cr-Ni staal) een veel sterker effect op de hardbaarheid dan afzonderlijke elementen.
Behalve Co en Al verlagen de meeste legeringselementen het Ms en Mf punt. De volgorde van hun invloed is Mn, Cr, Ni, Mo, W, Si. Onder hen heeft Mn het sterkste effect, terwijl Si geen praktisch effect heeft.
De verlaging van de Ms- en Mf-punten verhoogt de hoeveelheid behouden austeniet na afschrikken. Als er een te grote hoeveelheid austeniet overblijft, kan het een sub-zero behandeling ondergaan (afkoelen tot onder het Mf-punt) om het om te zetten in martensiet of meerdere tempereerprocessen ondergaan.
In het laatste geval kan het neerslaan van legeringscarbiden uit het behouden austeniet de Ms en Mf punten doen stijgen en tijdens het afkoelen kan het veranderen in martensiet of bainiet (een proces dat bekend staat als secundair harden).
3. Effecten op het temperen van transformatie:
(1) Verbeterde hardingsstabiliteit:
Legeringselementen kunnen de afbraak van martensiet en de transformatie van behouden austeniet vertragen tijdens het ontlaten (d.w.z. ze beginnen af te breken en te transformeren bij hogere temperaturen). Ze verhogen ook de herkristallisatietemperatuur van ferriet, waardoor het moeilijk wordt voor carbiden om samen te smelten en te groeien.
Dientengevolge wordt de weerstand van het staal tegen ontlaten verhoogd, waardoor de ontlaatstabiliteit toeneemt. Legeringselementen met een sterk effect op de hardingsstabiliteit zijn onder andere V, Si, Mo, W, Ni en Co.
(2) Secundaire verharding:
In sommige hooggelegeerde staalsoorten met hoge gehaltes Mo, W, V neemt de hardheid niet monotoon af met toenemende ontlaattemperatuur, maar begint toe te nemen na het bereiken van een bepaalde temperatuur (rond 400°C) en bereikt een piek bij een hogere temperatuur (over het algemeen rond 550°C).
Dit fenomeen staat bekend als secundaire harding tijdens ontlaten en heeft te maken met de aard van de precipitaten die gevormd worden tijdens het ontlaten. Wanneer de ontlaattemperatuur lager is dan 450°C, slaan carbiden neer in het staal.
Boven 450°C lossen de carbiden op en slaan gedispergeerde stabiele vuurvaste carbiden zoals Mo2C, W2C en VC neer, waardoor de hardheid weer toeneemt. Dit staat bekend als precipitatieharding.
Secundaire verharding kan ook optreden door secundair afschrikken van achtergebleven austeniet tijdens het afkoelproces na het ontlaten.
Elementen die secundaire verharding veroorzaken:
Oorzaken van secundaire verharding: Legeringselementen
Transformatie van behouden austeniet: Precipitatieharding: Mn, Mo, W, Cr, Ni, Co①, V V, Mo, W, Cr, Ni, Co.
①Alleen effectief bij hoge concentraties en in aanwezigheid van andere legeringselementen die gedispergeerde intermetallische verbindingen kunnen vormen.
(3) Verhoogde brosheid:
Net als koolstofstaal kan gelegeerd staal brosheid vertonen, en het is vaak meer uitgesproken. Dit is een nadelig effect van legeringselementen. Het tweede type brosheid bij hoge temperatuur (brosheid bij hoge temperatuur) die optreedt tussen 450°C en 600°C wordt vooral geassocieerd met ernstige segregatie van bepaalde onzuiverheidelementen en de legeringselementen zelf bij de oorspronkelijke austenietkorrelgrenzen.
Het komt vaak voor in gelegeerde staalsoorten die elementen zoals Mn, Cr en Ni bevatten. Dit type brosheid is omkeerbaar en snel afkoelen (meestal olieafkoeling) na het ontlaten kan dit voorkomen. De toevoeging van de juiste hoeveelheden Mo of W (0,5% Mo, 1% W) kan dit soort broosheid ook effectief elimineren.
Effecten van legeringselementen op de mechanische eigenschappen van staal:
Een van de belangrijkste doelen van het toevoegen van legeringselementen is het verhogen van de sterkte van het staal. Om de sterkte te verhogen, wordt geprobeerd de weerstand tegen dislocatiebeweging te verhogen.
De belangrijkste versterkingsmechanismen in metalen zijn versterking door vaste oplossing, versterking door dislocatie, versterking door korrelverfijning en versterking door tweede fase (precipitaat en dispersie). Legeringselementen maken gebruik van deze versterkingsmechanismen om hun versterkende effecten te bereiken.
1. Effecten op de mechanische eigenschappen van staal in de gegloeide toestand:
In de gegloeide toestand zijn de basisfasen in constructiestaal ferriet en carbiden. Legeringselementen lossen op in ferriet, waardoor gelegeerd ferriet ontstaat en het volgende wordt bereikt sterkte en hardheid verbetering door versterking in vaste oplossing. Dit vermindert echter ook de plasticiteit en taaiheid van het staal.
2. Effecten op de mechanische eigenschappen van staal in genormaliseerde toestand:
De toevoeging van legeringselementen verlaagt het koolstofgehalte op het eutectoïde punt, waardoor de C-curve naar rechts verschuift. Dit verhoogt het aandeel pareliet in de microstructuur en verkleint de interlamellaire afstand, wat resulteert in verhoogde sterkte en verlaagde vervormbaarheid. In de genormaliseerde toestand vertoont gelegeerd staal echter geen significante superioriteit ten opzichte van koolstofstaal.
3. Effecten op de mechanische eigenschappen van staal in de gehard en getemperd staat:
Het versterkende effect van legeringselementen is het belangrijkst in gehard en getemperd staal omdat het volledig gebruik maakt van alle vier de versterkingsmechanismen. Tijdens het afschrikken wordt martensiet gevormd en tijdens het ontlaten slaan carbiden neer, wat resulteert in een sterke versterking in de tweede fase.
Tegelijkertijd verbetert het de taaiheid van het staal enorm. Daarom is het verkrijgen van martensiet en het ontlaten ervan de meest economische en effectieve methode voor het uitgebreid versterken van staal.
Het belangrijkste doel van het toevoegen van legeringselementen aan staal is om de hardbaarheid te verbeteren, zodat martensiet gemakkelijk gevormd kan worden tijdens het afschrikken.
Het secundaire doel is het verbeteren van de hardingsstabiliteit, waardoor martensiet behouden blijft bij hogere temperaturen en er fijnere, meer uniforme en stabiele neergeslagen carbiden gevormd kunnen worden tijdens het hardingsproces. Als gevolg daarvan vertoont gelegeerd staal een hogere sterkte dan koolstofstaal onder vergelijkbare omstandigheden.
Impact van Elementen legering over de technologische eigenschappen van staal
1. Invloed van legeringselementen op de gietbaarheid van staal
Hoe lager de temperatuur van de vaste en vloeibare fasediagrammen en hoe kleiner het kristallisatiebereik, hoe beter de gietbaarheid van het staal. De invloed van legeringselementen op de gietbaarheid hangt voornamelijk af van hun effect op het Fe-Fe3C fasediagram.
Bovendien vormen veel elementen zoals Cr, Mo, V, Ti, Al carbiden of oxidedeeltjes met een hoog smeltpunt in staal, die de viscositeit van het staal verhogen, de vloeibaarheid verminderen en de gietbaarheid verslechteren.
2. Invloed van legeringselementen op de plastische vervormbaarheid van staal
Plastic vormen omvat warme en koude verwerking. Legeringselementen die in vaste oplossing zijn opgelost of carbiden vormen (zoals Cr, Mo, W, enz.) verhogen de weerstand tegen thermische vervorming van het staal en verminderen de warme plasticiteit aanzienlijk, waardoor het vatbaar wordt voor smeedscheuren. De warmvervormbaarheid van algemeen gelegeerd staal is veel slechter dan die van koolstofstaal.
3. Invloed van legeringselementen op de Lasbaarheid van staal
Legeringselementen verhogen de hardbaarheid van staal, bevorderen de vorming van brosse structuren (martensiet) en verslechteren de kwaliteit van staal. lasbaarheid. De aanwezigheid van een kleine hoeveelheid Ti en V in het staal kan echter de lasbaarheid verbeteren.
4. Invloed van legeringselementen op de bewerkbaarheid van staal
Bewerkbaarheid hangt nauw samen met de hardheid van het staal en het geschikte hardheidsbereik voor het snijden van staal is 170HB tot 230HB. Over het algemeen is de bewerkbaarheid van gelegeerd staal slechter dan die van koolstofstaal. De toevoeging van S, P, Pb en andere elementen kan de bewerkbaarheid van staal echter aanzienlijk verbeteren.
5. Invloed van legeringselementen op de verwerkbaarheid van staal bij warmtebehandeling
De verwerkbaarheid bij warmtebehandeling weerspiegelt de moeilijkheidsgraad van de warmtebehandeling van staal en de neiging om defecten te produceren. Het omvat voornamelijk hardbaarheid, gevoeligheid voor oververhitting, neiging tot brosheid en oxidatie. ontkoling neiging.
Gelegeerd staal heeft een hoge hardbaarheid en tijdens het afschrikken kan een relatief langzame koelmethode worden gebruikt om de neiging tot vervorming en barsten van het werkstuk te verminderen. De toevoeging van mangaan en silicium verhoogt de oververhittingsgevoeligheid van het staal.
Het type staal dat wordt gebruikt voor de productie van belangrijke technische constructies en machineonderdelen staat bekend als gelegeerd constructiestaal. Dit omvat voornamelijk laaggelegeerd constructiestaal, gelegeerd carboneerstaal, gelegeerd afschrik- en ontlaatstaal, gelegeerd verenstaal en rollend lagerstaal.
(Ook bekend als gewoon laaggelegeerd staal, HSLA)
1. Toepassingen
Wordt voornamelijk gebruikt bij de productie van bruggen, schepen, voertuigen, boilers, hogedrukvaten, olie- en gastransportpijpleidingen, grote staalconstructies en nog veel meer.
2. Prestatie-eisen
(1) Hoge sterkte: De treksterkte is meestal hoger dan 300MPa.
(2) Hoge taaiheid: Een rek van 15%-20% is vereist, met een slagvastheid bij kamertemperatuur van meer dan 600kJ/m tot 800kJ/m. Voor grote gelaste onderdelen is een hogere breuktaaiheid nodig.
(3) Goede lasbaarheid en koudvervorming mogelijkheden.
(4) Lage koude brosse overgangstemperatuur.
(5) Uitstekende weerstand tegen corrosie.
3. Kenmerken van de samenstelling
(1) Laag koolstofgehalte: Vanwege de hoge eisen aan taaiheid, lasbaarheid en koude vervormbaarheid mag het koolstofgehalte niet hoger zijn dan 0,20%.
(2) De toevoeging van mangaan als primair legeringselement.
(3) Toevoeging van niobium, titaniumof vanadium als hulpelementen: Kleine hoeveelheden niobium, titanium of vanadium die fijne carbiden of carbonitriden vormen in het staal, dragen bij aan fijne ferrietkorrels en verbeteren de sterkte en taaiheid van het staal. Verder verbetert de toevoeging van kleine hoeveelheden koper (≤0,4%) en fosfor (ongeveer 0,1%) de corrosiebestendigheid. De toevoeging van sporen van zeldzame aardelementen vergemakkelijkt de ontzwaveling en ontgassing, waardoor het staal gezuiverd wordt en de taaiheid en verwerkbaarheid verbeteren.
4. Algemene laaggelegeerde constructiestaalsoorten
16Mn is het meest gebruikte en geproduceerde type laaggelegeerd staal met hoge sterkte in China. Het is een ferriet-pearlietstructuur met fijne korrels en biedt een sterkte die ongeveer 20%-30% hoger is dan gewone koolstofstructuurstaal. staal Q235en een 20%-38% hogere weerstand tegen atmosferische corrosie.
15MnVN is het meest gebruikte type middelsterk staal. Het heeft een hogere sterkte, samen met een goede taaiheid, lasbaarheid en taaiheid bij lage temperaturen, waardoor het veel wordt gebruikt bij de productie van bruggen, boilers, schepen en andere grote constructies.
Als de sterkte boven de 500MPa komt, zijn ferriet- en pearlietstructuren niet meer toereikend. De toevoeging van elementen als Cr, Mo, Mn en B helpt bij de vorming van een bainitische structuur onder luchtkoeling, wat zorgt voor een hogere sterkte, betere plasticiteit en lasbaarheid.
5. Kenmerken warmtebehandeling
Dit type staal wordt meestal gebruikt in een warmgewalste luchtgekoelde toestand, zonder specifieke warmtebehandeling. De microstructuur in werkende staat is meestal ferriet + sorbiet.
1. Toepassingen
Voornamelijk gebruikt bij de productie van machineonderdelen zoals transmissietandwielen in auto's en tractoren, nokkenassen en zuigerpennen in verbrandingsmotoren. Deze onderdelen hebben te maken met intense wrijving en slijtage tijdens het gebruik en dragen tegelijkertijd aanzienlijke wisselende belastingen, met name schokbelastingen.
2. Prestatie-eisen
(1) De gecarboneerde oppervlaktelaag heeft een hoge hardheid om een uitstekende slijtvastheid en weerstand tegen contactmoeheid te garanderen, met behoud van de juiste plasticiteit en taaiheid.
(2) De kern heeft een hoge taaiheid en een voldoende hoge sterkte. Als de taaiheid van de kern onvoldoende is, kan deze gemakkelijk breken onder schokbelastingen of overbelasting; als de sterkte onvoldoende is, kan de brosse gecarboneerde laag breken en afschilferen.
(3) Goede verwerkbaarheid bij warmtebehandeling. Bij hoge carboneertemperaturen (900℃ tot 950℃) groeien austenietkorrels niet gemakkelijk en zijn ze goed hardbaar.
3. Kenmerken van de samenstelling
(1) Laag koolstofgehalte: Het koolstofgehalte is meestal 0,10% tot 0,25%, wat zorgt voor voldoende plasticiteit en taaiheid in de kern van het onderdeel.
(2) Toevoeging van hardbaarheidsverbeterende legeringselementen: Gebruikelijke toevoegingen zijn Cr, Ni, Mn, B, enz.
(3) Toevoeging van elementen om de groei van austenietkorrels te remmen: Hierbij worden meestal kleine hoeveelheden sterke carbidevormende elementen toegevoegd zoals Ti, V, W, Mo, enz. om stabiele legeringscarbiden te vormen.
4. Staalsoorten en -soorten
20HR is een gelegeerd gecarboneerd staal met een lage hardbaarheid. De hardbaarheid van dit type staal is laag, met een lagere kernsterkte.
20HMnT is een middelhard gelegeerd gecarboneerd staal. Dit type staal heeft een hogere hardbaarheid, minder gevoeligheid voor oververhitting, een uniforme carburatie-overgangslaag en vertoont goede mechanische en verwerkingseigenschappen.
18H2N4WA en 20H2N4A zijn gecarboneerde staalsoorten met een hoge hardbaarheid. Deze soorten staal bevatten meer Cr, Ni elementen, hebben een zeer hoge hardbaarheid en een uitstekende taaiheid en slagvastheid bij lage temperatuur.
5. Warmtebehandeling en organisatorische prestaties
Het warmtebehandelingsproces voor gelegeerd gecarboneerd staal bestaat meestal uit carboneren, gevolgd door direct afschrikken en vervolgens ontlaten bij lage temperatuur. Na de warmtebehandeling bestaat de gecarboneerde laag aan het oppervlak uit carbiden van legeringen + getemperd martensiet + een kleine hoeveelheid overgebleven austeniet, met een hardheid van 60HRC tot 62HRC.
De kernstructuur is gerelateerd aan de hardbaarheid van het staal en de doorsnedeafmetingen van het onderdeel. Wanneer het volledig gehard is, is het laagkoolstof getemperd martensiet, met een hardheid van 40HRC tot 48HRC; in de meeste gevallen is het bainiet, getemperd martensiet en een kleine hoeveelheid ferriet, met een hardheid van 25HRC tot 40HRC. De taaiheid van de kern is over het algemeen hoger dan 700KJ/m2.
1. Toepassingen
Gelegeerd gehard en getemperd staal wordt veel gebruikt voor de productie van verschillende kritieke onderdelen in auto's, tractoren, werktuigmachines en andere machines, zoals tandwielen, assen, drijfstangen en bouten.
2. Prestatie-eisen
De meeste getemperde onderdelen hebben een meervoudige belasting, de spanningssituatie is relatief complex en vereist hoge uitgebreide mechanische eigenschappen, d.w.z. hoge sterkte, goede plasticiteit en taaiheid. Gelegeerd afgeschrikt en ontlaten staal moet ook een goede hardbaarheid hebben. Verschillende onderdelen hebben echter verschillende spanningsomstandigheden, dus de eisen voor hardbaarheid zijn verschillend.
3. Kenmerken van de samenstelling
(1) Middelmatige koolstof: het koolstofgehalte ligt meestal tussen 0,25% en 0,50%, waarbij 0,4% het meest voorkomt.
(2) Toevoeging van elementen Cr, Mn, Ni, Si, enz. om de hardbaarheid te verbeteren: Deze legeringselementen verbeteren niet alleen de hardbaarheid, maar vormen ook ferrietlegering, waardoor de sterkte van staal toeneemt. Bijvoorbeeld, de prestaties van 40Cr staal na afschrikken en ontlaten is veel hoger dan die van 45 staal.
(3) Toevoeging van elementen om tweedeklas ontlaten broosheid te voorkomen: Gelegeerd gedoofd en ontlaten staal dat Ni, Cr, Mn bevat, is gevoelig voor tweedeklas ontlaten broosheid wanneer langzaam afgekoeld na ontlaten bij hoge temperatuur. Het toevoegen van Mo, W aan staal kan tweedeklas ontlaten broosheid voorkomen, met een geschikte inhoud van ongeveer 0.15% tot 0.30% Mo of 0.8% tot 1.2% W.
Vergelijking van de prestaties van staal 45 en staal 40Cr na afschrikken en ontlaten:
4. Staalsoorten en -soorten
(1) 40Cr lage hardbaarheid uitgeblust en getemperd staal: De kritische diameter van dit type staal bij olieafkoeling is 30 mm tot 40 mm en wordt gebruikt voor de productie van kritische onderdelen van algemene afmetingen.
