Как преобразовать марки стали ASTM

Указание стали для производства за рубежом

При производстве за границей североамериканским дизайнерам может потребоваться учитывать различия в разговорном языке. Технические спецификации также являются языком, и стандартные спецификации для материалов и процессов определяются по-разному в каждой стране мира. Начинающему дизайнеру марки стали могут показаться простыми, где нержавеющая сталь 316 — это один материал, а чугун — другой, но в каждой из этих категорий металлов есть различия. Ходят слухи о том, что люди получают некачественную сталь из других юрисдикций. Это заставляет некоторых дизайнеров задуматься о том, есть ли что-то неотъемлемое в официальных стандартах других стран, что может привести к таким жалобам.

Международные стандарты не переводятся, металл к металлу, как могут переводиться слова. При переводе из одного стандарта в другой практически невозможно найти идентичные составы для данного типа металла. Возникает вопрос:можете ли вы найти эквивалент? Это может сбивать с толку, так как у каждой названной марки металла есть свой химический состав и правила производства.

Для людей, не разбирающихся в материалах, эти различия могут сделать покупку иностранного металла сомнительной, как заказ некачественной подделки. Тем не менее, качество марок стали одинаково хорошее от страны к стране. Понимание того, что определяет стандарт или спецификация стали, может помочь североамериканскому предприятию ориентироваться в зарубежном производстве.

Объяснение марок стали

Металлические сплавы представляют собой смесь различных пропорций элементов. Стандарт включает химический состав или «рецепт» сплава, документируя, какие различные элементы следует в него вплавлять. Также могут быть даны конкретные инструкции по температуре плавления, охлаждению и обработке.

Опубликованные стандарты также фиксируют механические свойства определенного металла. Если он был изготовлен правильно, металл должен иметь не только правильный химический анализ, но и показывать в правильном диапазоне механические испытания.

Стали содержат железо и углерод. Стандарты на каждую марку стали определяют весовые доли каждого из этих элементов, а также любых легированных ими дополнительных элементов. Эти добавки могут создавать различные характеристики:например, хром присутствует в нержавеющей стали, чтобы предотвратить ржавление.

В большинстве стандартов на потребительские металлы пропорции каждого элемента указаны в допустимом диапазоне, а не в точном количестве. Например, сталь марки ASTM 1050 названа так потому, что она содержит примерно 0,50% углерода по весу. Однако допуск по процентному содержанию углерода в стандарте ASTM 1050 составляет 0,48-0,55%. Аналогичная японская спецификация устанавливает углерод между 0,47–0,53% и допускает кремний и другие микроэлементы, тогда как стандарт ASTM этого не делает.

В спецификациях стали часто указываются диапазоны для углерода, марганца, кремния, фосфора, серы, хрома, никеля и молибдена, и ни один из них не устанавливает одинаковые диапазоны для каждого элемента. Именно по этой причине стандарты стали от разных организаций не совпадают точно:допуски просто перекрываются. Если в одной стали указано содержание серы менее 0,007%, а в другой допустимо содержание серы до 0,040%, это разные стали? Небольшие изменения не имеют значения во многих ситуациях, но могут иметь значение в зависимости от предполагаемого использования металла.

Не только химия, но и обработка меняет поведение металла. Металл является кристаллическим и образует зернистую микроструктуру при охлаждении. Химия, плавление, охлаждение и термическая обработка могут изменить зернистость металла. Это напрямую влияет на прочность на растяжение, твердость и хрупкость. Следовательно, спецификация стали может также включать этапы производства, необходимые для создания определенных микроструктур, включая мартенситные, аустенитные или ферритные зерна.

При замене одного стандарта на другой квалифицированный металлург или инженер оценит сопоставимые марки на основе механических свойств. Инженер считает, что конечный продукт должен делать и в каких условиях. Используя свое понимание химии, ожидаемую рабочую нагрузку и знание условий, в которых будет работать продукт, они могут найти сталь, соответствующую требованиям продукта, в любом стандарте. Все признанные стандарты стали, как правило, имеют одинаковую строгость, что делает возможным такой перевод.

Не разница в опубликованных стандартах является источником некачественных посторонних металлов.

Руководство для организаций по стандартизации

Существует множество организаций по стандартизации, которые устанавливают спецификации для производства.

В большинстве стран стандарты металлов были введены, когда организации-производители металлов собрались вместе, чтобы создать и распространить «книгу рецептов» для представителей своей отрасли.

По мере развития промышленной революции эта стандартизация казалась настолько полезной для промышленности, что начали возникать зонтичные организации по стандартизации, которые объединяли различные связанные организации.

Например, Американский институт чугуна и стали (AISI) определяет множество марок стали; они являются первой производственной организацией, стандартизировавшей сталь в Соединенных Штатах. Их опыт, наряду с другими органами, заинтересованными в производстве и использовании стали, был использован для создания Американского стандарта испытаний и материалов (ASTM), более общей организации по стандартизации, которая создает документы для производства и испытаний во многих связанных производственных областях. ASTM определяет не только сталь, но и другие материалы (металлы, пластмассы, краски), а также различные процедуры испытаний — от измерения веса покрытий до проверки того, насколько хорошо болларды защищают от нападения транспортных средств.

Существуют также организации высшего уровня, которые не разрабатывают свои собственные стандарты, а скорее организуют другие органы и аккредитуют те, которые публикуют полные и строгие документы по стандартам. ANSI, или американские национальные стандарты, аккредитовывает 41 специализированную организацию, аналогичную ASTM. К ним относятся как текстильные колористы, так и специалисты по уходу за деревьями.

ИСО, Международная организация по стандартизации, является международным органом по стандартизации, в состав которого входят организации-члены, по одному от каждой страны, для получения опыта. ANSI — американский член ISO.

Навигация по этой иерархии стандартов может показаться невозможной, но, поскольку многие уже делали это раньше, сопоставимые металлы известны для наиболее часто используемых сплавов.

Образец организаций по стандартизации, определяющих сталь

Этот список организаций по стандартизации не является полным, но вместо этого он был выбран, чтобы отразить сложность и разнообразие стандартизации во всем мире и продемонстрировать стандарты, с которыми может столкнуться инженер-металлург при спецификации продукта.

Международный

• ИСО:Международная организация по стандартизации
  • Может показаться, что «ISO» — это ошибочный аббревиатура. Разве это не должно быть «IOS»? Нет; ISO не является аббревиатурой. Приставка «изо» происходит от греческого, что означает «равный». ISO — это глобальная сеть ведущих организаций по стандартизации в каждой стране. ISO предлагает стандарты для металлов отдельно от международных организаций-членов, но на основе их информации.
• ASTM International:американский стандарт испытаний и материалов
  • Первоначально ASTM была американской организацией по стандартизации, но теперь она насчитывает 12 000 стандартов в 140 странах-участницах. ASTM объединяет стандарты небольших отраслевых организаций по стандартизации (см. AISI и ASME ниже).

Америка

• AISI:Американский институт черной металлургии
  • AISI была основана в 1855 году как Американская ассоциация производителей железа, чтобы «принимать надлежащие меры для продвижения интересов торговли во всех ее отраслях». Она была одной из первых, кто разработал североамериканские стандарты для различных линеек продукции из стали.
• ASME:Американское общество инженеров-механиков
  • Эту организацию основали инженеры-механики в 1880 году. В 1905 году взрыв котла заставил ASME задуматься о создании стандартов для защиты и предотвращения повторения подобных трагедий. Стандарты стали важны для ASME, поскольку свойства материала определяют безопасные рабочие нагрузки.
• ANSI:Американский национальный институт стандартов
  • ANSI — это зонтичная организация высшего уровня, обеспечивающая надзор в США, и американский орган-член ISO. Основанная в 1918 году, она управляет добровольными согласованными стандартами для продуктов, услуг, процессов, систем и персонала в США.
• Группа CSA:Канадская ассоциация стандартов
  • Канадская ассоциация стандартов определяет сталь в Канаде. Он сформировался в 1919 году, когда промышленность обнаружила, что неспособность легко общаться с канадскими компаниями затрудняет достаточно быстрое реагирование на военные действия. Стандартизация промышленных процессов позволила промышленности объединить производство способом, который никогда не пробовали. CSA работает на промышленном уровне, но есть более высокий орган, SCC или Совет по стандартам Канады, который является эквивалентом ANSI. В Канаде это государственная корпорация, а не частная.
• DGN:Главное управление норм
  • Эта организация по стандартизации является членом ISO в Мексике. Это государственное агентство, а не добровольное, оно создает стандарты и осуществляет полномочия и постановления нескольких государственных ведомств.

Европа

В Европе есть три зонтичных органа:CEN, CENELEC и ETSI. В спецификации стали чаще встречается следующее:

• DIN:Немецкий институт нормирования
  • Впервые основанная в 1917 году как организация по отраслевым стандартам, DIN в 1920-х годах была преобразована в крупную организацию по стандартизации. Это организация-член ISO Германии.
• BSI Group:Британский институт стандартов
  • BSI был первым в мире органом по национальным стандартам, созданным в 1901 году. Одной из первых его спецификаций было использование стали для трамваев для обеспечения безопасности и долговечности. Он является одним из основателей ISO и британским членом этой организации.

Азия

• JISC:Японский комитет по промышленным стандартам
  • JISC является японским органом-членом ISO и поддерживает JIS, или японские промышленные стандарты, которые были установлены во время Второй мировой войны для упрощения производства материалов. В 1949 году были приняты законы, создавшие правовую основу JIS.
• Великобритания:Гуобяо
  • Администрация по стандартизации Китая (SAC) является органом-членом ISO. Стандарты, которые он выпускает, известны как стандарты GB или Guobiao. Это основа для тестирования и сертификации продукции в Китае.

Указание на практике

Во всех этих спецификациях часто есть четкие замены для часто используемых сплавов. Ранее упомянутая сталь ASTM 1050 может быть заменена сталью GB#50 или JIS S 50 C. Для каждой спецификации есть небольшие различия в химическом составе. Инженер со знанием области применения может посоветовать, будут ли эти различия проблемой для конечного продукта.

В большинстве случаев действительно меняется не металл, а оформление документов. Даже если стандарты немного отличаются, материал, который выйдет в конце, будет почти таким же. В этом указание металла немного похоже на смешивание цветов краски, при котором к основной краске добавляются дозированные количества пигмента. Два почти идентичных цвета будут называться разными производителями по-разному и будут иметь разное содержание пигмента. Кроме того, каждая смешанная партия краски может незначительно отличаться от предыдущей. Тем не менее, эксперты знают, какие замены могут быть сделаны между производителями, и неоново-зеленый никогда не спутают с рубиново-красным.

Точно так же металлург будет знать, что означает «достаточно близко». При разработке продукта инженеры учитывают коэффициент безопасности. Это означает, что они перепроектируют продукт, чтобы материал мог выдерживать большие нагрузки, чем те, на которые они рассчитаны (типичный коэффициент безопасности, когда на карту поставлена ​​​​человеческая жизнь, составляет пять). Этот коэффициент безопасности обычно как минимум на порядок больше, чем небольшие различия в механических свойствах, которые существуют между стандартами, поэтому эти различия не становятся проблемой при проектировании.

Исключением являются военные и аэрокосмические приложения, где допуск на дисперсию намного меньше. Даже незначительное изменение механических свойств может привести к катастрофе. В этих случаях всегда должен строго применяться один и тот же стандарт.

Осторожно, покупатель — в любой юрисдикции

Оформление документов достаточно простое. Стандарты не настолько разные и не такие неряшливые, чтобы быть поводом для слухов об иностранной стали.

Самое главное – это контроль качества на заводе. Хорошая сталь не должна содержать включений, однородна по всему периметру и иметь очень незначительные и в основном поверхностные дефекты. В литейном производстве есть много моментов, в которых хорошо указанная марка стали может быть изготовлена ​​плохо:исходный материал, возраст и содержание печей, время плавки, удаление шлака, изготовление модели и внимание во время заливки. способствуют успеху производимого продукта.

Плохая сталь может быть произведена по любой спецификации, если она не сделана тщательно.

Оформить документы не так важно, как убедиться, что производитель производит качество с должным вниманием и заботой. Это одна из причин, по которой сталь из других юрисдикций может иметь плохую репутацию. При заказе издалека отказ от посещения фабрики может означать отсутствие тех подсказок, которые указывают на небрежность производителя в своей работе. Если производитель находится во всем мире, а не в нижнем квартале, это сложнее оценить.

Однако деловые поездки делают мир намного меньше, чем он был раньше. Взаимоотношения и надзор по всей цепочке поставок так же важны в глобальной экономике, как и в местной. Знакомство с людьми и изучение того, кто они, изучение того, что они ценят в своем бизнесе, имеет решающее значение при поиске подходящего поставщика. Обеспечение качества на обоих концах важно для отслеживания отклонений, которые могут возникнуть в ходе производственного цикла.

Как и во многом в бизнесе, проблема в человеке. Стандарты и автоматизация важны, но они не заменяют здравого смысла и стремления к совершенству. В конце концов, качество стали — это результат заботы и внимания на производстве, в какой бы юрисдикции она ни производилась.

Чтобы получить дополнительную информацию о стали или запросить стоимость индивидуального проекта, свяжитесь с нами.