ASTM A519: Bezešvé mechanické trubky z uhlíkových a legovaných ocelí
1. Přehled a základní koncept
ASTM A519je standardní specifikace probezešvé mechanické trubky z uhlíkové a legované oceli. Na rozdíl od norem pro tlakové potrubí (A106, A335) je potrubí A519 určeno především promechanické a konstrukční aplikacekde je rozhodující rozměrová přesnost, povrchová úprava a specifické mechanické vlastnosti.
Klíčové rozlišení:A519 definujemechanické potrubí, nikoli tlakové potrubí. Používá se tam, kde samotná trubka slouží jako konstrukční prvek nebo pohyblivá část.
2. Standardní známky a klasifikace
A519 pokrývá širokou škálu tříd, organizovaných podle chemického složení:
| Typ stupně | Označení oceli | Ekvivalent UNS | Běžné aplikace |
|---|---|---|---|
| Uhlíkové oceli | 1020, 1025, 1030, 1040, 1045, 1050, 1060 atd. | G10200, G10250 atd. | Obecné obrábění, válce, válečky |
| Legované oceli | 4130, 4140, 4150, 4340, 8620, 8625, 9310 | G41300, G41400 atd. | Díly s vysokou{0}}pevností, letadla, automobilový průmysl |
| Nerezové oceli | 304, 316, 321, 347 | S30400, S31600 atd. | Mechanické části-odolné proti korozi |
| Stupně "elektrické pece". | E3310, E4340, E52100 | Vysoce výkonná{0}ložiska, ozubená kola |
3. Požadavky na chemické složení (vybrané klíčové stupně)
| Stupeň | C (%) | Mn (%) | P Max (%) | S Max (%) | Si (%) | Cr (%) | Po (%) | Ni (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1020 | 0.18-0.23 | 0.30-0.60 | 0.040 | 0.050 | 0.10-0.35 | - | - | - |
| 1045 | 0.43-0.50 | 0.60-0.90 | 0.040 | 0.050 | 0.10-0.35 | - | - | - |
| 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 | - |
| 4340 | 0.38-0.43 | 0.60-0.80 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.70-0.90 | 0.20-0.30 | 1.65-2.00 |
| 8620 | 0.18-0.23 | 0.70-0.90 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.40-0.60 | 0.15-0.25 | 0.40-0.70 |
Poznámka: Ve standardu jsou uvedeny kompletní tabulky se všemi stupni.
4. Výrobní proces
| Krok procesu | Popis | Účel |
|---|---|---|
| Výroba oceli | Elektrická pec, základní kyslík nebo schválený proces | Dosáhnout zadané chemie |
| Výroba potrubí | Povinný bezproblémový proces(žádné svařované trubky) | Žádný podélný šev, jednotné vlastnosti |
| Metody tváření | Hotové za tepla, tažené za studena nebo válcované za studena | Dosáhněte konečných rozměrů a povrchu |
| Tepelné zpracování | Podle požadavků objednávky (žíhané, normalizované, temperované atd.) | Získejte požadované mechanické vlastnosti |
5. Mechanické vlastnosti (typický - tepelně zpracovaný stav)
Vlastnosti se výrazně liší v závislosti na tepelném zpracování. Níže jsou uvedeny typické rozsahy.
| Stupeň | Stav | Pevnost v tahu (MPa) | Mez kluzu (MPa) | Prodloužení (%) | Tvrdost (HB) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1020 | Tažené za studena | 380-550 | 310 min | 10-20 | 121-170 |
| 1045 | Normalizované | 625-750 | 370 min | 12-18 | 170-210 |
| 4130 | Normalizované a temperované | 670-900 | 435 min | 15-22 | 190-250 |
| 4140 | Olejem kalené & temperované | 850-1050 | 700 min | 12-18 | 260-320 |
| 4340 | Olejem kalené & temperované | 1000-1200 | 900 min | 10-15 | 300-380 |
| 8620 | Kvalita cementování | 500-700 | 350 min | 18-25 | 150-200 |
6. Rozměrové charakteristiky a tolerance
A519 je známýúzké rozměrové tolerancevhodné pro obrábění.