(2) 35CrMo Medium hardbaarheid gelegeerd gehard en getemperd staal: De olie doven kritische diameter van dit type staal is 40 mm tot 60 mm, het toevoegen van molybdeen verbetert niet alleen de hardbaarheid, maar voorkomt ook tweedeklas ontlaten broosheid.
(3) 40HNM hoge hardbaarheid legering uitgeblust en getemperd staal: De olie quenching kritische diameter van dit type staal is 60mm tot 100mm, meestal CrNi staal. Het toevoegen van een geschikte hoeveelheid molybdeen aan CrNi-staal zorgt niet alleen voor een goede hardbaarheid, maar elimineert ook tweedeklas hardingsbroosheid.
5. Warmtebehandeling en organisatorische prestaties
De laatste warmtebehandeling van gelegeerd afgeschrikt en ontlaten staal is afschrikken plus ontlaten bij hoge temperatuur (afschrik- en ontlaatbehandeling). Gelegeerd afgeschrikt en ontlaten staal heeft een hogere hardbaarheid, meestal afgeschrikt in olie, en wanneer de hardbaarheid bijzonder groot is, kan zelfs luchtkoeling worden gebruikt, wat de defecten van de warmtebehandeling vermindert.
De uiteindelijke prestaties van gelegeerd gehard en ontlaten staal hangen af van de ontlaattemperatuur. Over het algemeen wordt ontlaten bij 500℃-650℃ aangenomen. Door de ontlaattemperatuur te selecteren, kunnen de vereiste prestaties worden verkregen. Om tweedeklas ontlaten broosheid te voorkomen, is snel koelen na het ontlaten (waterkoeling of oliekoeling) gunstig om de taaiheid te verbeteren.
De structuur van gelegeerd afgeschrikt en ontlaten staal na conventionele warmtebehandeling is getemperd sorbiet. Voor onderdelen die slijtvastheid aan het oppervlak vereisen (zoals tandwielen en assen), worden inductieverwarmende oppervlakte-afkoeling en ontlaten bij lage temperatuur uitgevoerd, en de oppervlaktestructuur is getemperd martensiet. De oppervlaktehardheid kan 55HRC tot 58HRC bereiken.
De vloeigrens van gelegeerd afgeschrikt en ontlaten staal na afschrikken en ontlaten is ongeveer 800MPa, de slagvastheid is ongeveer 800kJ/m2 en de kernhardheid kan 22HRC tot 25HRC bereiken. Als de dwarsdoorsnede groot is en niet afgeschrikt, worden de prestaties aanzienlijk verminderd.
Door dikte:
(1) Dunne plaat, dikte niet meer dan 3 mm (exclusief plaatstaal)
(2) Medium plaat, dikte tussen 4-20 mm
(3) Dikke plaat, dikte tussen 20-60 mm
(4) Extra dikke plaat, dikte groter dan 60 mm
Op productiemethode:
(1) Warmgewalste staalplaat
(2) Koudgewalste staalplaat
Op oppervlaktekenmerken:
(1) Gegalvaniseerde plaat (thermisch verzinkte plaat, elektrolytisch verzinkte plaat)
(2) Vertinde plaat
(3) Samengestelde staalplaat
(4) Staalplaat met kleurcoating
Door gebruik:
(1) Plaat van brugstaal
(2) Ketel stalen plaat
(3) Scheepsbouw staalplaat
(4) Pantserstaalplaat
(5) Automobielstaalplaat
(6) Stalen dakplaat
(7) Staalplaat
(8) Elektrisch plaatstaal (Silicium staalplaat)
(9) Veerstaalplaat
(10) Hittebestendige staalplaat
(11) Gelegeerd staal
(12) Overige
Gangbare merken in algemene en mechanische constructiestaalplaten
1. In Japanse staalmaterialen (JIS-serie) bestaat de merknaam van gewoon constructiestaal uit drie delen:
Bijvoorbeeld SS400 - de eerste S staat voor staal, de tweede S voor "structuur" en 400 is de minimale treksterkte van 400MPa, wat staat voor algemeen constructiestaal met een treksterkte van 400 MPa.
2. SPHC - de beginletter S staat voor Steel (Staal), P staat voor Plate (Plaat), H staat voor Heat (Warmte), C staat voor Commercial (Commercieel), wat staat voor warmgewalste staalplaat en band voor algemeen gebruik.
3. SPHD - vertegenwoordigt het stempelen gebruik warmgewalste staalplaat en band.
4. SPHE - staat voor het dieptrekken van warmgewalste staalplaat en band.
5. SPCC - staat voor koudgewalste dunne koolstofstalen plaat en band voor algemeen gebruik. De derde letter C is de afkorting voor Cold. Om de trekproef te garanderen, wordt T toegevoegd aan het einde van het merk om SPCCT te worden.
6. SPCD - staat voor stempelen gebruik koudgewalst koolstofstaal dunne plaat en strip, gelijk aan China's 08AL (13237) hoge kwaliteit koolstof constructiestaal.
7. SPCE - staat voor dieptrekken gebruik koudgewalst koolstofstaal dunne plaat en strip, gelijk aan China's 08AL (5213) dieptrekken staal. Om ervoor te zorgen dat het niet veroudert, wordt N toegevoegd aan het einde van het merk om SPCEN te worden.
Koudgewalst koolstofstaal dunne plaat en strip temperatuuraanduiding: De gegloeide toestand is A, de standaardhardheid is S, 1/8 hard is 8, 1/4 hard is 4, 1/2 hard is 2, hard is 1.
Aanduiding oppervlaktebehandeling: Dof afwerking rollen is D, heldere afwerking rollen is B. Bijvoorbeeld, SPCC-SD staat voor standaard temperatuur, dof afwerking rollen algemeen gebruik koudgewalste koolstof dunne plaat. Een ander voorbeeld, SPCCT-SB staat voor standaard ontlaten, heldere afwerking, die gegarandeerde mechanische eigenschappen van koudgewalste koolstof dunne plaat.
8. De representatiemethode van JIS mechanisch constructiestaal merknaam is: S + koolstofgehalte + lettercode (C, CK), waarbij het koolstofgehalte wordt weergegeven door de mediaanwaarde x 100, letter C staat voor koolstof en K staat voor ontkolingsstaal. Zo heeft opgerold koolstofstaal S20C een koolstofgehalte van 0,18-0,23%.
Siliciumstaal Merk
1. Methode voor de vertegenwoordiging van het Chinese merk:
(1) Koudgewalste niet-georiënteerde band (plaat) van siliciumstaal: Weergavemethode: DW + ijzerverlieswaarde (ijzerverlieswaarde per gewichtseenheid bij een magnetische piekflux van 1,5T met een frequentie van 50HZ en een sinusgolfvorm.) vermenigvuldigd met 100 + diktewaarde vermenigvuldigd met 100. DW470-50 staat bijvoorbeeld voor koudgewalst niet-georiënteerd siliciumstaal met een ijzerverlieswaarde van 4,7w/kg en een dikte van 0,5 mm, en het nieuwe model wordt weergegeven als 50W470.
(2) Koudgewalste georiënteerde band (plaat) van siliciumstaal: Weergavemethode: DQ + ijzerverlieswaarde (ijzerverlieswaarde per gewichtseenheid bij een magnetische piekflux van 1,7T met een frequentie van 50HZ en een sinusgolfvorm.) vermenigvuldigd met 100 + diktewaarde vermenigvuldigd met 100. Soms wordt een G toegevoegd na de ijzerverlieswaarde om een hoge magnetische inductie weer te geven.
(3) Warmgewalste siliciumstaalplaat: Warmgewalste silicium staalplaat wordt vertegenwoordigd door DR, en op basis van het siliciumgehalte, wordt onderverdeeld in laag silicium staal (siliciumgehalte ≤2,8%) en hoog silicium staal (siliciumgehalte >2,8%).
Weergavemethode: DR + ijzerverlieswaarde (ijzerverlieswaarde per gewichtseenheid bij een magnetische piekflux van 1,5T met een frequentie van 50HZ en een sinusgolfvorm.) vermenigvuldigd met 100 + diktewaarde vermenigvuldigd met 100. DR510-50 staat bijvoorbeeld voor warmgewalste siliciumstaalplaat met een ijzerverlieswaarde van 5,1 en een dikte van 0,5 mm.
De merknaam van warmgewalste silicium dunne plaat voor huishoudelijke apparaten wordt vertegenwoordigd door JDR + ijzerverlies waarde + dikte waarde, zoals JDR540-50.
2. De Japan-methode voor merkrepresentatie:
(1) Koudgewalst niet-georiënteerd siliciumstaalband: Bestaat uit nominale dikte (waarde vermenigvuldigd met 100) + code A + gegarandeerde waarde van het ijzerverlies (waarde van het ijzerverlies bij een maximale magnetische fluxdichtheid van 1,5T met een frequentie van 50HZ, vermenigvuldigd met 100). Bijvoorbeeld, 50A470 staat voor een koudgewalste niet-georiënteerde siliciumstaalplaat met een dikte van 0,5 mm en een gegarandeerde waarde voor ijzerverlies van ≤4,7.
(2) Koudgewalste georiënteerde band van siliciumstaal: Samengesteld uit nominale dikte (waarde vermenigvuldigd met 100) + code G: staat voor gewoon materiaal, P: staat voor sterk georiënteerd materiaal + gegarandeerde waarde van het ijzerverlies (waarde van het ijzerverlies bij een maximale magnetische fluxdichtheid van 1,7T met een frequentie van 50HZ, vermenigvuldigd met 100). Bijvoorbeeld, 30G130 staat voor een koudgewalste georiënteerde siliciumstaalplaat met een dikte van 0,3 mm en een gegarandeerde waarde voor ijzerverlies van ≤1,3.
Vertinde plaat en thermisch verzinkte plaat
1. Vertinde plaat: Elektrolytisch blik en strip, ook wel bekend als vertind ijzer, deze stalen plaat (strip) is bekleed met tin op het oppervlak, heeft een goede weerstand tegen corrosie, en is niet giftig, kan worden gebruikt als verpakkingsmateriaal voor blikjes, kabelomhulsel, instrument en telecommunicatie-onderdelen, batterij en andere kleine hardware.
De indeling en symbolen van vertinde stalen platen en banden zijn als volgt:
| Classificatiemethode | Categorie | Symbool |
| Door de hoeveelheid vertinnen | Uniform vertind E1, E2, E3, E4 | |
| Op hardheidsgraad | T50, T52, T57, T61, T65, T70 | |
| Per oppervlaktegesteldheid | Glad oppervlak | G |
| Oppervlak met steenpatroon | S | |
| Oppervlak met linnenpatroon | M | |
| Met passiveringsmethode | Passiveren met laag chroomgehalte | L |
| Chemische passivering | H | |
| Kathodische elektrochemische passivering | Y | |
| Door hoeveelheid olie | Lichtjes oliën. | Q |
| Zwaar oliën | Z | |
| Door oppervlaktekwaliteit | Een set | I |
| Groep twee | II |
De specificaties voor uniforme en differentiële vertindikte zijn als volgt:
| symbool | Nominale hoeveelheid vertinding, g/m2 | Gemiddelde minimale hoeveelheid vertinding g/m2 |
| E1 | 5.6（2.8/2.8） | 4.9 |
| E2 | 11.2（5.6/5.6） | 10.5 |
| E3 | 16.8（8.4/8.4） | 15.7 |
| E4 | 22.4（11.2/11.2） | 20.2 |
| D1 | 5.6/2.8 | 5.05/2.25 |
| D2 | 8.4/2.8 | 7.85/2.25 |
| D3 | 8.4/5.6 | 7.85/5.05 |
| D4 | 11.2/2.8 | 10.1/2.25 |
| D5 | 11.2/5.6 | 10.1/5.05 |
| D6 | 11.2/8.4 | 10.1/7.85 |
| D7 | 15.1/5.6 | 13.4/5.05 |
2. Hot-dip verzinkte plaat: Een zinklaag wordt aangebracht op het oppervlak van dunne staalplaten en staalplaat door middel van een continu hot-dip proces, dat kan voorkomen dat het oppervlak van de dunne staalplaten en staalplaat corrodeert en roest.
