St13 против St14 – Состав, Термальная обработка, Свойства и Применения

Введение

St13 и St14 являются близкими родственниками в семье низкоуглеродистых конструкционных сталей, которые обычно используются для листов, полос и холодноформованных деталей. Инженеры, менеджеры по закупкам и планировщики производства часто взвешивают компромиссы между стоимостью, формуемостью и прочностью при выборе между этими двумя марками для штампованных компонентов, сварных конструкций или общих конструкционных панелей. Типичные контексты принятия решений включают выбор марки для глубокого вытягивания по сравнению с одной, оптимизированной для базовой конструкционной прочности, или выбор материала, который балансирует легкость обработки с возможностью достижения требуемых механических свойств после обработки.

Основное техническое различие между двумя марками заключается в том, что одна марка была разработана для обеспечения улучшенной формуемости при обычных холодных операциях, в то время как другая представляет собой более традиционный низкоуглеродистый, универсальный вариант. Поскольку их химический состав и технологические процессы схожи, эти две марки часто сравниваются при выборе материала для производственных операций, где важны характеристики формования, свариваемость и стоимость.

1. Стандарты и обозначения

• Общие стандарты и системы обозначений в отрасли включают:
• ASTM / ASME (США)
• EN (Европейский)
• JIS (Японские промышленные стандарты)
• GB (Национальные стандарты Китая)
• Национальные и собственные спецификации заводов
• Классификация:
• St13 — Углеродная сталь (низкоуглеродистая конструкционная/полосовая сталь)
• St14 — Углеродная сталь (низкоуглеродистая конструкционная/полосовая сталь, обработанная для улучшенной формуемости)
• Примечание: Префикс "St" встречается в некоторых региональных и поставщических номенклатурах для конструкционных сталей. Точное соответствие номерам каталогов ASTM/EN/JIS/GB зависит от выдающего стандарта или сертификата завода; пользователи всегда должны запрашивать конкретное стандартное обозначение и химический/механический сертификат у поставщиков.

2. Химический состав и стратегия легирования

• Вместо указания точных процентов (которые варьируются в зависимости от стандарта и завода), таблица ниже обобщает типичную стратегию легирования и относительное содержание ключевых элементов для каждой марки.

Объяснение: Обе марки по сути являются низкоуглеродистыми сталями. Стратегия легирования для марки, ориентированной на формуемость, сосредоточена на более строгом контроле углерода и интерстициальных элементов, корректировках в Mn и Si, а также тщательном контроле чистоты для получения микроструктуры и состояния поверхности, которые облегчают холодное формование. Микроалюминирование (Nb, Ti, V) не является определяющей характеристикой ни одной из марок, но, когда используется, вводится для контроля размера зерна и прочности, а не для увеличения закаливаемости.

3. Микроструктура и реакция на термообработку

Типичные микроструктуры: - St13: Преобладающая микроструктура феррит–перлит после обычной горячей прокатки и воздушного охлаждения; относительно крупные зерна феррита в зависимости от практики прокатки и намотки. - St14: Похожая основа феррит–перлит, но произведенная с более строгим контролем охлаждения и, в некоторых практиках завода, термомеханической обработкой для уточнения зернистой структуры и получения более однородной, тонкой ферритной матрицы, которая улучшает пластичность.

Ответы на термообработку и обработку: - Отжиг / Рекристаллизационный отжиг: Обе марки реагируют на отжиг размягчением и увеличением пластичности. St14 более заметно выигрывает от контролируемых циклов отжига, которые уменьшают остаточные напряжения и улучшают формуемость. - Нормализация: Умеренно повышает прочность за счет уточнения размера зерна; реже применяется к листовым маркам, но может использоваться для более прочных форм продуктов. - Закалка после отжига: Не типично для этих низкоуглеродистых листовых марок; закалка и отпуск — это путь для высокопрочных сталей, но не требуется для общих приложений St13/St14. - Термомеханическая прокатка: Где применяется, может обеспечить более мелкий размер зерна и улучшенную формуемость для вариантов St14 без значительного снижения прочности.

Выбор обработки (температура намотки, уменьшение за проход, скорость охлаждения) так же влиятельны, как и номинальная химия, в определении окончательной микроструктуры и поведения при формовании.

4. Механические свойства

• Вместо фиксированных значений (которые варьируются в зависимости от толщины, состояния отпуска и стандарта), сравнение ниже является качественным и отражает типичное поведение в горячекатаных или холоднокатаных + отожженных формах продуктов.