Всего на сайте:
303 тыс. 117 статей

Главная | Кулинария, Пищевое производство

Металлические материалы для изготовления и ремонта технологического оборудования  Просмотрен 1231

 

Металлические материалы, применяемые для изготовления технологического оборудования, подразделяются на конструкционные и инструментальные стали, чугуны и цветные металлы. Пригодность этих материалов определяется их механическими и технологическими свойствами, а также коррозионной стойкостью, отсутствием токсичности и способностью не портить вкус и внешний вид продукции.

Конструкционные сталиподразделяются на углеродистые и легированные. Углеродистые стали содержат не более 0,65% углерода. Стали с большим содержанием углерода относятся к рессорнопружинным. Кроме углерода, в стали имеются в небольших количествах постоянные примеси: 0,3-0,7% Мп, 0,2-0,4% Si, 0,01-0,05% Р, 0,01-0,05% S. Легированная сталь, помимо железа и углерода, содер­жит различные элементы, специально добавленные в нее для улучше­ния механических и технологических показателей или для создания особых физико-химических свойств.

Углеродистые стали.Углеродистая конструкционная сталь разделяется на сталь обык­новенного качества, содержащую повышенное количество вредных примесей и неметаллических включений, и сталь качественную.

Сталь обыкновенного качества. Применяется для изготовления деталей машин, работающих при небольших нагрузках преимущественно статического характера (таблица 28).

 

Таблица 28 – Марки сталей

Марка Изготовляемые детали
Ст. 0, Ст. 1 Нерассчитываемые элементы конструкций (ог­раждения, настилы), неответственная арматура
Ст. 2 Шайбы креплений тельферных путей, неответ­ственные сварные конструкции, заклепки
Ст. 3 Гайки, болты, уголки, листы для креплений тельферных путей и элеваторов, колпаки для волч­ков, траверсы шпигорезных машин, подвески фаршепроводов, сварные корпуса сосудов и аппа­ратов, работающих под давлением
Ст. 4 Сварные, клепаные и болтовые конструкции по­вышенной прочности, малонагруженные рычаги, шестерни, червяки, гайки и т. п.
Ст. 5 Валы и шестерни шлямовочных машин, червяч­ные валы месильных машин, рычаги, гайки, звез­дочки, валы, оси и т. п.
Ст. 6 Оси, валы, тяги и другие детали повышенной прочности
Ст. 7 Детали, от которых требуется повышенный пре­дел упругости и износостойкость. Применяется после термической обработки

 

В зависимости от гарантируемых характеристик сталь обыкновенного качества подразделяется на три группы: А, Б и В.

Сталь группы А поставляется по механическим свойствам, без гарантии химического состава.

Минимальные значения предела текучести относятся к прокату больших толщин. Сталь с индексом «сп» - спокойная сталь, т. е. полностью раскисленная, с индексом «кп» - кипящая, т. е. не полно­стью раскисленная. Кипящая сталь дешевле спокойной и лучше штампуется в холодном состоянии, но имеет тенденцию к хладноломкости и хуже сваривается. Сталь промежуточного типа «пс» - полуспокой­ная. Сталь группы А рекомендуется применять в состоянии поставки без дополнительной тепловой обработки, в этом случае ее свойства будут соответствовать гарантируемым.

Сталь группы Б поставляется по химическому составу. Первая буква в маркировке указывает способ производства стали: М - мартеновский, К - конверторный, Б - бессемеровский.

Сталь группы В поставляется с гарантируемыми механическими свойствами и химическим cocтавом. Стали этой группы изготовляют следующих марок: мартеновская - от ВМ Ст. 2 до ВМ Ст. 5 и конверторная - от ВК Ст. 2 до ВК Ст. 5. По механическим свойствам стали этой группы соответствуют сталям группы А, по химическому соста­ву - группе Б. Стали группы Б и В могут подвергаться тепловой обработке (например, горячей штамповке). Стали группы В применяются в основном для сварных конструкций.

