Химический состав. Влияние примесей.
Массовая доля элементов, % по ГОСТ 1050-88 указана в таблице 5.
Таблица 5 - Массовая доля элементов, % по ГОСТ 1050-88
C | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | As | Cu | N |
0,17-0,24 | 0,17-0,37 | 0,35-0,65 | ≤0,040 | ≤0,035 | ≤0,25 | ≤0,30 | ≤0,08 | ≤0,30 | ≤0,008 |
По ОСТ 108.030.113-87, ТУ 14-1-1529-93 и ТУ 14-1-2560-78 содержание серы- не более 0,025 %, фосфора- не более 0,030 %.
Влияние примесей.
Сталь в виде примесей содержит кремний и марганец, серу и фосфор.
Кремний и марганец необходимы в процессе получения стали и после отчистки остаются в ее составе. Марганец – увеличивает прочность и упругость, а также делает сталь износостойкой при повышенном содержании серы.
Содержание серы и фосфора в стали исчисляется сотыми долями процента.
Повышенное содержание серы вызывает красноломкость – это появление хрупкости при нагреве стали до температуры красного каления. Если при этом создавать в стали ударные нагрузки, т.е подвергать ковке, то могут образоваться трещины.
Содержание фосфора даже в сотых долях процента вызывает хладноломкость – это разрушение стали при низких температурах.
Хром – повышает твердость и прочность, способствует более глубокой прокаливаемости стали. При наличии хрома сталь закаляется при более низкой скорости охлаждения (в масле). При этом коробление изделий получается незначительным.
Никель – повышает и прочность и пластичность, то есть сталь становится вязкой. Добавка никеля увеличивает прокаливаемость, но в меньшей степени, чем хром. При содержании в сплаве и никеля и хрома его можно закалять на воздухе.
Титан – повышает твердость стали, за счет того, что делает ее мелкозернистой. Добавка титана увеличивает красностойкость.
Дополнительные особенности.
Ковка – 1280-7500С.
Способы сварки: РД, РАД, АФ, МП, и КТ. Сваривается без ограничений ( кроме химика - термически обработанных деталей).
Обрабатываемость резанием: В горячекатаном состоянии при 126-131 НВ и
=460-500 Н/мм2, Кv=1,7(твердый сплав), Кv=1,6(быстрорежущая сталь).Температура критических точек приведена в таблице 6.
Таблица 6 - Температура критических точек, 0С.
Ас1 | Ас3 | Аr1 | Аr3 |
735 | 850 | 680 | 835 |
Механические свойства при комнатной температуре в таблице 7.
Таблица 7 - Механические свойства при комнатной температуре.
Сечение, мм | , Н/мм2 | , Н/мм2 | KCU, Дж/см2 | HB | |
Не менее | |||||
Ø 20-820s=2.5-36 | 245 | 412 | 21 | - | ≤156 |
Ø 20-420s=2.5-18 | 245 | 412-588 | 21 | 49 | - |
Ø 5-108S=0.5-17 | 245 | 412-588 | 21 | 49 | - |
Ø 20-219s=2-25 | 255 | 431 | 22 | 78 | ≤156 |
Ø 5-250s=0.3-24 | 245 | 412 | 21 | - | ≤156 |
Ø57-465s=3.5-60 | 216 | 412-549 | 241 | 491 | - |
Ø 10-108s=2-13 | 216 | 412-549 | 221 | 391 | - |
Режимы термообработки указаны в таблице 8.
Таблица 8 - Режимы термообработки.
НД | Режим термообработки | ||
Операция | Температура 0С | Охлаждающая среда | |
ГОСТ 550-75 | Термически обработанные горячедеформированные трубы | - | - |
Термически обработанные холоднодеформированные трубы | - | - | |
ГОСТ 8733-74 | Термообработка | - | - |
ТУ 14-3-190-82 | - | Горячедеформированные трубы | |
Холоднодеформированные трубы | |||
ГОСТ 8731-74 | По НД | - | - |
ТУ 14-3Р-55-2001 | Нормализация горячедеформированных труб | 920-950 | - |
Нормализация холоднодеформированных труб |
1.2 ГОСТ и требования, предъявляемые к готовым изделиям
Трубы стальные бесшовные для паровых котлов и трубопроводов изготавливают по ТУ 14-3р-55, диаметром 38 мм, толщиной стенки 3 мм из стали марки 12Х1МФ.
Требования предъявляющие ТУ 14-3р-55.
по длине трубы поставляют немерной длины от 3 до 12 м;
предельные отклонения по наружному диаметру и толщине стенки труб, не должно превышать (по диаметру 38 +0,3, -0,0 мм; по стенке 4 +10,-2 %);
по требованию потребителя трубы должны изготавливаться по внутреннему диаметру и толщине стенки, а также по наружному и внутреннему диаметру и разнстенности. Предельное отклонение по внутреннему диаметру труб не должны превышать предельных отклонений по наружному диаметру;
овальность и разностенность труб не должны выводить их размеры запредельные отклонения соответственно по наружному диаметру и толщине стенки;
концы труб должны быть обрезаны под прямым углом: при этом косина реза не должна превышать 20;
по требованию потребителя трубы подвергаются дефектоскопии неразрушающими методамию;
окалина с поверхности труб должна быть удалена;
на поверхности допускаются вмятины, продольные риски без острых углов, мелкая рябизна глубиной не более 10 процентов от номинальной толщины стенки, но не более 0,2 мм при D/S>5 и 0,6 при D/S<5. Трубы подвергаются 100 процентной ультразвуковой дефектоскопии на выявление продольных дефектов.
Правила приемки готовых труб.
трубы принимают партиями. Партия должна состоять из труб одного размера, одного режима термообработки. Количество труб в партии устанавливается для горячедеформированных не более 200 шт., для холоднодеформированных и теплодеформированных – не более 400 шт;
проверке наружной и внутренней поверхностей, размеров и дефектоскопии подвергают каждую трубу;
в случае разногласии оценки химического состава для проверки отирают не менее одной трубы от партии;
контроль макроструктуры труб проводят по требованию потребителя.
для испытания на растяжение, ударный изгиб, сплющивание, раздачу, для контроля макроструктуры стали отбирают две трубы от партии, а для гидроиспытания 2% труб, но не менее двух труб от партии.
Методы испытаний.
От каждой отобранной трубы отрезают: для испытаний на растяжение, один образец; для испытаний на твердость, два образца; для испытаний на изгиб, два образца; для испытаний на сплющивание, один образец; для испытаний на раздачу, один образец; для контроля макроструктуры, один образец.
качество поверхности трубы проверяют без применения увеличительных приборов, при необходимости проводят светление или травление поверхности, толщину стенки проверяют с обоих концов трубы;
испытание на растяжение должно проводиться на продольном, коротком пропорциональном образце;
испытания на раздачу проводят оправкой с углом конусности 30˚ до увеличения наружного диаметра труб на 15 процентов.
Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение.
Маркировка, упаковка, транспортирование, хранение и оформление документации - по ГОСТ 10692-80 со следующими дополнениями:
транспортирование продукции проводится транспортом всех видов в соответствие с правилами перевозки грузов действующими на транспорте данного вида. По железным дорогам перевозка осуществляется в зависимости от массы и габоритных размеров в крытых или открытых вагонах. Масса грузового места не должно превышать при механизированной погрузке в открытые транспортные средства 10000 кг, в крытые 1250 кг.
на одном конце трубы диаметром 25 мм и более, толщиной стенки не менее 3 мм, на расстоянии до 1м от одного из концов должны быть отчетливо нанесены: клеймо отдела технического контроля, марка стали и номер партии.
для труб, которым в установленном порядке присвоен государственный Знак качества, ярлык и документ о качестве должны иметь изображение государственного Знака качества, в порядке, установленном Государством.
Трубы для АВТОВАЗа, поставляемые в нагортованном состоянии изготавливают по ТУ 14-161-201, диаметром 8 мм, толщиной стенки 1 мм из стали марки 20.
Требования предъявляющие ТУ 14-161-201 .
по длине трубы должны изготавливаться немерной длины до 12метров;
трубы должны изготавливаться по наружному диаметру и толщине стенки, по требованию потребителя трубы должны изготавливаться по внутреннему диаметру и толщине стенки, а также по наружному и внутреннему диаметру и разнстенности. Предельное отклонение по внутреннему диаметру труб не должны превышать предельных отклонений по наружному диаметру;
овальность и разностенность труб не должны выводить их размеры запредельные отклонения соответственно по наружному диаметру и толщине стенки;
концы труб должны быть обрезаны под прямым углом: при этом косина реза не должна превышать 20. По требованию потребителя на концах труб с толщиной стенки свыше 5мм должна быть фаска для сварки. По согласованию изготовителя с потребителем допускается обрезать трубы из стали марок 10, 20 и 10Г2 плазмотроном с углом фаски по отношению к торцу трубы более 100;
по требованию потребителя трубы должны выдерживать испытание на сплющиваниедо получения между сплющивающими поверхностями растоянияе (Н) в миллиметрах, вычесленного по формуле
H=(1,08
S)/(0,08+S/D) ,где s - номинальная толщина стенки, мм;
Dн - номинальный наружный диаметр, мм;
по требованию потребителя трубы подвергаются дефектоскопии неразрушающими методами;
на поверхности труб не допускаются трещины, плены, рванины, закаты, отслаивающая окисная пленка и ржавчина;
допускаются риски, рябизна, незначительные вмятины, следы зачистки дефектов, следы от стравленной окалины, следы правки если, они не выводят размер трубы за пределы минусового допуска отклонения;