Gegalvaniseerde staalplaten en stalen strips worden veel gebruikt in industrieën zoals machines, lichte industrie, bouw, transport, chemie en telecommunicatie. De classificatie en symbolen van gegalvaniseerde staalplaten en stalen strips worden in de onderstaande tabel weergegeven:
| Classificatiemethode | Categorie | Symbool | |
| Volgens de verwerkingsprestaties | Algemeen doel | PT | |
| Mechanische occlusie | JY | ||
| Diepe tekening | SC | ||
| Ultra dieptrekken en weerstand tegen veroudering | CS | ||
| structuur | JG | ||
| In gewicht zinklaag | zink | 001 | 001 |
| 100 | 100 | ||
| 200 | 200 | ||
| 275 | 275 | ||
| 350 | 350 | ||
| 450 | 450 | ||
| 600 | 600 | ||
| Zink-ijzerlegering | 001 | 001 | |
| 90 | 90 | ||
| 120 | 120 | ||
| 180 | 180 | ||
| Door oppervlaktestructuur: | Normale zinkbloem | Z | |
| Kleine zinken bloem | X | ||
| Gladde zinkbloem | GZ | ||
| Zink-ijzerlegering | XT | ||
| Op oppervlaktekwaliteit: | IGROEP | I | |
| Groep II | II | ||
| Door maatnauwkeurigheid: | Geavanceerde precisie | A | |
| Algemene precisie | B | ||
| Door oppervlaktebehandeling: | Chroomzuur Passivering | L | |
| Oliecoating | Y | ||
| Chroomzuurpassivering plus oliecoating | LY |
De zinklaag van nr. 001 weegt minder dan 100g/m2.
Kokend Plaatstaal vs Kalm Plaatstaal
1. Kookplaatstaal is warmgewalst uit gewoon koolstofhoudend constructiestaal, ook wel kokend staal genoemd.
Dit type staal wordt gedeeltelijk gedesoxideerd, waarbij slechts een bepaalde hoeveelheid zwakke desoxidant wordt gebruikt, wat resulteert in een hoog zuurstofgehalte in het gesmolten staal. Wanneer het staal in de gietvorm wordt gegoten, produceert een reactie tussen koolstof en zuurstof overvloedige gassen, waardoor het staal gaat koken, vandaar de naam. Kokend staal heeft een laag koolstofgehalte en een laag siliciumgehalte door de afwezigheid van deoxidatie door ferrosilicium (Si<0,07%).
De buitenlaag van kokend staal wordt gekristalliseerd onder de omstandigheden van intense agitatie veroorzaakt door koken, wat resulteert in een zuiver, dicht oppervlak met goede kwaliteit, uitstekende plasticiteit en stempelprestaties. Er zijn geen significante geconcentreerde krimpgaten, minder snijkoppen, een hoge opbrengst en lage kosten door eenvoudige productieprocessen en minimaal verbruik van ferrolegeringen. Kokend stalen platen worden veel gebruikt bij de vervaardiging van diverse stempeldelen, bouw- en constructieconstructies, en enkele minder belangrijke machineconstructie onderdelen.
Kokend staal heeft echter verschillende onzuiverheden in de kern, aanzienlijke segregatie, niet-compacte organisatie en ongelijke mechanische eigenschappen. Door het hoge gasgehalte is de taaiheid laag, heeft het een hoge brosheid bij lage temperaturen, is het gevoelig voor veroudering en is de lasbaarheid slecht. Daarom zijn kokend stalen platen ongeschikt voor de productie van structuren die schokbelastingen dragen, werken onder lage temperatuursomstandigheden en andere kritieke structuren.
2. Kalm plaatstaal is warmgewalst uit gewoon koolstofhoudend constructiestaal, bekend als kalm staal.
Dit is een volledig gedesoxideerd staal waarbij het gesmolten staal voor het gieten grondig wordt gedesoxideerd met ferromangaan, ferrosilicium en aluminium, wat resulteert in een laag zuurstofgehalte (meestal 0,002-0,003%). Het gesmolten staal blijft rustig in de gietvorm, zonder te koken, vandaar de naam.
Onder normale bedrijfsomstandigheden heeft kalm staal geen bellen en is de structuur uniform dicht. Door het lage zuurstofgehalte zijn er minder oxide-insluitingen in het staal, is de zuiverheid hoger en zijn de brosheid bij koude en de verouderingsneiging klein. Kalm staal heeft ook minder segregatie, meer uniforme eigenschappen en een hogere kwaliteit. Het nadeel van kalm staal is de aanwezigheid van geconcentreerde krimpgaten, een lage vloeigrens en een hoge prijs. Daarom worden rustige staalmaterialen voornamelijk gebruikt in onderdelen die bestand zijn tegen schokken bij lage temperaturen, lasstructuren en andere onderdelen die een hoge sterkte vereisen.
Platen van laaggelegeerd staal zijn platen van kalm staal en semi-kalm staal. Door hun hoge sterkte, superieure prestaties en aanzienlijke staalbesparing, die het structurele gewicht vermindert, wordt hun toepassing steeds uitgebreider.
Koolstof constructiestaal platen
Constructiestaal met koolstof van hoge kwaliteit is koolstofstaal met een koolstofgehalte van minder dan 0,8%. Dit type staal bevat minder zwavel, fosfor en niet-metalen insluitingen dan koolstofstaal, wat resulteert in superieure mechanische prestaties.
Hoogwaardig koolstofhoudend constructiestaal wordt op basis van het koolstofgehalte onderverdeeld in drie categorieën: laag koolstofhoudend staal (C≤0,25%), middelhoog koolstofhoudend staal (C=0,25-0,6%), en hoog koolstofstaal (C>0,6%).
Hoogwaardig koolstofhoudend constructiestaal wordt op basis van mangaangehalte in twee groepen verdeeld: normaal mangaangehalte (mangaan 0,25%-0,8%) en hoog mangaangehalte (mangaan 0,70%-1,20%), waarbij de laatste betere mechanische eigenschappen en verwerkbaarheid heeft.
