Dal 2000, la colata di acciaio è diventata una parte sempre più importante dell'attività di Dawang. Il nostro impianto di fonderia di colata di acciaio a Dandong, in Cina, ha un design eccellente, una buona gestione del progetto e una garanzia di qualità. Rispetto ad altri colleghi, i vantaggi del basso costo, dell'alta qualità e dell'aumento della capacità produttiva ci hanno permesso di distinguerci nell'industria della colata dell'acciaio e di aggiudicarci molti famosi progetti di colata dell'acciaio.
I fattori che influenzano i gradi di colata dell'acciaio
La suddivisione dei gradi di colata di acciaio è influenzata dalla composizione chimica, dalla manipolazione e dalle proprietà meccaniche della colata di acciaio. Oltre alla percentuale effettiva di carbonio e di altre leghe nel materiale, anche la microstruttura ha un impatto significativo sulle proprietà meccaniche dei getti di acciaio, influenzando così la classificazione dei gradi di colata.
È fondamentale comprendere la microstruttura della colata di acciaio, l'uso della formatura a caldo e a freddo e come trattare la colata di acciaio dopo la produzione. Inoltre, la manipolazione della composizione e della microstruttura dei getti di acciaio comporterà cambiamenti tra le diverse proprietà. Ad esempio, una colata di acciaio più complessa può ridurre i gradi di resistenza.
L'influenza della microstruttura sui gradi di colata dell'acciaio
La microstruttura della colata di acciaio si riferisce al modo in cui le forze tra le molecole si collegano. I processi di riscaldamento e raffreddamento sono utilizzati per modificare la microstruttura da una forma all'altra, influenzando così i gradi di colata dell'acciaio.
La microstruttura della colata di acciaio non può essere osservata a occhio nudo, ma può essere studiata al microscopio. La colata di acciaio può utilizzare diverse microstrutture: ferrite, perlite, martensite, cementite e austenite.
Ferrite
In genere, le colate di acciaio con un basso contenuto di carbonio adottano questo tipo di microstruttura. La forma caratteristica della ferrite è una struttura cristallina cubica centrata sul corpo (BCC). Visivamente, si tratta di un cubo con una molecola ad ogni angolo e una molecola al centro del cubo. Rispetto alla microstruttura di altri tipi di acciaio da colata, le molecole della BCC sono più libere. Tuttavia, la quantità di carbonio aggiunta alla colata di acciaio senza modificare la microstruttura della ferrite è scarsa, solo 0,006% a temperatura ambiente.
Austenite
L'austenite è una microstruttura che si forma quando le leghe a base di ferro per colata in acciaio vengono riscaldate a temperature superiori a 1500°F ma inferiori a 1800°F. Se nella colata di acciaio è presente la lega appropriata, come il nichel, il materiale di colata mantiene questa microstruttura anche quando viene raffreddato. La forma caratteristica dell'austenite è la struttura cristallina cubica a facce centrate (FCC). Visivamente simile a un cubo, ogni angolo ha una molecola e ogni lato del cubo ha una molecola al centro. Le molecole della struttura dell'austenite sono più dense di quelle della struttura della ferrite. L'austenite può contenere fino a 2% di carbonio ed è una microstruttura comune dei gradi di colata dell'acciaio.
Cementite
Quando la colata di acciaio viene riscaldata fino all'intervallo di austenite, deve essere raffreddata in assenza di lega per mantenere la forma di austenite. In altre parole, la microstruttura della colata di acciaio viene riportata alla forma di ferrite. Tuttavia, se il contenuto di carbonio nella colata di acciaio è superiore a 0,006%, gli atomi di carbonio in eccesso si combinano con il ferro per formare un composto chiamato Fe3C o cementite. In circostanze normali, la cementite non compare da sola perché alcuni tipi di colata di acciaio mantengono la ferrite.
Perlite
La perlite è una struttura stratificata formata da strati alternati di ferrite e cementite di gradi di acciaio da colata. Quando i gradi di acciaio da colata vengono raffreddati lentamente, si forma una miscela eutettica. La miscela eutettica è una miscela prodotta dalla cristallizzazione simultanea di due materiali fusi. In queste condizioni, si formano contemporaneamente ferrite e cementite, formando così strati alternati nella microstruttura.
Martensite
La martensite ha una struttura cristallina tetragonale a corpo centrato. Questa forma microcristallina si ottiene con un rapido raffreddamento della colata di acciaio, che provoca l'intrappolamento degli atomi di carbonio all'interno del reticolo di ferro. Alla fine, si possono ottenere gradi di colata di acciaio con strutture aghiformi molto dure. La colata di acciaio con una struttura microcristallina di martensite è di solito una
acciaio a basso tenore di carbonio lega contenente circa 12% di cromo.
I produttori e i consumatori di colate di acciaio devono comprendere la microstruttura della colata di acciaio e i gradi di colata di acciaio. Il contenuto di carbonio, la concentrazione di leghe e i metodi di finitura influiscono sui gradi di colata dell'acciaio per controllare le prestazioni del prodotto finito. A seconda del metodo di finitura e del trattamento termico utilizzato, due getti di acciaio con lo stesso contenuto di lega possono avere microstrutture diverse.
La formatura a caldo e la formatura a freddo influenzano i gradi di colata dell'acciaio
La colata di acciaio si forma dopo la colata di acciaio fuso. Poi la colata di acciaio viene rifinita per prevenire la corrosione. La colata di acciaio viene solitamente gettata in modelli esistenti: blumi, billette e bramme. Quindi si forma uno stampo mediante laminazione. In base ai gradi di colata, al materiale e all'applicazione di destinazione, la colata può essere laminata a caldo, a caldo o a freddo. Nel processo di laminazione, la deformazione per compressione viene completata utilizzando due rulli di lavoro. I rulli ruotano rapidamente tirando e comprimendo l'acciaio tra le colate di acciaio.
L'influenza della formatura a freddo sui gradi di colata dell'acciaio
La microstruttura della colata di acciaio può essere modificata controllando il riscaldamento e il raffreddamento. Ciò ha portato allo sviluppo di diversi gradi di colata di acciaio. La modifica della microstruttura può cambiare i gradi di colata dell'acciaio.
La formatura a freddo è un processo di laminazione al di sotto della temperatura di ricristallizzazione della colata di acciaio. La pressione esercitata dai rulli sulla colata di acciaio provoca dislocazioni nella microstruttura del materiale, influenzando così i gradi della colata di acciaio. Con l'accumulo di queste dislocazioni, la colata di acciaio diventa sempre più difficile da deformare. La laminazione a freddo modifica anche i gradi di fragilità della colata di acciaio, che possono essere superati con un trattamento termico.
L'influenza della formatura a caldo sui gradi di colata dell'acciaio
Il trattamento termico comprende una serie di processi, tra cui ricottura, tempra e rinvenimento. Nei gradi di colata dell'acciaio, flessibilità e resistenza sono inversamente proporzionali. Il trattamento termico può aumentare la flessibilità a scapito dei gradi di resistenza della colata di acciaio e viceversa.
La microstruttura della colata di acciaio subisce un cambiamento di fase a una temperatura specifica. Il trattamento termico si basa sulla comprensione e sul funzionamento di particolari punti di transizione:
Temperatura di normalizzazione: L'austenite è la fase che forma le altre strutture. La maggior parte dei trattamenti termici riscalda prima la colata di acciaio fino a una fase di austenite uniforme di 1500-1800°F.
Temperatura critica superiore: La temperatura critica superiore è il punto di temperatura in cui inizia la cementite o la ferrite. Ciò avviene quando la colata di acciaio si raffredda dalla temperatura di normalizzazione. A seconda del contenuto di carbonio, questo punto è compreso tra 1333-1670°F.
Temperatura critica più bassa: La temperatura critica inferiore è il punto di trasformazione da austenite a perlite. L'austenite non può esistere al di sotto della temperatura critica inferiore di 1333°F.
Velocità di raffreddamento: FLa temperatura di normalizzazione alla temperatura critica superiore e inferiore determinerà la microstruttura dei gradi di colata dell'acciaio ottenuti a temperatura ambiente.
Tipo di trattamento termico
Sferoidizzazione
La sferoidizzazione si verifica quando la colata di acciaio viene riscaldata a circa 1290°F per 30 ore. Lo strato di cementite nella microstruttura della perlite si trasforma in uno sferoide, formando così la colata di acciaio più morbida e duttile.
Completamente ricotto
La colata di acciaio viene ricottata riscaldandola prima a una temperatura leggermente superiore a quella critica e poi raffreddandola a una velocità di circa 36°F all'ora. Questo processo produce una struttura perlitica grossolana con flessibilità e assenza di stress interno.
Ricottura di processo
Il processo di ricottura può ridurre lo stress dei gradi di colata di acciaio lavorati a freddo. La colata d'acciaio viene riscaldata a 1025-1292°F. Le dislocazioni nella microstruttura vengono riparate raffreddando il pre-cristallo riformato della colata di acciaio.
Ricottura isotermica
La colata di acciaio viene prima riscaldata alla temperatura critica superiore. Quindi viene raffreddato e mantenuto alla temperatura critica inferiore. Quindi si raffredda gradualmente a temperatura ambiente. Questo processo garantisce che il materiale della colata di acciaio raggiunga una temperatura e una microstruttura uniformi prima della successiva fase di raffreddamento.
Normalizzato
Riscaldare la colata di acciaio alla temperatura di normalizzazione per un'ora. A questo punto, la colata di acciaio entra nella fase di austenite. Quindi la colata di acciaio viene raffreddata ad aria. La normalizzazione produce una microstruttura di perlite fine con elevata resistenza e durezza.
Tempra
La colata di acciaio viene riscaldata fino alla temperatura di normalizzazione e poi raffreddata (attraverso un rapido raffreddamento per immersione in acqua, acqua salata o olio) fino alla temperatura critica superiore. Il processo di tempra produce una struttura martensitica. A questo punto, i tipi di colata di acciaio sono impegnativi ma molto fragili.
Acciaio temprato temperato
La tempra dell'acciaio temprato è il trattamento termico più comune perché i gradi di colata dell'acciaio possono essere previsti con precisione. L'acciaio bonificato viene riscaldato a una temperatura inferiore al punto critico inferiore e poi raffreddato. Il clima varia a seconda del risultato atteso: l'intervallo 298-401°F è il più comune. Questo processo ripristina parte della tenacità dei tipi di colata di acciaio fragile, consentendo la formazione di alcuni sferoidi.
Le proprietà meccaniche influenzano i gradi di colata dell'acciaio
Le proprietà meccaniche che influenzano i gradi di colata dell'acciaio comprendono i seguenti aspetti secondo gli standard internazionali. Le principali proprietà meccaniche dei getti in acciaio
Durezza
La durezza è la capacità dei materiali di fusione in acciaio di resistere all'usura. L'aumento della durezza può essere ottenuto aumentando il contenuto di carbonio e temprando per formare la martensite.
Potenza
La resistenza è la forza necessaria per deformare un materiale di colata in acciaio. La normalizzazione di un pezzo di colata d'acciaio migliora i gradi di colata formando una microstruttura coerente in tutto il materiale.
Malleabilità
La duttilità è il grado di deformazione del getto d'acciaio sotto sforzo di trazione. A causa delle dislocazioni nella microstruttura, l'acciaio formato a freddo ha una bassa elasticità. La ricottura migliorerà questo aspetto riformando il cristallo della colata di acciaio ed eliminando così alcune dislocazioni.
La robustezza
La tenacità è la capacità di un getto di acciaio di resistere alla pressione senza rompersi. L'acciaio temprato può essere reso più rigido mediante rinvenimento grazie all'aggiunta di sferoidi alla microstruttura della colata.
Lavorabilità
La lavorabilità si riferisce alla problematicità e alla facilità di formazione dei gradi di colata in acciaio mediante taglio, rettifica o foratura. La lavorabilità è influenzata principalmente dalla durezza dei gradi di colata in acciaio. Più il materiale è complesso, più è difficile da lavorare.
Saldabilità
La saldabilità è la capacità di saldare i getti di acciaio. Dipende principalmente dalla composizione chimica e dal trattamento termico. I punti di fusione, così come la conducibilità elettrica e termica, influiscono sulla saldabilità dei getti d'acciaio.
Descrizione della qualità in base ai gradi di colata dell'acciaio
Il descrittore di qualità è un simbolo utilizzato per valutare un'ampia gamma di prodotti di colata di acciaio utilizzando il sistema dei gradi di colata di acciaio. Ad esempio, descrive la qualità commerciale, industriale o strutturale della colata di acciaio. Questi sistemi di gradi di colata dell'acciaio suddividono l'acciaio in applicazioni specifiche e i processi di produzione in determinate aree, facilitando il processo decisionale dei consumatori. Secondo il sistema dei gradi di colata dell'acciaio, la qualità dell'acciaio viene giudicata in base alla descrizione dei seguenti fattori:
- Salute interna
- Composizione chimica e uniformità
- Grado di difettosità della superficie
- Ambito di applicazione dei test nel processo di produzione
- Numero, dimensioni e distribuzione delle inclusioni
- Temprabilità
Sistema di classificazione dei getti d'acciaio
ASTM, AISI e SAE hanno pubblicato un sistema di classificazione dei gradi di colata dell'acciaio che fornisce a ingegneri, produttori e consumatori uno standard di riferimento per valutare le caratteristiche dell'acciaio. I gradi di colata dell'acciaio sono generalmente particolari e descrivono molti aspetti come la composizione chimica, le proprietà fisiche, il trattamento termico, il processo di produzione e la forma dell'acciaio.
Sistema dei gradi di colata dell'acciaio ASTM
Il sistema descrittivo ASTM dei gradi di colata dell'acciaio è costituito da lettere seguite da numeri di serie. Ad esempio, si usa "A" per il metallo ferroso e "53" per il numero di acciaio al carbonio zincato. Il significato di ASTM A53 comprende quanto segue:
composizione chimica:
Carbonio: 0,25 (grado A), 0,30 (grado B)
Manganese: 0,95 (grado A), 1,20 (grado B)
Fosforo: 0,05
Zolfo: 0,045
Comportamento meccanico:
Resistenza alla trazione: 330 MPa o 48.000 psi (grado A), 414 MPa o 60.000 psi (grado B)
Resistenza allo snervamento: 207 MPa o 30.000 psi (grado A), 241 MPa o 35.000 psi (grado B)
Forma ed elaborazione:
Tubo NPS 1/8 - NPS 26
Acciaio zincato
Nero e a caldo
Zincato
Saldatura senza saldatura
Sistema di gradi di colata dell'acciaio SAE
Il sistema dei gradi di colata dell'acciaio AISI/SAE utilizza quattro cifre per classificare la colata di acciaio. Le prime due cifre indicano la concentrazione del grado di acciaio e degli elementi di lega, mentre le ultime due cifre indicano la concentrazione di carbonio contenuta nella colata di acciaio. Ad esempio, SAE 5130 descrive una colata di acciaio con 1% di cromo e 0,30% di carbonio. Il prefisso della lettera indica la qualità del commerciante.
Dawang è specializzata nella colata di acciai popolari di diversi gradi di colata. Per la colata di acciaio, facciamo riferimento agli standard dei gradi di colata di acciaio di WCB e WCC. La colata di acciaio è diventata il campo professionale di Dawang, in grado di soddisfare molte applicazioni. Siamo lieti che i clienti ci contattino in qualsiasi momento e ci comunichino le loro esigenze, in modo da poter fornire suggerimenti per voi.