Сталь качественная. Поставляется с гаранти­рованными механическими свойствами и химическим составом и мар­кируется цифрами, указывающими среднее содержание углерода з сотых долях процента: 08, 10, 15, 20 и т. д. В зависимости от хими­ческого состава сталь подразделяется на две группы: с нормальным и с повышенным содержанием марганца (0,7÷1,0%); 15Г, 20Г, 25Г и т.д.

Сведения о применении и механических свойствах углеродистой качественной стали приведены в таблице 29.

Легированные стали.Легированная конструкционная сталь подразделяется на низколегированную, легированную, а также стали и сплавы с особыми хими­ческими и физическими свойствами: коррозионно-стойкие, жаропроч­ные, жаростойкие, немагнитные и т. п.

Легированная конструкционная сталь по сравнению с углеродистой имеет более высокие механические свойства как в состоянии поставки, так и после термической обработки, легче закаливается и прокаливается в больших сечениях.

Легированная сталь маркируется цифрами и буквами, отражающими химический состав данной марки стали: двухзначное число, стоящее впереди маркировки, обозначает среднее содержание углерода в сотых долях процента; буквы, следующие за ним, указыва­ют, какие легирующие элементы присутствуют в данной марке стали, а цифры, стоящие за буквами - их количество в процентах. Если цифра отсутствует, то элемента содержится около 1%.

 

Таблица 29 – Марки углеродистых качественных сталей

Марка Изготовляемые детали
Косые шайбы креплений тельферных путей, тру­бы для перекачивания технической крови, бачки, корпуса, шпильки и другие детали с высокой пластичностью. После цементации применяется для изготовления малонагруженных деталей, работающих на исти­рание: втулки, оси звеньев цепи и т. п.
Трубы для перекачивания технической крови, фланцы, штуцера, болты. После цементации: ку­лачковые валики, рычаги, оси, втулки, крепежные детали
Оси, тяги, звездочки, валы, шайбы, кольца, фланцы, тяги. Применяется после термической об­работки и без нее.
Шестерни, шпигорезных, месиль­ных машин, волчков, котлетных автоматов; валы и червячные валы волчков, котлетных автоматов, месильных машин; полумуфты и звездочки шпигорезных и шлямовочпых машин; пальцы шнеков волчков и мясорубок; прочие детали, работающие при небольших скоростях и средних удельных дав­лениях. Применяется после закалки и высокого отпуска или после поверхностной закалки т. в. ч.
50 и 55 Валы сепараторов, шпиндели, венцы, эксцентри­ки и т. п. Применяется после нормализации или закалки с высоким отпуском.

 

Низколегированная сталь. Имеет повышенную прочность как при нормальных, так и при пониженных температу­рах, износостойкость и хорошую свариваемость. Применяется в ос­новном в нетермообработанном виде, но может подвергаться и тер­мической обработке. Низколегированная сталь служит для изготов­ления сварных конструкций, трубопроводов и элементов строитель­ных конструкций: листовых сварных конструкций пылеуловителей, воздухонагревателей и др. (09Г2 и 14Г2), труб паропроводов (12ГС), днищ и фланцев паровых котлов и деталей, работающих под давле­нием при температурах - 40¸+475°С (16ГС и 17ГС), износостой­ких и коррозиеустойчивых в атмосферных условиях валиков, осей и болтов (15ХСНД) и др.

Легированная сталь. Применяется обязательно в обработанном виде, т. е. подвергается термической или химико-термической обработке.

Стали с содержанием углерода до 0,25% относятся к цементуемым, с большим - к улучшаемым, т. е. подвергающимся закалке и высокому отпуску. В зависимости от содержащихся легирующих элементов легированная сталь подразделяется на 14 групп: хроми­стая, марганцовистая, хромомарганцевая и т. д.

Хромистая сталь имеет более высокую прочность, чем углероди­стая, особенно после термической обработки, и сниженную пластич­ность. Из-за небольшой прокаливаемости применяется для изготов­ления деталей небольших размеров. Марки 45Х и 50Х при закалке в воде склонны к трещинообразованию.