| Dimenze | Tolerance trubek tažených za studena | Tolerance trubek hotových za tepla |
|---|---|---|
| Vnější průměr | ±0,10 mm až ±0,38 mm (závisí na OD) | ±0,75 % vnějšího průměru nebo ±0,4 mm |
| Tloušťka stěny | ±10 % jmenovité stěny | +0/-12,5 % až +0/-10 % |
| Soustřednost (excentricita stěny) | Rovnoměrnější rozložení stěn | Méně přísné než za studena tažené |
| Přímost | 0,5 mm na metr max | 1,5 mm na metr max |
| Povrchová úprava | Hladké, bez vodního kamene- (může být nakládané) | Mohou být přítomny okuje |
7. Požadavky na testování
| Typ testu | Frekvence | Účel | Standardní reference |
|---|---|---|---|
| Chemická analýza | Každé teplo | Ověřte složení | ASTM A751 |
| Zkouška tahem | Každé teplo, každá šarže tepelného zpracování | Ověřte mechanické vlastnosti | ASTM A370 |
| Zkouška tvrdosti | Jak je uvedeno | Ověřte rovnoměrnost tepelného zpracování | ASTM E10/E18 |
| Test zploštění | Dva kusy na šarži | Zkontrolujte tažnost | ASTM A370 |
| Nedestruktivní test | Volitelné (UT, ET, MT) | Detekujte diskontinuity | Jak je uvedeno na PO |
| Vizuální vyšetření | 100% | Kvalita povrchu | - |
8. Klíčové aplikace podle odvětví
| Průmysl | Typické aplikace | Společné známky |
|---|---|---|
| Automobilový průmysl | Hydraulické válce, tělesa tlumičů, hnací hřídele, trubky náprav, sloupky řízení | 1020, 1035, 4130, 4140 |
| Aerospace | Součásti podvozku, válce pohonů, uložení motoru, konstrukční prvky | 4130, 4340, 300M, 8620 |
| Stroje a zařízení | Válečky, hřídele, vřetena, pouzdra, přesné mechanické díly | 1045, 4140, 4340, 8620 |
| Ropa a plyn | Tělesa ventilů, hřídele čerpadel, trny, vrtací nástroje | 4140, 4340, 8630 |
| Hydraulické/Pneumatické | Válcové hlavně, akumulátorové trubky, pneumatické písty | 1020, 1045, 4130 (vybroušené ID) |
9. Srovnání s jinými specifikacemi bezešvých trubek
| Specifikace | Primární použití | Klíčový rozdíl od A519 |
|---|---|---|
| ASTM A519 | Mechanické/konstrukční trubky | Pevné tolerance, různé podmínky, žádný tlak |
| ASTM A106 | Tlakový servis při vysokých teplotách | Tlakové-limity chemického složení se liší |
| ASTM A335 | Vysokoteplotní{0}tlakové potrubí | Specifické třídy slitin pro odolnost proti tečení |
| ASTM A213 | Trubky kotle/výměníku tepla | Tlakové-těsné, vysokoteplotní-vlastnosti |
| ASTM A500 | Strukturální trubky (svařované a bezešvé) | Konstrukční tvary, méně přísné tolerance |
10. Informace o nákupu a objednání
Důležité informace k upřesnění:
Specifikace: ASTM A519
Stupeň: 1020, 4130, 4140 atd.
Stav:
CD(taženo za studena) - Lepší povrchová úprava, užší tolerance
HR(Válcováno za tepla) - Ve stavu po válcování-
A(Žíhaný) - Měkký stav pro obrábění
N(Normalizováno) - Jednotná struktura
QT(Quenched & Tempered) - Vysoká pevnost
Velikost: Vnější průměr x Tloušťka stěny (v palcích nebo mm)
Délka: Náhodné nebo seříznuté na délku
Konec Dokončit: Hladký, zkosený, zbavený otřepů
Povrchová úprava: Nakládané, olejované, fosfátované
Zvláštní požadavky: NDT, speciální testování, certifikace
Příklad označení objednávky:
ASTM A519 4140 QT, 3 000" vnější průměr x 0,250" stěna, nařezáno na délku 10 stop, vnější průměr leštěný, konce zkosené, tvrdost 28-32 HRC
11. Úvahy o tepelném zpracování
| Stupeň | Doporučené tepelné zpracování | Typické výsledné vlastnosti |
|---|---|---|
| 1020/1025 | Nauhličování a cementování | Pevné pouzdro (55-62 HRC), houževnaté jádro |
| 1045 | Normalizace nebo Quench & Temper | Dobrá pevnost a odolnost proti opotřebení |
| 4130/4140 | Kalení a temperování (olej) | Vysoká pevnost, dobrá houževnatost |
| 4340 | