Как проверить качество вашего ножа без всяких экстремальных тестов?

Все виды металлопроката подлежат маркировке, которая содержит информацию о составе сплава, содержании добавок, качестве, степени раскисления. Если же такой отметки нет или же используется старая металлоконструкция, то возникает вопрос о том, как определить марку стали без лабораторного испытания. Марку сплава определяет качественный и количественный химсостав и его твердость. Если точно знать эти два показателя, можно безошибочно определить металл.

Химический состав показывает основной металл, легирование и общие характеристики. А твердость зависит от технологии производства и дополнительной обработки.

В лабораторных и производственных условиях применяют рентгенофлуоресцентную спектрометрию, крупнометрическое титрование, методы пробных запилов, испытание на наждачном круге. Некоторые методы можно использовать для самостоятельного анализа.

Типы и марки немагнитных сталей

Если происхождение изделия известно, по реакции с магнитом можно примерно определить тип нержавеющей стали. Следующие марки не магнитят:

• AISI 409 (аналог 08Х13) – из этой ферритной стали производят контейнеры для грузоперевозок, детали для выхлопной системы автомобиля и т.д. (пластичность и отсутствие магнитных свойств обусловлены предельно низким содержанием C – менее 0,03 %);
• AISI 304 (аналог 8-12X18H10) – из нее изготавливают предметы быта, а также посуду и оборудование для пищей и фармацевтической промышленности;
• 12Х21НБТ (ЭИ8П) – аустенитно-ферритная сталь для применения в средах средней агрессивности, из которой производят тару и оборудование для химической и фармацевтической промышленности.

Не магнитят нержавеющие стали марок AISI 402–420, которые содержат в своем составе от 11 д 14 % хрома и менее 0,07 % углерода.

Для чего нужно знать расшифровку марок сталей

Каждому, чья работа связана с металлами, приходилось сталкиваться с понятием «марки стали». Расшифровка маркировки позволяет узнать химической состав, физические свойства сплава. Хотя на первый взгляд маркировка может показаться достаточно сложной, но в ней легко разобраться. Для этого нужно представлять себе принцип ее составления.

Для такого краткого описания сплава используют буквы и цифры, обозначающие химические элементы, их количество. А значит, для грамотной работы со сталями важно знать сами сокращения и как каждый элемент изменяет свойства готового сплава. Тогда удастся предельно точно определить, какими техническими характеристиками обладает определенная марка стали.

Получив заказ на изделие, проектировщики разрабатывают конструкцию, а также выбирают наиболее подходящие для конкретного случая марки сталей, опираясь на расшифровки их свойств. Создаваемое устройство должно функционировать в определенных условиях, поэтому оно рассматривается в процессе движения – так удается понять, какие части будут испытывать повышенные нагрузки.

Чтобы установить требования к прочности элементов, производят расчеты. На следующем этапе подбирают металл в соответствии с марками стали по ГОСТу, который сможет выдерживать многократное нагружение и трение. Чем большую нагрузку будет испытывать изделие, тем более ограничен конструктор в выборе материала. Далее изготавливается прототип устройства из выбранного металла, его испытывают в соответствии с используемыми в конкретной сфере методиками. На этом этапе может быть изменена марка стали. Отметим, что чаще всего для изготовления машин, устройств и сложных механизмов используется именно сталь.

Рекомендуем статьи по металлообработке

• Марки сталей: классификация и расшифровка
• Марки алюминия и области их применения
• Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Вне зависимости от конкретной сферы, работа с металлами предполагает понимание их марок, назначений и других характеристик, отображаемых в индексе. Благодаря цифрам и буквам, используемым в шифре, удается максимально быстро разобраться в особенностях металла, не требуя дополнительных уточнений. В этой статье изложен основополагающий принцип классификации, а также простой способ чтения маркировок сталей, наиболее распространенных в производстве.

Этап 1: определение марки стали

Отобрав отслужившие свой век инструменты (надфили, напильники, рашпили, косы и т. п.), прежде всего следует определить, из какой марки стали они изготовлены. Чтобы круг поисков был как можно более ограниченным, следует знать, из каких видов стали изготавливается тот или иной инструмент. Так, напильники могут быть изготовлены как из инструментальной углеродистой стали (У10, У11, У12, У13), так и из легированной (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Об этом можно узнать из перечня инструментов, приведенного ниже. Напильники, представленные в ассортименте КовкаПРО, изготовлены из высоколегированной стали твердостью 64-66HRC

Изделия из инструментальной и легированной стали:

Напильники — У10, У11, У12, У13, ШХ6, ШХ9, ШХ15 Надфили — У10, У11, У12 Рашпили — У7, У7А Шаберы — У10, У12 Стамески, долота — У7, У8 Метчики — У10, У11, У12, Р9, 9ХС, Р18 Сверла по дереву — 9ХС Сверла по металлу -Р9, Р18 Развертки – Р9, Р18, 9ХС Фрезы – Р9, Р18 Зубила, отвертк – У7А, У8А, 7ХФ, 8ХФ Пробойники – У8, У8А Кернеры – У7А, 7ХФ, 8ХФ Швейные иглы- У7А, У8А Пилы-ножовки – У8ГА Полотна лучковой пилы – У8ГА, У10 Ножовочные полотна – У8, У8А, У9, У9А, У10, У10А, У11, У12 Ножницы по металлу – У12А Молотки и кувалды – У7, У8 Топоры – У7 Косы, серпы – У7, У8 Вилы, зубья (клевцы) – У7, У8 грабель Кузнечные инструменты – У7, У8

Международные аналогичные варианты коррозионно-стойких и жаростойких сталей

Ознакомиться с их разновидностями можно посредством таблиц маркировки сталей, черных металлов и сплавов с расшифровкой, примерами, размещенными ниже.

Коррозионно-стойкие стали

Жаропрочные марки

Быстрорежущие марки

Конструкционные

Базовый сортамент нержавеющих марок

Подшипниковая сталь

Рессорно-пружинная

Теплоустойчивая сталь

Определение марки стали по искре

Этим методом при отсутствии маркировки можно определить содержание углерода в стали до 0,05% и обнаружить присутствие в стали других элементов. Технология этой операции следующая. Кусок металла слегка и равномерно прижимают к вращающемуся наждачному кругу. При этом от металла отделяются частицы, которые, сгорая, образуют светящиеся линии, заканчивающиеся вспышками в виде искр. Цвет, длина линий и вид искр для сталей с различным химическим составом не одинаков. Это и позволяет определить марку стали.

Чтобы научиться правильно определять марку стали по искре, следует подобрать образцы из разных сталей, марки которых точно известны, и запомнить вид пучков, цвет и форму искр, чтобы сравнивать их с испытываемой сталью.

Желательно применять карборундовый наждачный круг зернистостью 35 … 46 с окружной скоростью на рабочем диаметре около 25 … 30 м/с.

Необходимо помнить, что пробу на искру желательно проводить в темном помещении или оградить наждачный круг темным футляром.

При малом содержании углерода частицы стали сгорают медленнее, пучок линий длинный. Чем больше углерода в стали, тем большее количество искр и тем ближе они расположены к началу пучка. Характерные формы пучков и искр для различных сталей показаны на рис. 2.1.

Некоторые группы сталей имеют следующий цвет искровых линий: углеродистые — светло-желтый, хромокремнистые — ярко-желтый, быстрорежущие — темно-красный. Легирующие элементы влияют на цвет и форму пучка. У большинства легированных сталей искровые линии с красным оттенком.

Для низкоуглеродистой стали (0,15 … 0,2% углерода) пучок искр имеет продолговатую форму, а сами искры представляют собой желтые длинные прямые линии с двумя утолщениями на концах: одно из них светлое, другое — темное (рис. 2.1, а).

Для среднеуглеродистой стали (0,45 … 0,50% углерода) пучок искр несколько короче и шире, а от первого утолщения отделяются новые искры в виде елочек (рис. 2.1, б).

Для высокоуглеродистой стали (1,1 … 1,3% углерода) пучок искр еще короче, шире и светлее, а от первого утолщения отделяется снопик светло-желтых искр (рис. 2.1, в).