Марганцовистая сталь имеет повышенную износостойкость, хорошо штампуется и обрабатывается резанием, однако при закалке может произойти коробление и образование трещин. Малоуглероди­стая марганцовистая сталь отличается хорошей свариваемостью.

Хромомарганцевая сталь служит для изготовления ответствен­ных деталей, выдерживающих большие скорости и ударные нагруз­ки. Имеет хорошую износостойкость. Менее чувствительна к закалоч­ным дефектам, чем марганцовистая сталь.

Хромоникелевая сталь характеризуется большой прокаливаемостью. Служит для изготовления больших, тяжелонагруженных деталей. Области применения некоторых марок легированной стали приведены в таблице 30.

 

Таблица 30 – Марки легированных сталей

Марка Изготовляемые детали
20Х Шестерни, звездочки, штанги, валы шпигорезных машин и мясорубок; пальцы, оси, толкатели и т. п. Основная обработка – цементация.
40Х Валы, шестерни, червячные валы волчков п на­копителей для подачи фарша; оси, втулки, пальцы, шлицевые валы, зубчатые колеса и рейки. Приме­няется после закалки и высокого отпуска или после поверхностной закалки т. в. ч.
35Г2, 40Г2 Оси, валы, шестерни, кольца, болты. Применя­ется после закалки и высокого отпуска
18ХГТ, 30ХГТ Шестерни, втулки, червячные валы, кулачки, пальцы. Применяется после цементации. Сталь ЗОХГТ может также подвергаться закалке и вы­сокому отпуску.
40ХГ, 40ХГР, 35ХГ2 Сетки и решетки промышленных мясорубок и волчков; полуоси, валы, кулаки, звездочки, паль­цы. Применяется после закалки и высокого от­пуска.
30ХГСА Детали, работающие в условиях износа: толка­тели, рычаги, тормозные ленты. Применяется пос­ле закалки и высокого отпуска.
40ХН Затяжные кольца барабанов сепараторов, ку­лачковые муфты, рычаги, штоки. Применяется после закалки и высокого отпуска.
20ХФ Шестерни, втулки, червячные валы, толкатели. Применяется после цементации.

Коррозионно-стойкиестали. Относятся к высоколегированным, содержат значительные количества элементов - хром, никель и мар­ганец. Разделяются на хромистые, хромоникелевые и хромомарганцовоникелевые. Содержание углерода в них обычно невелико - при отсутствии указаний в маркировочном обозначении оно составляет менее 0,15%.

Хромистые нержавеющие стали обладают удовлетворительной коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и в слабоагрессивных средах, что позволяет широко их использовать для изготов­ления элементов конструкций и деталей машин. Наибольшая коррозионная стойкость этих сталей достигается после термической обработки и полирования.

По коррозионной стойкости стали хромистые, хромоникелевые и хромомарганцовоникелевые подразделяются следующим образом:

- марки 08X13, 12X13, 20X13, 30X13, 40XU3, 20Х13Н4Г9 и 10Х14Г14Н4Т применяются в условиях слабоагрессивных сред (водные растворы солей, азотная и некоторые органические кислоты невысоких концентраций, пищевые среды) при температуре не выше 30°С; достаточно стойкие на воздухе, в пресной воде, паре;

- марки 14Х17Н2, 12X17, 15Х25Т, 12Х18Н9, 17Х18Н9, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 08Х18Н10Т и 08Х22Н6Т - в средах средней агрессивности (азотная и органические кислоты, исключая уксусную, муравьиную, молочную, щавелевую), большинстве растворов солей органических и неорганических кислот при различных температурах и концент­рациях.

Сведения об использовании коррозионно-стойких сталей, их меха­нические свойства и коррозионные характеристики в различных сре­дах приведены в таблице 31. С повышением содержания хрома или при добавлении небольшого количества никеля коррозионная стойкость хромистых сталей возрастает.

