Сталь ASTM A27:выбор правильной марки для вашего литья

Понимание влияния химического состава и термической обработки после сварки

Перед размещением заказа в литейном цеху необходимо определить правильную спецификацию материала отливки. Это гарантирует, что желаемая отливка будет обладать необходимыми качествами для наилучшей производительности и долговечности. Заказы на отливки на литейном заводе обычно выполняются в соответствии со спецификациями ASTM — системой классификации стали и других материалов на основе механических свойств, химического анализа и предполагаемого использования. ASTM International, ранее известная как Американское общество по испытаниям и материалам (ASTM), является всемирно признанной организацией по стандартизации.

Что такое ASTM A27?

В зависимости от требуемых механических и химических свойств сталь (Fe) будет содержать различное количество посторонних элементов (сплавов) в дополнение к углероду (C). ASTM A27 — это спецификация, разработанная для отливок из углеродистой стали общего назначения. Часто упоминается как мягкая сталь или простая углеродистая сталь , соотношение стоимости и прочности этой распространенной формы стального литья делает ее желательной для широкого спектра применений.

ASTM A27 предлагает несколько марок и два класса стальных отливок, которые могут быть указаны в зависимости от требований к химическому составу и прочности конструкции. Он также содержит дополнительные требования, если отливки требуют уникальных проверок и соблюдения других проектных требований. ASTM A27 включает отливки из углеродистой стали для приложений, требующих минимальной прочности на растяжение до 70 тысяч фунтов на квадратный дюйм (485 МПа).

ASTM A27 включает несколько марок стали и два класса стальных отливок. Каждая марка различается в зависимости от химического состава и типа термической обработки, необходимой для изменения механических свойств.

Дополнительные испытания могут применяться к спецификациям при испытаниях помимо химического анализа и анализа на растяжение. Дополнительное тестирование требует от производителей проведения ряда дополнительных тестов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

Осмотр поверхности

Внутреннее тестирование на надежность

Проверка прочности

Осмотрите литье на наличие трещин или разрывов, наблюдая за текстурой поверхности и деформациями.

Осмотрите сталь на наличие внутренних пустот, чтобы убедиться в отсутствии трещин, усадочных полостей и других дефектов.

Осмотрите, чтобы проверить температуру, зависящий от пластического и хрупкого перехода.

Например. Магнитопорошковое исследование

Например. Рентгенологическое исследование

Например. Испытание на удар по Шарпи

Влияние термообработки

Термическая обработка используется для изменения, ремонта или улучшения физических свойств металла. Этот процесс в литейном цехе включает нагрев и охлаждение в печах для термообработки, часто до экстремальных температур. Это снижает напряжение в отливке, выравнивает физические свойства отливки и изменяет физические свойства металла. Термическая обработка включает в себя полный отжиг, нормализацию и отпуск или закалку и отпуск. Термическую обработку следует проводить после полного остывания отливок.

При рассмотрении марок и классов стали решающую роль играет термическая обработка. Все отливки, за исключением марок Н-1 и У-60-30, должны быть термически обработаны. На класс стали в значительной степени влияет потребность отливки в термообработке после сварки.

Выбор марки стали

Выбирая марку стали, выбирайте ту, которая соответствует фактическим требованиям, а не марку, которая нацелена на выполнение условий, которые никогда не ожидаются. Более высокие оценки и дополнительные тесты обычно требуют более высоких затрат. Когда выполняются лишние испытания или критерии приемки сверх того, что необходимо, добавляются расходы, не обязательно повышающие эксплуатационную пригодность отливки. Требуемый объем тестирования и критерии приемлемости должны соответствовать требованиям к дизайну и обслуживанию.

МАРКИ СТАЛИ

Уровень N-1

Только химический анализ

Уровень N-2

Термически обработанный, но не подвергнутый механическим испытаниям

Класс U-60–30

Прошел механические испытания, но не термообработан

Класс 60–30, 65–35, 70–36 и 70–40

Термически обработанный, но не подвергнутый механическим испытаниям

Выбор класса стали

После того, как вы определились с маркой стали, пришло время выбрать класс стали. Существует два отдельных класса стали, различающихся необходимостью термической обработки.

• Класс 1:требуется термообработка после сварки
  

  Литейный цех должен подвергнуть термической или повторной термической обработке отливку, если выполняется какая-либо сварка.

• Класс 2:термообработка после сварки не требуется
  

  Литейный завод может выполнять некоторую сварку отливки без необходимости термообработки или повторной термообработки. Это нормально в случае очень маленьких косметических сварных швов.

Если сварные швы требуют термической обработки, важно указать класс 1 вместе с маркой. И наоборот, если термическая обработка не будет использоваться, следует указать класс 2 вместе с маркой.

Испытания на прочность ASTM A27

Испытания на прочность обычно проводятся на репрезентативных стальных стержнях, называемых образцами, а не на сечениях, взятых из реальных отливок. Пробы, сделанные на купонах, имеют тот же состав отливки, что и отливки, и термообработку отливают одновременно с отливками. Результаты покажут качество стали, но не обязательно свойства самой отливки. Во время термической обработки на условия затвердевания и скорость охлаждения влияют размер, форма и толщина отливки.

Спецификации стали обычно относятся к пределу прочности и пределу текучести. Сталь A27, за исключением марок N-1 и N-2, должна пройти испытание на растяжение и соответствовать следующим механическим требованиям:

Прочность на растяжение (предельная прочность на растяжение)

Прочность материала, измеряемая максимальным напряжением, которое он может выдержать при растяжении до разрыва.

Точка доходности

Напряжение, которому может подвергнуться материал, прежде чем он начнет пластически деформироваться.

Удлинение (%)

Процент начальной длины, на которую растягивается образец для испытания на растяжение перед разрывом или разрушением.

Уменьшение площади (%)

Разница между первоначальной площадью поперечного сечения образца при растяжении и наименьшей площадью после разрыва (выраженная в процентах от исходной площади).

Испытания на прочность и испытания на твердость

Прочность на растяжение не то же самое, что твердость. Прочность на растяжение относится к сопротивлению материала разрыву при растяжении. Как упоминалось ранее, прочность на растяжение можно проверить с помощью контрольных образцов для проверки свойств на растяжение, включая предел прочности на растяжение, предел текучести и удлинение отливки.

Твердость относится к способности материала сопротивляться деформации. Когда дело доходит до неаустенитной стали, существует постоянная функциональная зависимость между значениями твердости и пределом прочности при растяжении, и поэтому измерение твердости может указывать на предел текучести при растяжении. В литейном производстве испытание на твердость обеспечивает дешевый, простой и систематический способ проверки физических свойств без необходимости проведения уникальных испытаний на растяжение. Хотя они не обеспечивают точного или гарантированного измерения, они относительно точны для однородных сталей. Таким образом, испытание на твердость и последующее преобразование могут стать быстрым и экономичным методом быстрого подтверждения допущений о физических свойствах.