Марганцовистая сталь (10 … 14% марганца) дает сноп искр, отличающийся большой яркостью и очень высокой температурой (рис. 2.1, г).

Быстрорежущая сталь (10… 17% вольфрама) дает пучок искр в виде прерывистых тонких линий темно- красного цвета с утолщенными короткими концами округлой формы. В конце пучка можно заметить две-три очень мелкие звездочки углерода. Возникновение тонких прямых и прерывистых линий объясняется влиянием вольфрама и хрома (рис. 2.1, д).

Искры от стали с содержанием вольфрама около 1,3% похожи на искры от быстрорежущей стали. Пучок искр также со скругленными концами. Линии темно- красные, звездочки желтые (рис. 2.1, е).

Кремнистая сталь (1 … 2% кремния) дает длинные утолщенные световые линии ярко-желтого цвета, а между ними отдельные искровые снопики (рис. 2.1, ж).

Хромистая сталь (1 … 2% хрома) дает пучок искр от красного до желтого цвета в зависимости от содержания хрома. Световые линии длинные с отделяющимися звездочками (рис. 2.1, з).

Хромистоникелевая сталь (3% никеля и 1% хрома) имеет длинные световые линии с утолщенными концами в виде шарообразных вспышек (рис. 2.1, и).

Как определить марку стали в домашних условиях

Определения марки стали

Высокоточные методы определения марки стали и сплавов

Для точного определения марки сплава необходимо две важные составляющие:

• качественный и количественный химический состав слава;
• твердость сплава.

Имея такие данные можно определить марку практический любого сплава, так как именно на них базируется классификация сплавов.

Так химический состав сплава позволяет определить базовый металл, степень легирования и общие свойства сплава.

А твердость сплава позволяет различать сплавы одинакового химического состава, но с разной дополнительной обработкой металла или с разной методикой выплавки.

Поскольку сплавы с одинаковым химическим составом и разными свойствами встречаются крайне редко, то в большинстве случаев достаточно точного определения состава сплава.

Определение химического состава сплава состоит из определения основного металла и определения легирующих добавок (металлической и неметаллической природы).

Наиболее точным и быстрым методом определения содержания в сплаве основного металла и легирующих компонентов металлической природы есть рентгенофлуоресцентный анализ (рентгенофлуоресцентная спектрометрия, XRF, РФА, РФСА). Кроме того к преимуществам данного метода относятся неразрушимость и возможность анализа сверх малых образцов.

Метод РФА позволяет выявлять и определять содержание в сплавах элементов от Cl (17) до U (92).

Для определения в сплавах содержания таких элементов как Li, Be, B, N, O, F, Na, Mg, Al, Si, P, S используется метод РФА в среде инертного газа.

Определение содержания С в сплавах проводится методом автоматического кулонометрического титрования по величине рН.

Не точные (ориентировочные) методы определения марки стали и сплавов

Если марка стали неизвестна, можно приблизительно определить качество стали по излому и методом пробных запилов.

По кристаллической структуре в месте излома стали можно судить о ее крепости: чем тоньше кристаллическая структура, тем сталь высококачественнее.

При пробных запилах сталь низкой твердости запиливается любым напильником (в том числе и драчевым), сталь средней твердости — личным и бархатным, сталь высокой твердости — только бархатным напильником.

Более точно можно определить марку стали по образующемуся пучку искр на наждачном круге. Форма и длина нитей искр, цвет искр и количество, ширина пучка искр различны для различных марок стали. Испытывая на искру эталонные образцы стали, можно научиться распознавать марки стали.

Ниже приведено описание формы искровых пучков для некоторых марок стали:

• малоуглеродистая сталь — однородные непрерывные соломенно-желтые нити искр с небольшим количеством звездочек;
• углеродистая сталь с содержанием углерода около 0.5% — пучок светло-желтых нитей искр со звездочками на конце;
• инструментальная сталь У7-У10 — расходящийся пучок светло-желтых нитей искр с повышенным количеством звездочек на конце;
• инструментальная сталь У12, У13 — плотный и короткий пучок светлых нитей искр с очень большим количеством звездочек на концах нитей, при этом звездочки более разветвленные;
• сталь с содержанием хрома — плотный пучок темно-красных нитей искр с большим количеством желтых звездочек на концах нитей, звездочки сильно разветвленные;
• быстрорежущая сталь с содержанием хрома и вольфрама — пучок прерывистых темно-красных нитей искр, на концах которых имеются более светлые звездочки каплеобразной формы;
• пружинная сталь с содержанием кремния — широкий пучок темно-желтых нитей искр, на концах которых образуются небольшие звездочки более светлого цвета;
• быстрорежущая сталь с присадкой кобальта — широкий пучок темно-желтых нитей искр без звездочек на конце.

Без выдачи протокола с печатью – 650 грн./обр., если все официально около – 2000 грн.

Определение содержания углерода в сплавах

Методы анализа углерода (определение содержание углерода в сплавах)

Углерод в сталях и сплавах анализируется различными методами: искровым оптико-эмиссионным спектрометром OES100 или методом сжигания инфракрасным анализатором. Также углерод может быть проанализирован рентгенофлуоресцентным спектрометром, лазерным оптико-эмиссионным спектрометром и другими методами.

Анализатор углерода АН-7529

Экспресс анализатор на углерод АН-7529 предназначен для определения массовой доли углерода в сталях и сплавах методом автоматического кулонометрического титрования по величине рН, для маркировочных анализов на углерод продукции и сырья металлургических и металлообрабатывающих предприятий.

Экспресс анализатор на углерод АН-7529 применяется для проведения анализов на лабораториях предприятий и научно-исследовательских учреждений различных отраслей.

Анализаторы рассчитаны на непрерывную круглосуточную эксплуатацию в условиях заводских лабораторий при температуре окружающего воздуха от 10 до 35С, относительной влажности до 80% и соответствуют требованиям, предъявляемым к приборам группы 2.

Измерительные характеристики

Диапазоны измеряемых концентраций углерода: 0,03-9,999%

Сертификация

Без выдачи протокола с печатью – 950 грн./обр., официальное заключение от – 2600 грн.

Если Вам необходимо определения марки стали, обращайтесь к Нам

Тесты для определения марки нержавеющих сталей

Как отличить одну марку стали от другой, если, например, листы AISI 304 и AISI 303 хранились вместе? Решить подобную проблему может помочь ряд простых, недорогих и не повреждающих поверхности тестов. Сразу следует отметить, что у подобных тестов существует ряд серьезных ограничений.

Например, такие тесты не помогут определить, какой из двух листов стали одной и той же марки подвергался термической обработке, а какой нет. Кроме того, нет простого способа, чтобы отличить некоторые марки стали друг от друга. К примеру, невозможно отличить сталь AISI 304 (08Х18Н10) от AISI 316L (03Х17Н14М3), или 304 (08Х18Н10) от 304L (03Х18Н11).

Тест на содержание молибдена поможет определить, присутствует ли в стали молибден, но без дополнительных сведений марку стали правильно определить не получится. Например, сталь AISI 316 (10Х17Н13М2), исходя исключительно из результатов этого теста, можно определить как 316L (03Х17Н14М3), 2205 или 904L.

Зачастую только с помощью более сложных тестов, при которых на металл воздействуют химическими реагентами, проверяют прочность или жаростойкость можно достоверно определить марку стали. Если простые тесты не помогли, то проведения полного спектрального или химического анализа в лаборатории не избежать.

Приборы для определения марки стали

Прибор для определения марки стали незаменим там, где нужно провести узкоспециализированный экспресс-анализ в «полевых» условиях: в цехах и складских помещениях, в лабораториях и на открытых площадках. Такое устройство будет полезно для предприятий, которые работают исключительно со сталями и не нуждаются в подробном химическом анализе других сплавов.

Специалисты ЗАО «Спектральная лаборатория» разработали и производят несколько оригинальных портативных моделей для идентификации стальных марок. Благодаря этим простым и удобным индикаторам можно решать целый ряд важнейших производственных задач.

Они позволяют подтвердить соответствие металла деталей указанному в конструкторской документации при входном контроле, избежать ошибок при выдаче заготовок в производство, делать анализ уже готовых конструкций как крупногабаритных, так и очень мелких деталей.

Принцип действия приборов

Чтобы узнать марку испытуемого метала достаточно измерить его термоэлектродвижущую силу, которая напрямую зависит от химического состава, и сравнить её с аналогичными параметрами эталонного образца. При этом не обязательно обзаводиться громоздкой коллекцией шаблонов всех известных марок сталей. Достаточно знать стандартные величины их термо-ЭДС и занести их в сравнительные таблицы.

Главные характеристики устройств

Важным преимуществом приборов является то, что для проведения испытания достаточно очень небольшой площади, ровно такой, на которой поместятся электроды.

Анализируемую поверхность нужно предварительно очистить от краски, масел, ржавчины, гальванического покрытия. Методика измерений и инструкция по эксплуатации имеются в паспорте каждого анализатора.

Работают устройства на низких напряжениях.

Преимущества нашей аппаратуры для определения марок сталей:

• высокую точность полученных результатов;
• простоту в использовании;
• надежность;
• компактность;
• быстроту измерений;
• сравнительно небольшую стоимость.

Наша продукция представляет собой прекрасную альтернативу как традиционным эмпирическим методам (дающим весьма приблизительные результаты), так и дорогостоящим спектрометрам.

Не удивительно, что эти приборы нашли такое широкое повсеместное применение.

Как определить категорию металлолома?

Оплата несортированной партии металлолома устанавливается приемщиком обычно на уровне самого дешевого сорта.

Естественно, максимальную выгоду от сдачи вторичного черного металла можно получить, предварительно подготовив лом согласно установленным категориям.

Основные сорта отходов чермета определены ГОСТом 2787-75 и незначительно модифицированы на пунктах приема, например под железнодорожный или автомобильный лом.

Принципы построения категорий

Классификация вторичных черных металлов ведется согласно ГОСТу, исходя из следующих характеристик металлолома: содержание углерода, качественный сорт вторсырья и наличие легирующих добавок, их тип, концентрация. Поскольку наиболее ходовой металлолом составляют нелегированные сорта железа, то категорию отходов определяют два параметра: тип железа и качество (конечная форма) лома.

Как отличить нержавейку от алюминия?

Получить первую информацию о металле помогут элементарные знания химии и немного смекалки.

1. Определение отличий с помощью магнита

Два рассматриваемых материала визуально похожи друг к другу. Если при присоединении к элементу магнита от не прилипает, значит это точно не алюминий (Al). Изучаемый образец может быть нержавеющей сталью, в котором имеется незначительное содержание Ni. Если же в нем преобладает хром или купрум, он также не будет магнитится и придется воспользоваться другой методикой.

1. Распознавание по маркировке

Многие из нержавеющих изделий, выпускаемых отечественными производителями, содержат информацию в виде маркировки. Наличие на них аббревиатуры «нерж» свидетельствует о том, что это нержавейка, а не алюминий.

1. Определение с использованием бумаги

Самый бюджетный и распространенный способ. Для его применения понадобится чистый плотный лист бумаги белого цвета. Методика используется для распознавания металла в домашних условиях. Перед тем как найти различия, необходимо очистить поверхность материала от загрязнения, жирных масел и налета. Далее, посредством максимального нажатия необходимо листом бумаги провести по очищенной части металла. Если это нержавейка, на белоснежном дисте не останется следов, если это алюминий – появятся серые пятна.

1. Определение по цвету

Визуально определить материал изготовления сложно, поскольку 2 металла очень схожи между собой. Если повнимательнее присмотреться к изделиям можно заметить еле видный блестящий оттенок, свидетельствующий, что перед вами нержавейка.

У изделия из (Al) серый или беловатый оттенок будет иметь матовую поверхность, а после обработки шлифовкой появится оксидная пленка.

1. Распознавание металла по механическому воздействию

Для получения максимально точных показателей, методику следует применять в вечернее или ночное время. Ударьте по поверхности металла твердым предметом. Если это нержавейка – появится явно-выраженная искра, в алюминиевом изделии такого эффекта не будет наблюдаться.

1. Определение с помощью физико-химических показателей

Показатели теплопроводности алюминия намного лучше, чем у нержавеющей стали. Примером тому является быстрое нагревание жидкости при одинаково созданных условиях.

Показатели теплопроводности (Al) составляет 660 градусов, у нержавейки – 1800 градусов. При достижении 700 градусов, первым расплавится алюминиевое изделие. Расплавить второе изделие самому, без наличия условий промышленного предприятия, невозможно.

1. Химические методы распознавания

Как отличить 2 идентичных металла – поможет натриевая или калиевая гидроокись. Обработайте им поверхность изделия. Если после этого металл останется без изменений, значит, вы имеете дело с нержавейкой. В другом случае – это стопроцентный алюминий. Обработка элемента медным купоросом также позволит определить разновидность металла. Если это нержавейка – на ней не останется никаких следов химического воздействия.

Также можно поэкспериментировать кислотой, которой может быть даже сок лимона. Воздействие кислоты на алюминиевую поверхность спровоцирует ее видоизменение, чего не может быть с нержавейкой.

Как определяется марка стали

Во время производственного цикла все просто и понятно – металлические заготовки закупаются в прутках, брусках, листах или полосах. С одного из краев на них нанесена маркировка (гравировка из цифр и букв) и специальный окрас – цвет также является сигнализатором для металлургов. На производстве сперва используется основная масса металла, а этот маркированный кончик – в самом конце. Но в домашних условиях умельцы зачастую покупают сталь с рук или в такой форме, что нельзя распознать марку. Поэтому ниже мы дадим несколько элементарных способов определения материала. Для этого вам понадобится:

сама заготовка (желательно поместить ее в тиски для уменьшения риска травматизации);

Также заблаговременно создайте оптимальные условия для теста, а именно – хорошее освещение, экипировку (наденьте защитные очки, обезопасьте открытые участки тела), материалы для сравнения, если они нужны, доступ в интернет.

Теперь перечислим возможные варианты проверки.

Сварочная проволока, марки, маркировка, диаметры и расход

Стальная сварочная проволока – это тонкий, длинный расходный материал, намотанный на катушку. Является присадочным, подается в процессе сварки вручную, в автоматическом или полуавтоматическом режиме.

Подразделяется на три основные категории:

• Активированная. Одна из лучших, пустоты отсутствуют. Есть расположенные равномерно вкрапления для обеспечения защитных свойств.
• Порошковая. Наружный слой – металл. Внутри порошковая сметь.
• Сплошная. Производится из металла со сплошным сечением. Применяется при газовой сварке.

Применение сварочной проволоки зависит от способа сварки, температуры и равномерности плавления, толщины, марки, качеств металла, требований к сварочному шву, эксплуатации изделий, допустим, при воздействии внешних факторов и пр.

Применение сварочной проволоки (сплошной (в газовой среде) или порошковой (без газа)) используется с целью соединения металлов, сталей содержащих хром (нержавейки). Основные плюсы – устойчивость к повреждениям, долговечность, сопротивление коррозии, низкий уровень разбрызгивания металла, отличное качество шва. Материал подбирается относительно свойств металла.

Омедненная стальная сварочная проволока используется для тонких листов, высоколегированных, углеродистых сталей. Ключевые преимущества: быстрый повторный розжиг, пониженный расход наконечников, устойчивость дуги.

Алюминиевая проволока используется к таким же металлам и сплавам. Часто применяется, где возможен контакт материалов с водой. Основные преимущества: отсутствие влияния коррозии, устойчивость к деформациям, повторение цвета детали.

Стальная сварочная проволока для сварки под флюсом или с аргоном. Применяется к сталям:

Стальная проволока насчитывает 50 с лишним видов.

Определение твердости стали по методу Бринелля

Твердостью

называютспособность материала сопротивлятьсявнедрению в него другого, более твердоготела. Твердость стали по методу Бринелляопределяют путем вдавливания в образецстального шарика под определеннойнагрузкой. Испытания проводят на приборегидравлического типа ТШ (рис.8.14) снаконечником, заканчивающимся стальнымшариком диаметром 5 или 10 мм.