 

Таблица 31 – Марки коррозинно-стойких сталей

Марка Изготовляемые элементы конструкций и детали
08X13, 12X13, 20X13 Аппаратура для пищевой крови, желоба для сбора крови; дисковые ножи для плас­тования шпика (20X13); мешалки, шнеки, валы, крепежные детали и т. п.
30X13, 40X13 Диски и кольца коллоидных мельниц для изготовления сосисочного фарша, режу­щий и измерительный инструмент, пружины.
12X17 Диски коллоидных мельниц для изготов­ления сосисочного фарша; трубы для пере­качивания пищевой крови; крепежные де­тали, различное оборудование заводов пи­щевой промышленности.
15Х25Т Сварные конструкции, емкости, арматура, трубопроводы. Рекомендуется как замени­тель Х18Н10Т.
14Х17Н2, 20X17Н2 Высокопрочные стали для тяжелонагру­женных деталей, работающих на истирание и при ударных нагрузках.
12Х18Н10Т Лопатки накопителей для подачи фаршей, установочные винты и конусы фаршепроводов, трубы для перекачивания пищевой крови; различная сварная аппаратура и ем­кости.
12Х21Н5Т Рекомендуется как заменитель Х18Н10Т для изготовления сварных конструкций в пищевой и мясомолочной промышленности.
10Х14Г14Н4Т Рекомендуется как заменитель Х18Н10Т для оборудования пищевой и мясомолочной промышленности

Хромоникелевые и хромомарганцовоникелевые коррозионно-стойкие стали имеют более высокую коррозионную стойкость, чем хро­мистые, более низкие характеристики прочности, большую пластич­ность (также и в сварных соединениях), немагнитны. Применяются в основном для сварных конструкций, работающих в агрессивных сре­дах. Сварные соединения в той или иной мере сохраняют способность к межкристаллитной коррозии, за исключением выполненных точеч­ной или роликовой сваркой. Наиболее склонны к межкристаллитной коррозии стали марок 12Х18Н9 и 17Х18Н9, конструкции из которых следует сваривать точечной сваркой.

В качестве заменителя сталей этих марок применяется сталь 10Х14Г14НЗ, хорошо сопротивляющая­ся атмосферной коррозии. Удовлетворительную сопротивляемость межкристаллитной коррозии имеют стали марок 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т, еще более высокой стойкостью против межкристаллитной коррозии обладает сталь 08Х18Н10Т, применяемая для сварных кон­струкций, работающих в средах высокой агрессивности.

В специальных справочниках даны некоторые сведения о сортаменте конст­рукционных сталей Ст.3 Ст.5, 10, 20, 35, 45, 50, 65Г, 20Х, 40Х, 40ХН, 30ХГСА, 12Х18Н9, 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 12X13, 20X13, 30X13, 40X13, 14Х17Н2, 12X17, 08Х17Т, 15Х25Т, 08Х22Н6Т, 12X21, Н5Т, 08X21Н6М2Т, 10Х14Г14Н4Т.

Применение углеродистых сталей для деталей, соприкасающихся с пищевой средой, допустимо только при дополнительной защите их соответствующими покрытиями.

Биметаллы, состоящие из нескольких соединенных между собой различных металлов, сочетают ценные свойства, присущие каж­дому из них, в одном материале. Применение биметаллов позволяет экономить дефицитные и дорогие металлы.

Луженая холоднокатаная жесть поставляется двух марок: ЖК - консервная и ЖР - разная. Номер жести озна­чает среднюю толщину листа в сотых долях миллиметра. При оди­наковом номере жесть ЖК обладает большей пластичностью, чем ЖР.

Коррозионно-стойкая листовая двухслойная сталь. Поставляется толщиной от 4 до 160 мм. Основной слой - сталь марок ВМ Ст.3сп, ВК Ст.3сп, 10. Второй слой изготовляется из сталей высокой коррозионной стойкости: 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т и 10Х14Г14Н4Т.

 

Предыдущая статья:Оборудование для массирования мяса Следующая статья:Влияние технологической обработки на свойства сталей и способы их поверхностного упрочнения
page speed (0.0139 sec, direct)