Грифон 190 литьевая сталь: свойства и ключевые применения

Литьевая сталь GM190 — это специфический класс литьевой стали, известный своими уникальными свойствами и применением в различных инженерных областях. Классифицируется как среднеуглеродистая легированная сталь, GM190 обычно содержит сбалансированную смесь углерода, марганца и кремния, которые способствуют его механической прочности и долговечности. Основные легирующие элементы GM190 включают:

• Углерод (C): Увеличивает твердость и прочность.
• Марганец (Mn): Улучшает закаливаемость и прочность на растяжение.
• Кремний (Si): Увеличивает прочность и устойчивость к окислению.

Обзор

Литьевая сталь GM190 признана за отличные механические свойства, что делает её подходящей для широкого спектра применений, особенно в автомобилестроении и машиностроении. Её примечательные характеристики включают хорошую свариваемость, высокую прочность и стойкость к износу, что необходимо для компонентов, подвергающихся механическим нагрузкам.

Преимущества GM190 включают:

• Высокая прочность: Подходит для несущих приложений.
• Хорошая свариваемость: Легко сваривается с использованием стандартных методов.
• Износостойкость: Идеально подходит для компонентов, испытывающих трение.

Тем не менее, у GM190 также есть ограничения:

• Устойчивость к коррозии: Не так устойчива к коррозии, как нержавеющие стали.
• Хрупкость: Может стать хрупкой, если неправильно термообработана.

Исторически, GM190 использовалась в различных приложениях, включая строительные компоненты, автозапчасти и машины, благодаря благоприятному соотношению прочности и пластичности.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Класс	Страна/Регион происхождения	Заметки/Комментарии
UNS	G19000	США	Ближайший эквивалент ASTM A216 WCB
ASTM	A216 WCB	США	Широко используется для отливок
EN	1.0619	Европа	Незначительные композиционные различия
DIN	1.0619	Германия	Похожие свойства на GM190
JIS	G3106 SM490	Япония	Сравнима по прочности

Указанные выше эквивалентные классы могут иметь незначительные различия в композиции и свойствах, которые могут повлиять на производительность в конкретных приложениях. Например, хотя ASTM A216 WCB и похожа по прочности, она может не показывать таких же результатов при высоких температурах, как GM190.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (символ и название)	Процентный диапазон (%)
C (углерод)	0.20 - 0.25
Mn (марганец)	0.60 - 0.90
Si (кремний)	0.15 - 0.40
P (фосфор)	≤ 0.035
S (сера)	≤ 0.035

Основная роль ключевых легирующих элементов в GM190 включает:

• Углерод: Увеличивает твердость и прочность, что необходимо для несущих приложений.
• Марганец: Улучшает закаливаемость, позволяя лучшую производительность под нагрузкой.
• Кремний: Улучшает сопротивляемость окислению, что способствует долговечности стали.

Механические свойства

Свойство	Состояние/температура	Температура испытания	Типичное значение/Диапазон (метрическое)	Типичное значение/Диапазон (имперское)	Ссылочный стандарт для метода испытания
Прочность на растяжение	Отожженная	Комнатная температура	370 - 490 МПа	54 - 71 ksi	ASTM E8
Предельная прочность (0.2% смещение)	Отожженная	Комнатная температура	220 - 300 МПа	32 - 44 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожженная	Комнатная температура	20 - 25%	20 - 25%	ASTM E8
Твердость (Бринелля)	Отожженная	Комнатная температура	150 - 200 HB	150 - 200 HB	ASTM E10
Ударная прочность	Шарпи, -20°C	-20°C	27 - 35 Дж	20 - 26 фт-фунтов	ASTM E23

Сочетание этих механических свойств делает GM190 подходящей для приложений, требующих высокой прочности и toughness, таких как строительные компоненты и детали машин.

Физические свойства

Свойство	Состояние/температура	Значение (метрическое)	Значение (имперское)
Плотность	Комнатная температура	7.85 г/см³	0.284 фунт/дюйм³
Температура плавления	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Теплопроводность	Комнатная температура	50 Вт/м·K	34.5 BTU·дюйм/(ч·фут²·°F)
Удельная теплоемкость	Комнатная температура	0.46 кДж/кг·K	0.11 BTU/фунт·°F
Электрическое сопротивление	Комнатная температура	0.0000017 Ω·м	0.0000017 Ω·дюйм

Ключевые физические свойства, такие как плотность и температура плавления, важны для приложений, где вес и управление теплом являются критическими. Плотность дает представление о весе материала, в то время как температура плавления указывает на его пригодность для высокотемпературных приложений.

Устойчивость к коррозии

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C)	Рейтинг устойчивости	Заметки
Хлориды	3-5	25-60	Умеренная	Риск питтинговой коррозии
Серная кислота	10-20	25-50	Плохая	Не рекомендуется
Атмосферные	-	-	Хорошая	Умеренная устойчивость

GM190 демонстрирует умеренную устойчивость к коррозии, особенно в атмосферных условиях. Тем не менее, она подвержена питтинговой коррозии в хлоридных средах и должна избегаться в кислых условиях. По сравнению с нержавеющими сталями, устойчивость к коррозии GM190 ограничена, что делает её менее подходящей для морских или сильно коррозионных сред.

Устойчивость к нагреванию

Свойство/лимит	Температура (°C)	Температура (°F)	Заметки
Максимальная температура непрерывной работы	400 °C	752 °F	Подходит для умеренных температур
Максимальная температура прерывистой работы	500 °C	932 °F	Только кратковременное воздействие
Температура окалинообразования	600 °C	1112 °F	Риск окисления свыше этого предела

При повышенных температурах GM190 сохраняет свою прочность, но может подвержена окислению. Необходимо избегать длительного воздействия температур выше 400 °C, чтобы предотвратить деградацию механических свойств.

Свойства обработки

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый наполнитель (классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Заметки
MIG	ER70S-6	Аргон/CO2	Хорошо для тонких секций
TIG	ER70S-2	Аргон	Отлично для точной сварки
Электродная сварка	E7018	-	Требует предварительного нагрева

GM190, как правило, считается хорошо свариваемым. Предварительный нагрев может быть необходим, чтобы избежать трещин, особенно в более толстых секциях. Постсварочная термообработка может улучшить механические свойства сварного шва.

Обрабатываемость

Параметр обработки	GM190	AISI 1212	Заметки/Советы
Индекс относительной обрабатываемости	60%	100%	Умеренная обрабатываемость
Типичная скорость резки (точение)	30 м/мин	50 м/мин	Используйте твердосплавные инструменты для наилучших результатов

GM190 имеет умеренную обрабатываемость, которая может быть улучшена с помощью правильного инструмента и условий резки. Рекомендуется использовать инструменты из быстрорежущей стали или твердосплавные инструменты для операций механообработки.

Формуемость

GM190 может быть сформирована как холодными, так и горячими методами. Холодная формовка возможна, но может привести к упрочнению, что может повлиять на пластичность. Горячая формовка предпочтительнее для сложных форм, чтобы избежать трещин и улучшить формуемость.

Термообработка

Процесс обработки	Температурный диапазон (°C/°F)	Типичное время выдержки	Метод охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 часа	Воздух	Снижение твердости, улучшение пластичности
Закалка	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	30 минут	Масло/вода	Увеличение твердости
Отпуск	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 час	Воздух	Снижение хрупкости, увеличение прочности

Процессы термообработки значительно влияют на микроструктуру GM190, улучшая её механические свойства. Закалка увеличивает твердость, в то время как отпуск снижает хрупкость, что делает её подходящей для различных приложений.

Типичные применения и конечные использование

Отрасль/Сектор	Пример конкретного применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом применении	Причина выбора
Автомобильная	Блоки двигателей	Высокая прочность, хорошая обрабатываемость	Несущая способность
Машиностроение	Коробки передач	Износостойкость, прочность	Долговечность под нагрузкой
Строительство	Структурные компоненты	Прочность, свариваемость	Удобство изготовления

Другие применения включают:

• Трубопроводы
• Детали тяжелой техники
• Компоненты железнодорожного транспорта

GM190 выбирают для этих применений благодаря сбалансированности прочности, пластичности и удобства изготовления, что делает его идеальным для компонентов, которые требуют высокой производительности под механическим стрессом.

Важные соображения, критерии выбора и дальнейшие идеи

Особенность/Свойство	GM190	AISI 4140	AISI 1045	Краткая заметка о преимуществах/недостатках или компромиссах
Ключевое механическое свойство	Умеренное	Высокое	Умеренное	GM190 менее прочна, чем 4140, но легче сваривается.
Ключевой аспект коррозии	Умеренный	Хороший	Умеренный	GM190 менее устойчива к коррозии, чем 4140.
Свариваемость	Хорошая	Умеренная	Хорошая	GM190 легче сваривать, чем 4140.
Обрабатываемость	Умеренная	Хорошая	Хорошая	GM190 менее обрабатываема, чем 1045.
Формуемость	Хорошая	Умеренная	Хорошая	GM190 легче формовать по сравнению с 4140.
Приблизительная относительная стоимость	Умеренная	Выше	Ниже	GM190 экономически эффективна для многих приложений.
Типичная доступность	Распространена	Менее распространена	Распространена	GM190 широко доступна на рынке.

При выборе GM190 учитывайте такие факторы, как экономическая эффективность, доступность и конкретные механические свойства, необходимые для применения. Хотя она может не предлагать такую же прочность, как некоторые легированные стали, её свариваемость и обрабатываемость делают её предпочтительным выбором для многих инженерных приложений. Кроме того, её умеренная коррозионная стойкость делает её подходящей для сред, где воздействие коррозионных агентов ограничено.

В заключение, литьевая сталь GM190 является универсальным материалом, который сочетает в себе прочность, пластичность и удобство обработки, что делает её ценным выбором в различных промышленных приложениях.