Шарикустанавливают в наконечник шпинделя,расположенного в головке прибора.Стальной образец перед испытаниемзачищают напильником или наждачнымкругом, помещают на столик прибора иприжимают к шариковому наконечникустоликом под нагрузкой 1 кН. Нагрузкуна шпиндель подают при помощи системырычагов и шатуна. На свободном концерычага находится подвеска с грузами.

Электродвигатель через эксцентрикприводит в движение шатун, которыйопускается, освобождая рычаг. Грузплавно опускается, а давление шпинделяна образец нарастает. Когда рычагвозвращается в начальное положение,нагрузка снимается. Для шарика D=10мм нагрузка составляет 30 кН, времявыдержки 30 с.

Диаметр отпечатка,полученного на образце, измеряют припомощи измерительного микроскопа сточностью до 0,05 мм в двух взаимноперпендикулярных направлениях и берутсреднее арифметическое. При этом должнособлюдаться следующее условие

0,2D≤d≤0.6D,

гдеD– диаметр шарика, мм;

d– диаметр отпечатка, мм.

Числотвердости по Бринеллю вычисляют, МПа,по формуле:

,

где Р – нагрузкана шарик, Н.

Между твердостьюи прочностью стали существует определеннаязависимость:

,

гдеσb — пределпрочности на растяжение, МПа;

НВ – числотвердости по Бриннелю, МПа.

МетодБринелля используют для испытания сталитвердости НВ до 400. Для более твердыхсталей применяют метод Роквелла HR(по вдавливанию алмазного конуса), методВиккерса HV(по вдавливанию алмазной пирамиды).

8.6 Изучение сортамента металлов

Студентыизучают основные виды проката черныхи цветных металлов, применяемых встроительстве, с помощью стендов,коллекций, ГОСТов, делают эскизы,маркируют, назначают марки металла дляих изготовления, область применения.Результаты оформляются в виде таблицы.

А. Изучение сортамента прокатных профилей

Прокаткойназывают процесс обработки металламежду вращающимися валками прокатногостана. При производстве прокатныхизделий заготовка, проходящая черезряд специальных установок, приобретаетзаданную форму.

Основные производители

Olympus Corporation

Японская компания, известная своими товарами в области оптики и фототехники. Ее анализаторы металлов пользуются популярностью, так как считаются по-японски надежными и находятся в среднем ценовом сегменте.

Компания вкладывает деньги в научно-технические разработки и усовершенствование программного обеспечения. Для портативных анализаторов создана технология Delta X-act Count, благодаря которой уменьшились скорость и пределы обнаружения.

FPI (Focused Photonics Inc)

Китайская компания, которую основали выпускники американских престижных ВУЗов. Считается одним из лидеров по производству всяческих систем для контроля за экологией окружающей среды. Их анализаторы металла также пользуются спросом.

Портативный анализатор металлов FPI несколько дешевле, чем у основных конкурентов.

Bruker

Немецкая компания, основанная более 50 лет назад. Производство, лаборатории и представительства находятся в 90 странах. Состоит из четырех подразделений, которые занимаются разными направлениями. Разработкой и производством систем анализа металлов занимается Bruker AXS и Bruker Daltonics.

Считаются качественными и довольно распространены на рынке России благодаря хорошей работе представительств.

Искать их надо в зависимости от вашего местонахождения.

Как происходит маркировка на практике

Прежде чем выплавить плавку металла какой-либо марки, производится расчёт шихтовых материалов. Затем нужный состав засыпают в печь, варят и разливают. По ковшевой пробе в соответствии с таблицами ГОСТ или ТУ сверяют все нужные элементы. Проверяют вредные примеси (они попадают в расплав с шихтой и от футеровки). Если все составляющие попали в норму, то плавку маркируют, как и предполагалось.

Бывает и такое, что в нормативы по химическому составу не укладываются. Тогда металл маркируют другой маркой. Заказчик должен быть уверен, что он получит именно ту продукцию, которую заказал. От этого зависит качество изделий. Заводская система технического контроля завода строго следит за этим.

Общие понятия о марках стали

Будем рассматривать маркировку, которая была разработана еще в СССР и сейчас активно применяется на территории России и во всех странах ближнего зарубежья. Она универсальна тем, что включает все классы, которых очень много. Основные моменты:

• Номер присваивается всей партии, проставляется клеймо (краской, путем гравирования) на каждое отдельное изделие. Он состоит из цифр и букв, символов нет.
• Иногда в самом начале указывается сокращение «Ст», то есть «сталь», но это совсем не обязательно.
• Обычно начальные цифры указывают на сотые доли углерода, при этом литера, обозначающая это вещество, не ставится, поскольку углеродистость – одна из основополагающих характеристик сплавов. Например, если указано 20, то содержание 0,2%.

Теперь более подробно на примере:

Мы имеем буквы (русские или латинские, как в образце), они обозначают легирующие элемент, который находится в составе. Если вам нужен метод определения марки металла без справочников, то нужно будет заполнить наиболее распространенные сокращения:

• А – азот.
• Н – никель.
• Х – хром.
• Т – титан.
• К – кобальт.
• В – вольфрам.
• Ц – цирконий.
• С – кремний.
• Д – медь.
• Б – ниобий.
• Г – марганец.
• Ю – алюминий.

Более полный перечень можно найти в нормативных документах. Кстати, интересно, что ГОСТы по изготовлению стальных сплавов, принятые еще в Советском Союзе, действуют до настоящего момента, как и правила маркировок. Всего номенклатура насчитывает более 1500 индивидуальных значений – именно столько разновидностей металлов данной категории изготавливается во всем мире. Не удивительно, что в таком многообразии очень сложно на глаз определить, какой именно материал находится в руках.

С буквами мы разобрались, теперь цифры. С ними все просто – первая по счету принадлежит углероду, а дальше читаем слева направо: литера, а за ней цифровое указание – какая доля (в процентном соотношении) вещества находится в составе.

Но, кроме обозначения химических элементов, можно встретить и другие, порой непонятные буквы. Они могут свидетельствовать о наличии особых свойств, а также о принадлежности к какой-либо категории. Рассмотрим, как проверить марку стали по этим обозначениям, ниже.

Качество материала

Помимо специально введенных в точной пропорции добавок, которые улучшают качество сплава, есть вредные примеси – они находятся в растворе при выплавке без намерений металлургов. Обычно это неметаллы, которые оказывают негативное влияние. Так, например, фосфор делает металл очень ломким при понижении температуры, а сера приводит к образованию трещин при нагреве. Поэтому от этих и других элементов (кислород, излишки азота) стараются избавиться, и чем их меньше в образце, тем выше его качество. Стать может называться:

• обыкновенной, тогда в самом начале проставляется «Ст», это значит, что примесей находится в количестве 0,06-0,07%;
• качественной – никаких особых пометок не ставится, содержание веществ – до 0,035%;
• высококачественной – в конце маркировки будет стоять «А» (не путать с азотом), это значит, что не более 0,025% вредных элементов;
• особо высококачественной – название заканчивается литерой «Ш», а процентное содержание не превышает 0,02%.

Кроме того, при работе с обыкновенным классом качества необходимо еще учитывать категории – от 0 до 6. Так получается уже «Ст» с цифровым индексом. Чем ниже цифра, тем качественнее, с точки зрения примесей, состав.

Еще одно важное понятие – это степень раскисления. Это показатель, который отображает поведение металла в расплавленном состоянии

Это зависит от того, как выводится кислород из раствора. Согласно этой классификации, сплавы могут быть:

• Спокойные (СП в маркировке), они застывают без газовыделения. В них есть содержание марганца, кремния или алюминия.
• Полуспокойные (ПС), которые раскисляются двумя этапами из-за одержащегося углерода.
• Кипящие (КП). В процессе их нагрева активно происходит выработка углекислого газа, который восходит к поверхности пузырьками и застывает таким образом.

А если вы имеете дело с легированной сталью, то можете наткнуться на специализированные обозначения, для примера приведем несколько сокращений:

• Ш – шарикоподшипниковое назначение.
• Р – быстрорежущая сталь для изготовления инструментов.
• А – автоматная специализированная.
• Э – электротехническая, она же очищенная фактически от любых примесей, более 99% – сплошное железо.

Тесты для определения марки нержавеющих сталей

Как отличить одну марку стали от другой, если, например, листы AISI 304 и AISI 303 хранились вместе? Решить подобную проблему может помочь ряд простых, недорогих и не повреждающих поверхности тестов. Сразу следует отметить, что у подобных тестов существует ряд серьезных ограничений.

Например, такие тесты не помогут определить, какой из двух листов стали одной и той же марки подвергался термической обработке, а какой нет. Кроме того, нет простого способа, чтобы отличить некоторые марки стали друг от друга.

К примеру, невозможно отличить сталь AISI 304 (08Х18Н10) от AISI 316L (03Х17Н14М3), или 304 (08Х18Н10) от 304L (03Х18Н11). Тест на содержание молибдена поможет определить, присутствует ли в стали молибден, но без дополнительных сведений марку стали правильно определить не получится.

Например, сталь AISI 316 (10Х17Н13М2), исходя исключительно из результатов этого теста, можно определить как 316L (03Х17Н14М3), 2205 или 904L.

Зачастую только с помощью более сложных тестов, при которых на металл воздействуют химическими реагентами, проверяют прочность или жаростойкость можно достоверно определить марку стали. Если простые тесты не помогли, то проведения полного спектрального или химического анализа в лаборатории не избежать.

Реакция на магнит

Этот тест поможет определить аустенитные стали (например, серии AISI 300), они не реагируют на магнит при сближении с ним.

Остальные нержавеющие стали, такие как ферритная, мартенситная и дуплексная, на магнит реагируют.

При проведении этого теста следует помнить, что некоторые аустенитные стали, к примеру, 304 (08Х18Н10), могут притягиваться магнитом, если были произведены методом холодной прокатки.

Реакция на азотную кислоту

Помогает отличить углеродистую сталь от нержавеющей. В начале необходимо поместить образчик стали в раствор азотной кислоты (от 20-50%) при комнатной температуре, или капнуть раствором на чистую стальную поверхность.

На поверхности углеродистой стали начнется реакция с выделением едкого пара коричневого цвета. С нержавеющей сталью такой реакции не происходит.

При работе с азотной кислотой необходимо быть предельно осторожным, также не следует вдыхать пары, выделяющиеся при реакции.

Тест на содержание молибдена

Помогает определить, содержится ли в стали молибден. Стали, содержащие достаточно молибдена, для тестирования следующие: 316 (10Х17Н13М2), 316L (03Х17Н14М3), 444, 904L, 2205, все «супердуплексные» сплавы (S32760, Zeron 100,S32750, 2507, S32550, S32520, UR52N+).

С помощью теста можно определить молибден и в других сталях, содержащих примерно 2% Mo. При проведении теста неизвестную сталь лучше всего сравнивать с контрольным образцом, например, из сталей AISI 304 (08Х18Н10) и AISI 316 (10Х17Н13М2).

Для теста понадобится реагент на кислотной основе (можно использовать как американский «Decapoli 304/316» или «Moly Drop 960», так и отечественные аналоги, хотя найти их достаточно сложно). В начале необходимо подготовить поверхность исследуемого образца, очистив ее при помощи наждачной бумаги.

Затем капнуть реагент на поверхность определяемой стали и на контрольный образец. Темные желтые пятна, появляющиеся через 2-4 минуты указывают на присутствие молибдена. При проведении теста не стоит забывать, что на его достоверности может отразиться температура образцов.

Например, некоторые стали, содержащие около 0,5% молибдена в примесях, при низкой температуре могут прореагировать на тест положительно. Во время теста стоит быть осторожным при работе с реагентом и соблюдать требования по безопасной работе с кислотами.

Тест на содержание серы

Сера является вредной примесью, вызывающей хрупкость стали при горячей обработке давлением. Этот тест помогает определить уровень содержания серы в стали. Для этого теста понадобятся контрольные образцы сталей AISI CS1020, S1214, 304 или 303, сравнение с которыми поможет в определении степени содержания серы.

Для проведения теста необходимо очистить поверхность тестируемого образца при помощи наждачной бумаги, контрольные образцы следует подготовить таким же образом.

Далее следует замочить фотобумагу в 3% растворе серной кислоты на 3 минуты, приложить фотобумагу лицевой стороной к поверхности исследуемого образца, подержать 5 секунд и сверить результаты тестируемой стали и контрольных образцов. Темное коричневое пятно обозначает высокое содержание серы.

При тестировании следует учитывать, что на достоверность результата серьезное влияние оказывает плотность и длительность контакта бумаги с поверхностью. При проведении этого теста также не стоит забывать об осторожности при работе с кислотой.

Общие понятия о марках стали

На территории СНГ применяемые стандарты обозначений характеризуются тем, что могут использоваться для указания основных элементов. При рассмотрении вопроса расшифровки марки отметим следующие моменты:

1. Часто проставляется сокращение «Ст». В других случаях и вовсе не ставится никаких сокращений, только цифры.
2. В большинстве случаев первая цифра указывает на концентрацию углерода. Последующие могут применяться для указания количества легирующих компонентов.
3. В состав могут включаться легирующие компоненты, которые существенно изменяют свойства материала. Примером можно назвать включение хрома, за счет чего повышается устойчивость к воздействию повышенной влажности.

Классификация сталей по назначению

Расшифровка маркировки проводится при использовании таблиц, в которых указывается обозначение химического элемента.

Методы определения марки стали

Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как определить марку стали. Выделяют несколько распространенных методов:

Определить марку можно также по цвету образующихся искр. Для этого были составлены специальные таблицы. В домашних условиях провести тест можно только в случае правильного освещения. Однако, точно идентифицировать материал подобным образом нельзя. Вариант с легирующими элементами идентифицировать можно и по другим эксплуатационным характеристикам, к примеру, устойчивости к воздействию повышенной влажности или сильному магнетизму.

Основные методы определения марок стали

При работе с металлом и сегодня используется методы определения качества стали при помощи анализа его механических и физических характеристик. Такие методы, в отличие от лабораторных, позволяют приблизительно определить качественные характеристики образца, но для работы, в частности для сваривания металла этого вполне достаточно. К таким методам изучения марок стали относятся:

• Когда дело касается прочности металла, используется метод снятия стружки. Суть его заключается в снятии при помощи зубила металлической стружки. Стружка, которая крошится и сбивается мелкими полосами, характерна для высокоуглеродистых сталей. Длинные полосы пластичной стружки характеризуют металл как сталь с высокой пластичностью.
• Метод закалки используется для примерного определения содержания углерода в заготовке. При помощи полотна пилы на заготовке делаются запилы до и после закалки. Если в обоих случаях металл легко пилится полотном – в нем содержится небольшое количество углерода. Если после обработки надрезы сделать трудно, значит, концентрация углерода стала больше.
• Определение твердости металла с помощью извлечения снопа искр, позволяет приблизительно определить, к какому классу сталей относится металл. Для этого на наждачном кругу делается поверхностная обработка образца заготовки. По форме искр, цвету, и интенсивности снопа искр определяется твердость металла и содержание углерода.

В обычных домашних условиях точно определить марку и состав металла практически невозможно, для этого проводятся лабораторные исследования, в ходе которых делается детальный химический и физический анализ металла. Перечисленные методы дают возможность определить только общие характеристики стали по содержанию в ней углерода, точные характеристики при таких исследованиях не определяются.

Вместе с тем, даже такой экспресс – анализ дает возможность отобрать образцы для изготовления ножей, резцов или деталей узлов механизмов машин с повышенной прочностью и стойкостью к износу.

Методы определения марки стали

Прикрепляем режущую кромку инструмента к поверхности. Наша задача – срезать верхний тонкий слой средней длины. Теперь анализируем стружку. Если она быстро ломается, совсем не получается ее получить, только короткие обломки, то, скорее всего, в ваших руках высокоуглеродистая сталь. Именно из-за содержания углерода теряется пластичность, появляется твердость, а прочность страдает. Низкоуглеродистый состав, напротив, даст длинные завитки однородной структуры. А сам процесс сбивания верхнего слоя будет проще.

Более энергозатратный способ. Подходит для тех, кто имеет печь – подойдет самая обыкновенная дровяная. Но для чистоты эксперимента, чем больше поддерживаемая внутри температура (до закаливания), тем лучше. Берем металлический пруток и напильник. Делаем надрез, запоминаем, какие усилия были при этом приложены. Теперь подвергаем образец закалке и проводим повторный распил. Если после нагрева сохраняется простота манипуляции, значит вы имеете дело с малоуглеродистой сталью. Большое количество углерода в составе делает металл труднообрабатываемым после закаливания.

Для третьего способа нам понадобится точильный круг. Сперва подготовьте рабочее место – хорошее освещение, сзади поставьте темный однородный фон, чтобы было лучше видно искры. Именно по ним будет проходить проверка стали. Если они крупные, брызгают в большом объеме, яркие, то вы имеете дело с высокой твердостью материала. В обратном случае при небольшом снопе и малых частицах искр – металл не твердый. Чтобы верно интерпретировать результат, возьмите для сравнения другую заготовку, марку которой вы знаете. Обязательно надавливайте на оба образца с одинаковым усилием и под равным углом.

Используя точильный круг, можно определять материал и по другим признакам, например, цвет искр. Конечно, ряд показателей достаточно субъективный, намного лучше тестировать в сравнении с другими образцами. Если у вас сыпется в разные стороны, широко много звездочек небольшого размера, но при этом они долетают недалеко, оттенок при этом у них красный, то вы имеете дело с высокоуглеродистым образцом. Сноп посветлее и с меньшим количеством искр будет свидетельствовать о среднем содержании углерода, в то время как вовсе малая его часть в составе даст длинные соломенного цвета полосы без звездочек на концах – так обтачивается железо.

Сложно с такими способами? Тогда воспользуйтесь таблицей цветов, одну из них мы прикрепим ниже.

Если вы имеете дело со сталью, которую легировали, то по некоторым ее характеристикам можно предположить, какие легирующие элементы добавляли. Например:

Наличие фосфора в большом количестве (это вредная примесь) приведет к повышенной хладноломкости, то есть при отрицательных температурах металлический лист или прут будет просто переломить, на нем образуются трещины.

Хром делает заготовку очень устойчивой к образованию коррозии, поэтому, если вы взяли чистый, без ржавчины образец, который долго пролежал на улице, скорее всего, это хромистая сталь.

Тот же хром, как и никель, если их добавлено большое количество, убирают магнитные свойства образца.

Некоторые другие характеристики и особые свойства проверить в домашних условиях не просто. Но если вы можете определить особенности металлообработки, закалки, жаропрочности, то получится и выяснить наличие других добавок.

Маркировка сталей по американской и европейской системам

Собираетесь купить металлопрокат? В нашем магазине разумные цены и качество производителя.

В США существует несколько систем маркировки сталей, разработанных различными организациями по стандартизации. Для нержавеющих сталей, чаще всего, применяют систему AISI, которая действует и в Европе. Согласно AISI, сталь обозначается тремя цифрами, в отдельных случаях после них идут одна или несколько букв. Первая цифра говорит о классе стали, если она – 2 или 3, то это аустенитный класс, если 4 – ферритный или мартенситный. Следующие две цифры обозначают порядковый номер материала в группе. Буквы обозначают:

• L – низкую массовую доля углерода, менее 0,03%;
• S – нормальную концентрацию С, менее 0,08%;
• N – означает, что добавлен азот;
• LN – низкое содержание углерода сочетается с добавкой азота;
• F – повышенную концентрацию фосфора и серы;
• Se – сталь содержит селен, В – кремний, Cu – медь.

В Европе применяется система EN, которая отличается от российской тем, что в ней сначала перечисляются все легирующие элементы, а затем в том же порядке цифрами указывается их массовая доля. Первая цифра – концентрация углерода в сотых долях процента.

Если легированные стали, конструкционные и инструментальные, кроме быстрорежущих, включают более 5% хотя бы одной легирующей добавки, перед содержанием углерода ставят букву «Х».

Страны ЕС применяют маркировку EN, в некоторых случаях параллельно указывая национальную марку, но с пометкой «устаревшая».

• сведения о химсоставе 500 марок металлов, сплавов, ферросплавов, сталей
• поиск марок по отдельным элементам химсостава, названию, ГОСТу
• определение марки по результатам химического анализа
• подбор марок металлов и сплавов пригодных для использования в качестве шихтовых материалов при выплавке

Маркировка сталей и их свойства

Куда больше информации о металле может дать маркировка, наносимая на образцы или код, указываемый в сопроводительных документах. В странах бывшего СССР маркировка для металла внутреннего использования указывается согласно, национальных государственных стандартов разработанных на основании марочника стали бывшего СССР. Для зарубежных заказчиков указываются маркировка, согласно международным стандартам.

Для отечественных образцов обозначение стали указывается в первом буквенном шифре знаками «Ст» – сталь. Первая цифровая после буквенного обозначения указывает на количество углерода, содержащегося в металле, далее идут шифры легирующих компонентов и добавок. Буквенные обозначения указывают на содержание отдельных добавок существенно влияющих на качества металла, например, хрома, меди или алюминия.

В описании может указываться и отдельно назначение стали:

• Конструкционная;
• Инструментальная;
• Машиностроительная;
• Быстрорежущая;
• Низколегированная;
• Износостойкая;
• Магнитная;
• Нержавеющая;
• Жаропрочная.

Более детальная информация о химических и физических свойствах таких сталей находится в сборниках характеристик марочных сталей. Указанные эталонные нормы в справочнике дают понятия и о свойствах металла и возможностях его применения.

Определение марок стали по искре

В некоторых случаях зонты оснащаются опускающимися крыльями. Недостаток металлических зонтов — быстрое их прогорание. Более надежны и долговечны зонты, сложенные из огнеупорного кирпича (рис, 4). Однако такие зонты значительно тяжелее металлических, и для их устройства необходима металлическая рама из уголков или швеллеров, а иногда и дополнительные подпорки по углам.

Рис. 2. Устройство фурмы

Переносные горны применяются для нагрева заготовок небольшого размера. Переносной горн состоит из металлической рамы, на которой сверху крепится стол с очагом и вентилятором для подачи воздуха. Вентилятор приводится во вращение от ножной педали. Можно для нагрева заготовок использовать паяльную лампу, которую ставят в небольшую ямку, а рядом складывают печурку из огнеупорного кирпича (рис. 5). Заготовки закладывают в щель между кирпичами. Или же кирпичи ставят на торец, на них кладут колосниковую решетку, а на нее устанавливают печурку из четырех кирпичей, в которую засыпают уголь. Снизу размещается паяльная лампа с патрубком.

Рис. 3. Оборудование для нагрева заготовок: стационарный металлический горн (слева): 1 — вытяжная труба; 2 — зонт; 3 — бачок с водой для охлаждения инструмента; 4 — рычаг для регулирования подачи воздуха; 5 — воздухопровод; 6 — заслонка; 7 — конический наконечник; 8 — фурма; 9 — литой стол; 10 — очаг; типы зонтов (справа): а, б — дымоход в стене; в — наружный боковой дымоход; г — наружный центральный дымоход

Рис. 4. Стационарный горн с кирпичным зонтом (слева): 1 — бачок с водой; 2 — водоохлаждаемая фурма; шахтный газовый горн (справа)

Конструкция легкого переносного горна с бытовым пылесосом показана на рис. 6. Постамент горна сварен из уголков, а верхняя часть стола выложена из огнеупорного кирпича. На верхние горизонтальные уголки кладется фурма с зольником. На расстоянии 150 мм от фурмы к зольнику приваривают патрубок внутренним диаметром 30 мм, который соединяют с шлангом пылесоса. При этом необходимо иметь в виду, что шланг вставляется в этом случае не в нижнее, а в верхнее (нагнетающее) гнездо пылесоса. Нижнюю чашку пылесоса с фильтром снимают, а пылесос устанавливают на подставку. В тех случаях когда отсутствует электричество для привода вентилятора, можно использовать мехи.

Рис. 5. Переносные горны с паяльной лампой Рис. 6. Переносной горн с пылесосом

Рис. 7. Клинчатые мехи

Клинчатые мехи двойного действия дают спокойное дутье, в результате чего создается ровное пламя и заготовки нагреваются равномерно (рис. 7).

В современных кузницах для дутья применяют различные вентиляторы с электроприводом.

Дополнительные сведения

Ст.Х12Ф1 — желтая, короткая искра, множественные «звезды», концы удлинены в линии. В месте касания абразива красно-желтый окрас. Отдельные красные точки по всему пучку. Ст.12Х13 — светло-желтая короткая искра с ответвлениями.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Источник

Марки сталей для силовых трансформаторов

Магнитопроводы трансформаторов низкой частоты (50 Гц) выполняются обычно из листовой электротехнической стали, содержащей от 0,5 до 5% кремния (Si), до 1% углерода (С), остальное железо (F). Ввиду того, что их потери с повышением частоты значительно возрастают, они обычно применяются в пределах не выше звуковых частот. Марки электротехнических сталей, выпускаемых согласно ГОСТ 802-58, обозначаются буквой Э, что означает электросталь. Первая цифра указывает на средний процент содержания кремния, вторая характеризует электромагнитные свойства: цифра 1—потери обычные, 2 — пониженные, 3 — совсем малые, 4 — нормальные при 400 Гц. Вторые цифры 5 и 6 говорят о повышенной магнитной проницаемости в слабых полях (менее 0,01 ав/см), 7 и 8 — в средних полях (0,1—10 ав/см). Третья цифра 0 указывает, что сталь холоднокатаная текстурованная. Третья и четвертая — 00 — обозначают сталь холоднокатаную малотекстурованную. Буква А после цифр обозначает особо низкие удельные потери. Для стали повышенной точности проката и отделки поверхности в конце вводится буква П. Холоднокатаные стали Э310—Э380, помимо кремния (3—3,25%) и углерода (0,0003%), содержат серу (0,003%), марганец и фосфор (менее 0,1%,). Эти стали отличаются от других тем, что имеют высокую проницаемость вдоль проката и пониженную поперек проката. Одним из основных параметров стали являются потери в стали, состоящие из потерь на гистерезис, на вихревые токи и на последействие. Потери на гистерезис — это работа, затрачиваемая на перемагничивание стали. Обычно принимают, что потерн на гистерезис не зависят от толщины листа, но при прокате листа 0,2 мм и тоньше сталь уплотняется (так как доводка до требуемых величин и для горячекатаных сталей производится на холодных листах) и потери на гистерезис увеличиваются. Потери на гистерезис на один цикл перемагничивания (при постоянной индукции) в пределе 10—20-кратного изменения частоты (50 — 1000 Гц) практически можно считать постоянными. Следовательно, при отнесении к единице времени (1 сек) они увеличиваются пропорционально увеличению частоты. Вихревыми токами называются токи, появляющиеся в стали под действием э. д. с., наводимой магнитным потоком (в плоскостях, перпендикулярных направлению потока). Эти токи приводят к потерям. С уменьшением толщины пластины уменьшается э. д. с. пластины и увеличивается омическое сопротивление стали. Общие потери в стали магнитопровода на вихревые токи снижаются примерно пропорционально уменьшению толщины пластины. Но токи могут замыкаться и в толще магнитопровода через контактирующие поверхности пластин, поэтому между пластинами должна быть изоляция, особенно при увеличении ширины пластин и повышении индукции. Помимо толщины листов, на величину вихревых токов и потерь влияет омическое сопротивление стали (не смешивать с магнитным сопротивлением). Омическое сопротивление стали (как и провода) в Омах соответствует сопротивлению 1 м длины при сечении 1 мм 2 . С увеличением процентного содержания кремния увеличивается омическое сопротивление стали. Потери увеличиваются пропорционально квадрату повышения частоты. Потери на последействие вызываются магнитной вязкостью материала и зависят от обработки ферромагнитных материалов. Определяются они по разности между общими потерями и потерями на гистерезис и на вихревые токи. С увеличением частоты эти потери пропорционально увеличиваются. Полные активные потери электротехнических сталей при изменениях индукции (в пределах рабочих значений) изменяются пропорционально квадрату индукции, при индукциях ниже 0,5—0,7 тл они несколько завышаются против этого соотношения. Полные активные потери в стали и реактивная составляющая определяют величину тока намагничивания. В таблице 1 приведены активные потери при частоте 50 Гц для основных электротехнических сталей.

Таблица 1 — Активные потери для основных электротехнических сталей при частоте 50 Гц

Источник

Спектральный анализ металлов

Это современный метод, позволяющий узнать состав практически любого полезного ископаемого или готового изделия на основании проанализированных физических свойств, в частности, отражения, испускания, люминесценции и пр. Дело в том, что атомы разных веществ испускают особенные, характерные только одному элементы волны. Они имеют свою длину, частоту и пр. Поэтому можно учитывать только волновую природу образца, чтобы с точностью установить, какие добавки находятся в его составе. И для этого используют спектральный определитель марки стали. Это прибор, который и производит этот анализ. Он есть практически на всех производствах, но может применяться и в быту, поскольку особых умений использования не требует.

Но есть нюансы. Например, важно учесть тот факт, что при прожиге (так терминологически называется процесс взятия пробы) определяется только верхний слой в несколько мм, поэтому очень важно, чтобы весь брусок (прут) был изготовлен из однородного материала. Также стоит знать о существовании четырех разновидностей спектрального анализа:

Эмиссионный – регистрирует испускаемые веществом волны.

Абсорбционный – учитывает то, сколько оно поглощает.

Люминесцентный – определяет, могут ли добавки светиться, излучать свет.

Комбинационный – концентрируется на рассеивании света и возбужденииколебаний молекул.

Данный метод очень широко применяется в лабораториях, а также на крупных производствах. Прибор имеет в качестве источника света высокотемпературную плазму искры или электродуги (более 10000 К), которая генерируется внешним накопителем. Только после такого возбуждения извне атомы начинают излучать собственные волны, а уже по их длине и особенностям можно делать выводы.

Определение стали по искрам

Существует довольно любопытный способ определения сплава по искрам от шлифовального круга. Только этот способ может не подойти при использовании круга с органической связкой. Искры, возникающие при шлифовании достаточно прочных металлов, представляют собой мельчайшие расплавленные частицы металла, летящие по касательной к окружности вращающегося круга в месте его контакта с деталью. Стружка или расплавленные частицы металла, отброшенные центробежной силой круга, пролетая с большой скоростью в воздухе, раскаляются еще больше.

При наличии в металле углерода, соприкосновение раскаленных частиц с воздухом сопровождается окислением, причем углерод превращается в углекислоту (С + О2 = СO2), создавая искры. Если на пути искр поставить стеклянную пластинку, то она покроется мельчайшими металлическими частичками, часть которых прочно приварится к пластинке.

Исследование мельчайших частиц под микроскопом показывает, что часть их достигает пластинки в расплавленном состоянии и застывает на ней в виде причудливых фигур. Сравнительно крупные стружки, не достигшие температуры плавления, сохраняют форму, полученную ими при отделении от детали, или оплавляются частично. Длина лучей в пучке искр неодинакова и зависит от массы горячей стружки, причем большие стружки отлетают дальше, а меньшие — ближе.

Цвет и форма искр (строение луча) определяются главным образом химическим составом шлифуемого сплава, что применяется для распознавания сорта стали по искре.

Вид искр при обработки различных сортов стали: а — углеродистая мягкая, 0,12% С, цвет соломенно-желтый; б — углеродистая средней твердости, 0,5% С, цвет светло-желтый; в — углеродистая твердая 0,9% С, цвет ярко-желтый; г — углеродистая твердая, 1,2-1,4% С, цвет белый; д — марганцовистая твердая, 13% Mn, цвет темно-желтый блестящий; е — быстрорежущая, цвет темно-красный; ж — вольфрамовая, цвет темно-красный; з — кремнистая, цвет светло-желтый; и — хромистая, цвет в зависимости от содержания углерода; к — хромо-никелевая, 3-4% Ni и 1% Cr, цвет желтый.Углеродистая сталь

пускает пучок искр желтого цвета с отдельными звездочками, причем, чем больше в стали углерода, тем многочисленнее и короче лучи, больше звездочек и ярче их свечение.

Марганцовистая твердая сталь

(10-14% Мn) дает лучи темно-красного цвета со звездочками в виде листочков, форма и цвет которых зависят от содержания углерода.

Быстрорежущая сталь с высоким содержанием вольфрама

Р18 имеет небольшой пучок искр темно-красного цвета (штрихи) почти без звездочек. Быстрорежущие стали с малым содержанием вольфрама образуют искры красновато-оранжевого цвета.

Хромистая сталь

образует длинный пучок красноватых искр с характерно, утолщающимися звездочками.

Кремнистая сталь

имеет особо яркое (белое) утолщение луча, объясняющееся выделением большого количества теплоты в результате горения кремния при высокой температуре, развиваемой окислением углерода.

Чугун

в зависимости от химического состава (содержания углерода, марганца и др.) пускает различные искры, вид, форма и цвет которых определяются основными примесями.

Размер и начальная температура стружек-искр зависят главным образом от материала шлифуемой детали и от нагрузки на абразивное зерно.

Относительно большие по размерам стружки не плавятся потому, что теплота оказывается недостаточной для плавления значительной массы металла. При большем содержании углерода плавятся также и большие стружки, которые образуют яркие искры с большим количеством лучей.Литература:

Корчак С.Н. Прогрессивная технология и автоматизация круглого шлифования. — М., 1968. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов. — М., 1974. Редько С.Г. Процессы теплообразования при шлифовании металлов. — Саратов. 1962. Хрущев М.М. Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. — М., 1970.

При использовании материала этого сайта необходимо устанавливать активные ссылки, видимые для пользователей и поисковых роботов.

Как определить металл или его марку

Как часто вы сталкивались с такой проблемой: нужна сварка, но вы не знаете какой металл перед вами и, соответственно, трудно определиться с маркой электрода, или присадочного прутка? Возможно, необходимость отличить металл возникала у вас и по другому поводу.

Каким образом можно узнать, какой металл перед вами, какова его марка не прибегая к специальным исследованиям, таким как спектральный анализ, или анализ на углерод и т.д.?

Отличить цветной металл от черного не составит труда даже человеку не посвященному в тонкости металлургической науки. Самый простой способ, к которому можно прибегнуть, это визуальный осмотр.

Черный металл при резке, или зачистке имеет серебристо- светлый цвет, однако, очень быстро окисляется на воздухе Окисел имеет тусклый серый оттенок. Металл хорошо берется магнитом и сильно корродирует, то есть покрывается слоем рыжей ржачины.

Алюминий и сплавы на его основе — при свежем резе светлый блестящий металл, магнитом не берется, окисляясь приобретает матовость. Чистый алюминий — белесого цвета, окисленная поверхность визуально воспринимается как белый налет.

Медь имеет красный оттенок, сильно темнеет на воздухе с образованием зеленого налета. Магнитом не берется. При сгорании окрашивает пламя в зеленый.

Бронза — это сплав с медью — имеет желтый оттенок, окисляется слабо и не магнитится.

Латунь — это сплав меди с цинком, практически тоже самое, что и бронза, только окисляется сильнее.

Коррозионностойкая сталь ( нержавейка) без цвета, иногда с сероватым оттенком, магнитом может браться нагартованная нерж, отожженная нержавейка не магнитится.

Магний — металл с белым серебристым оттенком, не магнитится. Сгорает ярким белым пламенем, при вдыхании появляется сладковатый привкус.

Различные химические элементы, высеченные абразивным, или иным кругом, на воздухе сгорают каждый своим неповторимым способом. При порезке, или заточке можно определить металл более точно по цвету и форме искры и количеству «звезд».

Известно, что низкоуглеродистые стали в зависимости от типа добавленного в плавку раскислителя различают на: кипящие, спокойные, полуспокойные.

Кипящая сталь оставляет немногочисленные длинные искры, окрашенные в оранжевый цвет. При содержании большого количества углерода (высокоуглеродистые) из-под круга вылетает пучок многочисленных светлых искр, с «звездами» на конце. С увеличением процентного содержания углерода увеличивается яркость и «звезд» становится больше.

Инструментальная сталь (быстрорез) дает пучок ломаных коротких искр.

При наличии опыта можно научиться определять количество углерода с точностью до десятой доли процента. Однако, практически невозможно отличить сталь высококачественную от обычной, так как процент содержания вредных примесей, таких как сера и фосфор, как в одном, так и в другом случае очень мал и он никак не влияют на форму, цвет, размеры искры и т.д. Кроме того, обратите внимание на то, что ст. 20 и Ст.3, Ст.4 содержат одинаковое количество углерода и, соответственно, визуально вы не увидите никакой разницы в характере сгорания.

Безошибочно можно определить присутствие вольфрама в стали, если его более 3-4% искра окрашивается в темный бордовый цвет и это главный признак того, что сталь не углеродистая.

Чугун (сплав железа с углеродом от 2,14%) окрашивает искру в красный, здесь не ошибешься.

При ударе титана о сталь высекается яркая белесая искра.

Нержавейка дает похожую картину, однако, яркость у искры у нее меньше и ее труднее получить.

Подтвердить марку материала могут дополнительные исследования. Если взять стальную болванку и надрезать ее на 25% ее толщины, а потом ударить по ней кувалдой, то получится излом, изучив характер которого также можно сделать выводы.

Быстрорез, или рапид (Р18, Р9 и прочие) вследствие своей высокой твердости ломается хрупко и излом имеет мелкозернистый с темным окрасом. Углеродистая сталь напротив, имеет светлый с крупным зерном излом. Сопоставив данные по виду поверхности, по которой произошло разрушение, с результатами по искрам можно с большой долей уверенности говорить о правильности определения марки материала.

Если же, несмотря на все проведенные испытания вас по прежнему одолевают сомнения, то при наличии закалочной печи, вы можете провести следующий эксперимент, основанный на разной способности сталей к закалке.

Итак, сталь с содержанием углерода до 0,25% (Ст.3-Ст.20) после нагрева до Т= 900 градусов, некоторой выдержки и последующего резкого охлаждения в воде остается такой же мягкой и пластичной, каковой была до термообработки и хорошо спиливается напильником (хорошо бы иметь в хозяйстве набор тарированных напильников с различной твердостью). Углеродистую сталь с содержанием до 1,3%С легко можно отличить от низколегированной стали после закалки на масло. Первые после такой процедуры отлично пилятся напильником, а вторые (легированные) приобретают настолько высокую твердость, что напильник по ним скользит (в частности, имеются в виду хорошо свариваемые марки 9ХС, ХВГ). Ст.40 и Ст.50 от Ст.40Х и Ст.50Х очень трудно отличить друг от друга по искре, зато после закалки ст.40Х приобретает большую твердость и напильник по такой стали скользит и не спиливает ее, а Ст.40 остается мягкой и податливой. Напильник, как средство для определения твердости, используется в случае отсутствия других средств измерения (твердомер Роквелл, или Супер-Роквелл с алмазным индентором, или ультразвуковой твердомер, основанный на явлении ультразвукового контактного импеданса). Следует отметить, что большинство сталей после закалки имеет обезуглероженный слой (этот слой, соответственно, имеет низкую твердость) и его необходимо снять для получения корректных данных. Если стоит вопрос различить стали по типу изготовления, поверхность гарячекатанной стали всегда покрыта налетом окалины, а холоднотянутая имеет чистую, блестящую, ничем не загрязненную поверхность.

Итак, для определения марки материала вы можете прибегнуть к одному из предложенных вариантов:

Если исследовать образец материала всеми этими способами и сопоставить результаты, то можно говорить о стопроцентной точности определения марки материала. Также все эти варианты можно использовать как дополнительные исследования при проведении спектрального анализа.