1. Warmgewalste dunne staalplaat en staalstrip van hoogwaardig koolstofstaal voor constructiedoeleinden:
Deze worden gebruikt in de auto-industrie, de luchtvaartindustrie en andere sectoren. De staalsoorten zijn onder andere kokend staal: 08F, 10F, 15F; kalm staal: 08, 08AL, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50. De kwaliteiten 25 en lager zijn koolstofarme staalplaten en 30 en hoger zijn koolstofarme staalplaten.
2. Warmgewalste dikke staalplaat en brede staalstrip van hoogwaardig koolstof constructiestaal:
Deze worden gebruikt voor verschillende mechanische structuurcomponenten. De staalsoorten omvatten koolstofstaal met een laag koolstofgehalte: 05F, 08F, 08, 10F, 10, 15F, 15, 20F, 20, 25, 20Mn, 25Mn, etc.; koolstofstaal met een gemiddeld koolstofgehalte: 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 30Mn, 40Mn, 50Mn, 60Mn, etc.; koolstofstaal met een hoog koolstofgehalte: 65, 70, 65Mn, etc.
Specifieke constructiestaalplaten
1. Stalen platen voor drukvaten: Deze worden aangeduid met een hoofdletter R op het einde van de staalsoort, die kan worden aangeduid met de rekgrens of koolstofgehalte/legeringselementen. Bijvoorbeeld Q345R, waarbij Q345 de rekgrens is. Op dezelfde manier betekenen 20R, 16MnR, 15MnVR, 15MnVNR, 8MnMoNbR, MnNiMoNbR, 15CrMoR en andere koolstofgehalte of legeringselementen.
2. Stalen platen voor lasgas cilinders: Deze worden aangeduid met een hoofdletter HP aan het einde van de kwaliteit. De kwaliteit kan worden weergegeven door de vloeipunt zoals Q295HP, Q345HP, of door legeringselementen zoals 16MnREHP.
3. Ketelplaten: Wordt aangeduid met een kleine letter g aan het einde van de kwaliteit. De kwaliteit kan worden aangeduid met de vloeipunt, zoals Q390g, of met koolstofgehalte of legeringselementen, zoals 20g, 22Mng, 15CrMog, 16Mng, 19Mng, 13MnNiCrMoNbg, 12Cr1MoVg, enz.
4. Plaatstaal voor bruggen: Aangegeven met een kleine letter q aan het einde van de kwaliteit, zoals Q420q, 16Mnq, 14MnNbq, enz.
5. Stalen platen voor autobalken: Deze worden aangeduid met een hoofdletter L op het einde van de kwaliteit, zoals 09MnREL, 06TiL, 08TiL, 10TiL, 09SiVL, 16MnL, 16MnREL, enz.
Staalplaten met kleurcoating
Staalplaten en -strips met kleurcoating zijn producten die metalen stripmaterialen als basis gebruiken en verschillende soorten organische coatings op hun oppervlak aanbrengen. Ze worden gebruikt in de bouw, huishoudelijke apparaten, stalen meubelen, transportmiddelen, enz.
De classificaties en codes voor stalen platen en band zijn volgens onderstaande tabel:
| Classificatiemethode | Categorie | Codenaam |
| Door gebruik | Buitenbouw | JW |
| Voor gebouwinterieurs | JN | |
| Voor huishoudelijke apparaten | JD | |
| Per oppervlaktegesteldheid | Gecoate plaat | TC |
| Bedrukte vellen | YH | |
| Vellen met reliëf | YaH | |
| Per type coating | Polyester buitenkant | WZ |
| Polyester voor binnengebruik | NZ | |
| Silicium Gewijzigd Polyester | GZ | |
| Buitengebruik Acryl | WB | |
| Acryl voor binnengebruik | NB | |
| Kunststof sol | SJ | |
| Organische sol | YJ | |
| Per substraatcategorie | Koudgewalst bandstaal met laag koolstofgehalte | DL |
| Kleine hoek platte stalen strip | XP | |
| Grote platte staalplaat | DP | |
| Zink-ijzer gelegeerd staal strip XT | XT | |
| Elektrolytisch verzinkt staal DX | DX |
Constructiestaal voor scheepsbouw
In het algemeen verwijst scheepsbouwstaal naar staal dat wordt gebruikt voor de constructie van scheepsrompen. Het gaat om stalen materialen die worden geproduceerd volgens de constructiespecificaties van classificatiebureaus voor schepen. Deze worden vaak besteld, geproduceerd en verkocht als specifiek staal en omvatten scheepsplaten, constructiestaal enzovoort.
Momenteel produceren verschillende grote staalbedrijven in ons land het en kunnen ze scheepsbouwstaal produceren volgens verschillende nationale specificaties volgens de behoeften van de klant. Deze omvatten normen van landen zoals de Verenigde Staten, Noorwegen, Japan, Duitsland, Frankrijk, enz. De specificaties zijn als volgt:
| Nationaliteit | Specificatie |
| China | CC's |
| Verenigde Staten | ABS |
| Duitsland | GL |
| Frankrijk | BV |
| Noorwegen | DNV |
| Japan | KDK |
| Groot-Brittannië | LR |
I. Soorten en specificaties
Constructiestaal voor scheepsrompen wordt ingedeeld in sterktes op basis van de minimale rekgrens: constructiestaal met algemene sterkte en constructiestaal met hoge sterkte.
Algemene sterkte constructiestaal volgens de standaardspecificatie van het China Classification Society is onderverdeeld in vier kwaliteitsniveaus: A, B, D, E. Hoge sterkte constructiestaal volgens de standaardspecificatie van het China Classification Society is onderverdeeld in drie sterktes, vier kwaliteitsniveaus:
| A32 | A36 | A40 |
| D32 | D36 | D40 |
| E32 | E36 | E40 |
| F32 | F36 | F40 |
II. Mechanische eigenschappen en chemische samenstelling
De mechanische eigenschappen en chemische samenstelling van constructiestaal met algemene sterkte voor scheepsrompen zijn als volgt:
| Staalsoort | Opbrengstpunt σs (MPa) niet minder dan | Treksterkte σ b (MPa) | Rek σ% Niet minder dan | Koolstof C | Mangaan Mn | Silicium Si | Zwavel S | Fosfor P |
| A | 235 | 400-520 | 22 | ≤ 0.21 | ≥ 2.5 | ≤ 0.5 | ≤ 0.035 | ≤ 0.035 |
| B | ≤ 0.21 | ≥ 0.80 | ≤ 0.35 | |||||
| D | ≤ 0.21 | ≥ 0.60 | ≤ 0.35 | |||||
| E | ≤ 0.18 | ≥ 0.70 | ≤ 0.35 |
Mechanische eigenschappen en chemische samenstelling van constructiestaal met hoge sterkte voor rompen
| Staalsoort | Opbrengstpunt σs (MPa) Niet minder dan | Treksterkte σb (MPa) | Rek σ% Niet minder dan | Koolstof C | Mangaan Mn | Silicium Si | Zwavel S | Fosfor P |
| A32 | 315 | 440-570 | 22 | ≤0.18 | ≥0.9-1.60 | ≤0.50 | ≤0.035 | ≤0.035 |
| D32 | ||||||||
| E32 | ||||||||
| F32 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 | |||||
| A36 | 355 | 490-630 | 21 | ≤0.18 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||
| D36 | ||||||||
| E36 | ||||||||
| F36 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 | |||||
| A40 | 390 | 510-660 | 20 | ≤0.18 | ≤0.035 | ≤0.035 | ||
| D40 | ||||||||
| E40 | ||||||||
| F40 | ≤0.16 | ≤0.025 | ≤0.025 |
III. Aandachtspunten voor levering en acceptatie van scheepsbouwstaal:
Herziening van kwaliteitscertificering:
Bij levering zal de staalfabriek zeker originele kwaliteitscertificaten afleveren en overhandigen volgens de eisen van de gebruiker en de overeengekomen specificaties van het contract. Het certificaat moet de volgende inhoud bevatten:
(1) Vereiste specificaties;
(2) Kwaliteitsregistratienummer en certificatienummer;
(3) Partijnummer en technische graad;
(4) Chemische samenstelling en mechanische eigenschappen;
(5) Certificaat van goedkeuring van het classificatiebureau en de handtekening van de scheepsinspecteur.
Lichamelijk onderzoek:
Bij levering van scheepsbouwstaal moeten fysieke voorwerpen onder andere het merkteken van de fabrikant dragen. Specifiek moeten ze het volgende bevatten
(1) Goedkeuringsmerk van het classificatiebureau van het schip;
(2) Met verf aangebrachte of bevestigde markeringen, inclusief technische parameters zoals: batchnummer, standaardsoort, afmetingen, enz;
(3) Het uiterlijk moet schoon en glad zijn, zonder gebreken.
(1) Door de hoge stijfheid van constructiestaal gevormd uit platen met hoge sterkte, die grote traagheidsmomenten en een hoge buigweerstandsmodulus hebben, vooral omdat de toepassingseisen voorboren vóór het koudbuigen noodzakelijk maken, kunnen er verschillen optreden in de vlakheid van het materiaaloppervlak en de randafmetingen.
Daarom is het nodig om meer laterale positioneerinrichtingen toe te voegen in het ontwerp van koude buiggaten voor dergelijke constructiestaalplaten met hoge sterkte.
Door geschikte gatvormen te ontwerpen, de rolspleet redelijk te regelen en ervoor te zorgen dat het materiaal dat elke gatvorm ingaat niet afwijkt, kan de invloed van verschillen in vlakheid van het materiaaloppervlak en randafmetingen op de daaropvolgende koudbuigvorm worden beperkt.
Een ander belangrijk kenmerk is het ernstige terugveringsfenomeen van structurele staalplaten met hoge sterkte. Springback kan leiden tot boogranden, waardoor overbuigen nodig is om te corrigeren, en het is een uitdaging om de overbuigingshoek onder de knie te krijgen, die moet worden aangepast en gecorrigeerd tijdens het debuggen tijdens de productie.
(2) Er zijn meerdere vormgangen nodig. De belangrijkste bewerkingsfase in het koudbuigproces is de buigvervorming.
Afgezien van een kleine uitdunning bij de lokale buighoek van het product, wordt aangenomen dat de dikte van het vervormde materiaal constant blijft tijdens het vervormingsproces. Bij het ontwerpen van de gatvorm is het essentieel om de hoeveelheid vervorming redelijk te verdelen, vooral in de eerste paar en volgende passen, waar de vervormingshoeveelheid niet te groot moet zijn.
Zijrollen en overbuigrollen kunnen worden gebruikt om de profielen voor te buigen en de neutrale lijn van de profieldoorsnede uit te lijnen met de neutrale lijn van het afgewerkte profiel, zodat de krachten die op het profiel worden uitgeoefend, in evenwicht zijn en buiging in de lengterichting wordt vermeden.
Als er tijdens het verwerken buiging in de lengterichting wordt geconstateerd, kunnen er afhankelijk van de situatie extra rollen worden toegevoegd, vooral in de latere stadia.
Maatregelen zoals het gebruik van een rechtzetmachine voor het rechtzetten, het aanpassen van de afstand tussen de frames, het gebruik van steunrollen en het aanpassen van de rolafstanden voor elk frame kunnen het buigen in de lengterichting minimaliseren of elimineren. Opgemerkt moet worden dat er deskundige technische vaardigheden nodig zijn om het doorbuigen in de lengterichting te beperken door de rolopeningen van elk frame aan te passen.
(3) De controle van de snelheid van de koudbuigrol en de aanpassing van de druk van de vormrol moeten geschikt zijn om herhaaldelijke vermoeidheidsscheuren door koudbuigen te minimaliseren.
Adequate smering en koeling moeten worden uitgevoerd om het optreden van thermische spanningsscheuren verder te verminderen en de temperatuur te beheersen. buigradius - De buigradius mag niet te klein zijn, anders kan het productoppervlak gemakkelijk barsten.
Om het fenomeen van post-elongatiebreuk aan te pakken dat wordt waargenomen in platen met hoge sterkte tijdens het koud vervormen en koud buigprocesHet optimaliseren van de doorsnedevorm, zoals het vergroten van de buigradius, het verkleinen van de koude buighoek of het vergroten van de doorsnedevorm, onder de premisse dat voldaan moet worden aan de mechanische ontwerpeisen van het materiaal, is een effectieve methode. Dit wordt aanbevolen om te voldoen aan structurele ontwerpeisen.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO