- 1.0Klasyfikacje procesów produkcyjnych ASTM A513
- 2.0Główne materiały ASTM A513
- 3.0Zakres granicy plastyczności typowych materiałów ASTM A513
- 4.0Zastosowania normy ASTM A513 w procesach formowania na zimno
- 5.0TABELA 1: Wymagania chemiczne dla standardowych stali niskowęglowych
- 6.0TABELA 2: Wymagania chemiczne dla innych stali węglowych i stopowych
- 7.0TABELA 3: Tolerancje dla analizy produktu dla stali przedstawionych w tabelach 1 i 2
Rury stalowe ASTM A513: zastosowania, materiały i przegląd procesu produkcyjnego
ASTM A513 to norma opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) dotycząca rur stalowych spawanych i obrabianych na zimno, powszechnie stosowanych w obróbce metali.
Ma ona zastosowanie przede wszystkim do rur mechanicznych wytwarzanych metodą spawania oporowego i ciągnienia na zimno.
Dzięki różnorodnym procesom produkcyjnym i różnym typom materiałów norma ASTM A513 zapewnia szereg opcji rur stalowych, które spełniają potrzeby różnych rynków konstrukcji mechanicznych i metalowych.
1.0Klasyfikacje procesów produkcyjnych ASTM A513
| Typ | Proces produkcyjny | Charakterystyka | Aplikacje |
| Typ 1 | Rury walcowane na gorąco, spawane elektrycznie (ERW) | Niższa dokładność powierzchni i wymiarów, umiarkowana wytrzymałość, nadaje się do ogólnych celów konstrukcyjnych i mechanicznych | Stelaże meblowe, podpory mechaniczne, podpory urządzeń przemysłowych |
| Typ 2 | Rury zgrzewane oporowo (ERW) poddane obróbce cieplnej | Zwiększona wytrzymałość i twardość dzięki obróbce cieplnej, nadaje się do zastosowań wysokociśnieniowych | Części samochodowe, ramy mechaniczne o wysokiej wytrzymałości, wsporniki konstrukcyjne |
| Typ 3 | Rury spawane ciągnione na zimno | Poprawiona dokładność wymiarowa i jakość powierzchni dzięki ciągnieniu na zimno, wyższa granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie | Części mechaniczne, urządzenia precyzyjne, systemy rurociągów o wysokiej precyzji |
| Typ 4 | Rury spawane ciągnione na zimno poddane obróbce cieplnej | Łączy precyzję ciągnienia na zimno z wytrzymałością uzyskaną dzięki obróbce cieplnej, nadaje się do zastosowań w warunkach dużego naprężenia i udarności | Części mechaniczne narażone na duże obciążenia, elementy konstrukcyjne odporne na uderzenia, wały, części obrotowe |
| Typ 5 | Rury walcowane na zimno, spawane elektrycznie (ERW) | Wysoka dokładność i gładka powierzchnia, odpowiednia do precyzyjnej obróbki | Elementy maszyn precyzyjnych, części samochodowe, sprzęt inżynierii precyzyjnej |
| Typ 6 | Rury zgrzewane elektrycznie, walcowane na zimno i ciągnione na zimno | Najwyższa dokładność wymiarowa i wykończenie powierzchni, doskonała wytrzymałość i twardość | Wysokoprecyzyjne systemy mechaniczne, sprzęt lotniczy i kosmiczny, konstrukcje inżynieryjne o wysokim zapotrzebowaniu |
2.0Główne materiały ASTM A513
| Rodzaj materiału | Główne klasy | Zawartość węgla | Charakterystyka | Aplikacje |
| Stal niskowęglowa | SAE 1008, SAE 1010 | 0.08%-0.10% | Dobra ciągliwość, łatwość formowania, spawania i obróbki na zimno, umiarkowana wytrzymałość, wysoka jakość wykończenia powierzchni | Stelaże meblowe, wsporniki mechaniczne, wsporniki urządzeń przemysłowych, części samochodowe |
| SAE 1020, SAE 1026 | 0.20%-0.26% | Wyższa wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności, zachowuje dobrą ciągliwość i obrabialność, nadaje się do spawania i obróbki skrawaniem | Komponenty mechaniczne o średniej wytrzymałości, części precyzyjnie obrabiane | |
| Stal stopowa | 4130 | 0.30% | Wysoka wytrzymałość, dobra odporność na zużycie, doskonała wytrzymałość i odporność na zmęczenie, dobra spawalność i podatność na obróbkę cieplną | Elementy konstrukcyjne poddane dużym naprężeniom, sprzęt lotniczy i kosmiczny, urządzenia wspinaczkowe, ramy samochodów wyścigowych |
| 4140 | 0.40% | Wyjątkowo wysoka wytrzymałość i odporność na zużycie, odpowiednia do zastosowań wymagających udarności i zmęczenia, dobre właściwości hartowania i odpuszczania | Części mechaniczne o wysokiej wytrzymałości, elementy urządzeń przemysłowych, części maszyn ciężkich | |
| Stal niskostopowa o wysokiej wytrzymałości | – | – | Niewielkie ilości pierwiastków stopowych (np. chromu, niklu, molibdenu) dodawane w celu zwiększenia wytrzymałości i odporności na korozję | Elementy konstrukcyjne i nośne, takie jak mosty, ramy budynków, podwozia ciężarówek |
3.0Zakres granicy plastyczności typowych materiałów ASTM A513
| Rodzaj materiału | Główne klasy | Zakres granicy plastyczności (MPa) | Charakterystyka |
| Stal niskowęglowa | SAE 1008, 1010 | 205 – 275 | Dobra ciągliwość, umiarkowana wytrzymałość, nadaje się do ogólnych celów konstrukcyjnych i mechanicznych. |
| SAE 1020, 1026 | 275 – 380 | Wyższa granica plastyczności, odpowiednia do elementów konstrukcyjnych i części mechanicznych wymagających większej wytrzymałości. | |
| Stal stopowa | 4130 | 435 – 600 | Wysoka wytrzymałość, odpowiednia do zastosowań w warunkach dużych naprężeń i zmęczenia, dobra spawalność i podatność na obróbkę cieplną. |
| 4140 | 620 – 850 | Wyjątkowo wysoka granica plastyczności i odporność na zużycie, odpowiednia do części poddawanych dużym obciążeniom i naprężeniom udarowym. | |
| Stal niskostopowa o wysokiej wytrzymałości | – | 345 – 690 | Elementy stopowe zwiększają wytrzymałość i odporność na korozję, co jest przydatne w przypadku elementów konstrukcyjnych, takich jak ramy budynków i mosty. |
4.0Zastosowania normy ASTM A513 w procesach formowania na zimno
Stal ASTM A513 sprawdza się wyjątkowo dobrze w procesach formowania na zimno i jest szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu.
4.1Zalety stali ASTM A513 w procesie formowania na zimno:
- Doskonała obrabialność
- Zrównoważona wytrzymałość i ciągliwość
- Łatwe do spawania
4.2Gięcie rur:
Materiał ASTM A513 charakteryzuje się dobrą ciągliwością i wytrzymałością, dzięki czemu można go łatwo giąć bez pękania lub utraty wytrzymałości.
Zastosowania: Stosowany w produkcji rur giętych, np. w samochodowych układach wydechowych, konstrukcjach meblowych i ramach budynków.
4.3Tłoczenie i dziurkowanie:
Stal niskowęglowa ma doskonałe właściwości tłoczenia, co ułatwia wykonywanie skomplikowanych operacji tłoczenia i dziurkowanie operacje przy użyciu przemysłowych pras wykrawających, przy jednoczesnym zachowaniu dobrej jakości powierzchni po formowaniu.
Zastosowania: Stosowany do produkcji różnego rodzaju części tłoczonych, takich jak elementy mechaniczne i obudowy metalowe.
4.4Krawędzie i kołnierze:
Stale niskowęglowe ASTM A513 wykazują dobrą plastyczność w procesach krawędziowania i wywijania kołnierzy, co pozwala na ich formowanie bez pęknięć.
Zastosowania: Stosowane w produkcji złączek rurowych, kołnierzy i innych części krawędziowych lub kołnierzowych.
4.5Głębokie tłoczenie:
Stal niskowęglowa charakteryzuje się dobrą odpornością na głębokie tłoczenie metodą formowania na zimno, co skutkuje gładkimi powierzchniami i równomiernym odkształceniem.
Zastosowania: Nadaje się do produkcji części wymagających głębokiego tłoczenia, np. kubków metalowych, pojemników metalowych i puszek metalowych.
4.6Pochylenie się:
Materiały zgodne z normą ASTM A513 charakteryzują się podatnością na gięcie, co sprawia, że dobrze sprawdzają się w procesach gięcia i są odpowiednie do produkcji części o skomplikowanej geometrii.
Zastosowania: Stosowany do gięcia różnego rodzaju rur i blach metalowych, takich jak elementy nośne w konstrukcjach budowlanych i urządzeniach.
5.0TABELA 1: Wymagania chemiczne dla standardowych stali niskowęglowych
W tabeli przedstawiono wymagania dotyczące składu chemicznego dla różnych gatunków stali niskowęglowej określonych w normie ASTM A513. Obejmuje ona popularne gatunki stali niskowęglowej, takie jak SAE 1008, SAE 1010 i SAE 1020.
Tabela szczegółowo przedstawia zakres zawartości węgla, manganu, fosforu i siarki dla każdego gatunku. Te normy składu zapewniają stałą jakość i parametry stali podczas produkcji, spełniając wymagania różnych zastosowań.
| Oznaczenie stopnia | Węgiel (%) | Mangan (%) | Fosfor, maks. (%) | Siarka, maks. (%) |
| MTB 1010 | 0,02–0,15 | 0,30–0,60 | 0.035 | 0.035 |
| MT 1015 | 0,10–0,20 | 0,30–0,60 | 0.035 | 0.035 |
| MT X 1015 | 0,10–0,20 | 0,60–0,90 | 0.035 | 0.035 |
| MT 1020 | 0,15–0,25 | 0,30–0,60 | 0.035 | 0.035 |
| MT X 1020 | 0,15–0,25 | 0,70–1,00 | 0.035 | 0.035 |
Uwagi:
- Chemia to analiza cieplna. Analiza produktu, z wyjątkiem stali z obrzeżem lub korkiem, powinna być zgodna z powszechną praktyką, jak pokazano w tabeli 3.
- Stale z krawędziami lub nakładkami stosowane w tych gatunkach charakteryzują się brakiem jednorodności składu chemicznego, co sprawia, że analiza produktu nie jest właściwa, chyba że wyraźnie wskazano niewłaściwe zastosowanie.
- „MT” oznacza rury mechaniczne.
6.0TABELA 2: Wymagania chemiczne dla innych stali węglowych i stopowych
W tej tabeli przedstawiono wymagania dotyczące składu chemicznego dla innych rodzajów stali węglowych i stopowych zgodnie z normą ASTM A513. Obejmuje ona szeroki zakres gatunków, od stali niskowęglowych po różne stale stopowe, takie jak 1006, 1015, 4130 i 4140.
Tabela określa maksymalną i minimalną zawartość pierwiastków takich jak węgiel, mangan, fosfor, siarka, krzem, nikiel, chrom i molibden. Parametry te mają kluczowe znaczenie dla właściwości mechanicznych, trwałości i skrawalności materiału.
| Oznaczenie stopnia | Węgiel (%) | Mangan (%) | Fosfor, maks. (%) | Siarka, maks. (%) | Krzem (%) | Nikiel (%) | Chrom (%) | Molibden (%) |
| 1006 | 0,08 maks. | 0,45 maks. | 0.030 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1008 | 0,10 maks. | 0,50 maks. | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1009 | 0,15 maks. | 0,60 maks. | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1010 | 0,08–0,13 | 0,30–0,60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1012 | 0,10–0,15 | 0,30–0,60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1015 | 0,13–0,18 | 0,30–0,60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1016 | 0,13–0,18 | 0,60–0,90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1017 | 0,15–0,20 | 0,30–0,60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1018 | 0,15–0,20 | 0,60–0,90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1019 | 0,15–0,20 | 0,70–1,00 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1020 | 0,18–0,23 | 0,30–0,60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1021 | 0,18–0,23 | 0,60–0,90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1022 | 0,18–0,23 | 0,70–1,00 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1023 | 0,20–0,25 | 0,30–0,60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1024 | 0,18–0,25 | 1,30–1,65 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1025 | 0,22–0,28 | 0,30–0,60 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1026 | 0,22–0,28 | 0,60–0,90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1027 | 0,22–0,29 | 1,20–1,55 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1030 | 0,28–0,34 | 0,60–0,90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1033 | 0,30–0,36 | 0,70–1,00 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1035 | 0,32–0,38 | 0,60–0,90 | 0.035 | 0.035 | … | … | … | … |
| 1040 | 0,37–0,44 | 0,60–0,90 | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 1050 | 0,48–0,55 | 0,60–0,90 | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 1060 | 0,55–0,65 | 0,60–0,90 | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 1340 | 0,38–0,43 | 1,60–1,90 | 0.035 | 0.040 | 0,15–0,35 | … | … | … |
| 1524 | 0,19–0,25 | 1,35–1,65 | 0.040 | 0.050 | … | … | … | … |
| 4118 | 0,18–0,23 | 0,70–0,90 | 0.035 | 0.040 | 0,15–0,35 | … | 0,40–0,60 | 0,08–0,15 |
| 4130 | 0,28–0,33 | 0,40–0,60 | 0.035 | 0.040 | 0,15–0,35 | … | 0,80–1,10 | 0,15–0,25 |
| 4140 | 0,38–0,43 | 0,75–1,00 | 0.035 | 0.040 | 0,15–0,35 | … | 0,80–1,10 | 0,15–0,25 |
| 5130 | 0,28–0,33 | 0,70–0,90 | 0.035 | 0.040 | 0,15–0,35 | … | 0,80–1,10 | … |
| 8620 | 0,18–0,23 | 0,70–0,90 | 0.035 | 0.040 | 0,15–0,35 | 0,40–0,70 | 0,40–0,60 | 0,15–0,25 |
| 8630 | 0,28–0,33 | 0,70–0,90 | 0.035 | 0.040 | 0,15–0,35 | 0,40–0,70 | 0,40–0,60 | 0,15–0,25 |
7.0TABELA 3: Tolerancje dla analizy produktu dla stali przedstawionych w tabelach 1 i 2
Niniejsza tabela określa zakresy tolerancji zawartości pierwiastków w produktach stalowych ASTM A513. Zawiera ona dopuszczalne odchylenia dla takich pierwiastków jak węgiel, mangan, fosfor, siarka, krzem, nikiel, chrom i molibden.
| Element | Limit lub maksimum określonego zakresu, % | Zmiana powyżej limitu maksymalnego lub poniżej limitu minimalnego |
| Węgiel | ||
| Do 0,15 włącznie | 0.02 | 0.03 |
| Powyżej 0,15 do 0,40 włącznie | 0.03 | 0.04 |
| Powyżej 0,40 do 0,55, w tym | 0.03 | 0.05 |
| Mangan | ||
| Do 0,60 włącznie | 0.03 | 0.03 |
| Powyżej 0,60 do 1,15, w tym | 0.04 | 0.04 |
| Powyżej 1,15 do 1,65, w tym | 0.05 | 0.05 |
| Fosfor | … | 0.01 |
| Siarka | … | 0.01 |
| Krzem | ||
| Do 0,30 włącznie | 0.02 | 0.03 |
| Ponad 0,30 do 0,60 | 0.05 | 0.05 |
| Nikiel | Do 1,00 włącznie | 0.03 |
| Chrom | Do 0,90 włącznie | 0.03 |
| Powyżej 0,90 do 2,10 | 0.05 | 0.05 |
| Molibden | ||
| Do 0,20 włącznie | 0.01 | 0.01 |
| Ponad 0,20 do 0,40 | 0.02 | 0.02 |
- Poszczególne ustalenia mogą odbiegać od określonych limitów lub zakresów ciepła w stopniu pokazanym w tej tabeli, z tym wyjątkiem, że żaden pierwiastek w cieple nie może różnić się jednocześnie powyżej i poniżej określonego zakresu.
- Jeśli w tabeli pojawia się wielokropek (…), nie ma takiego wymogu.
Odniesienia: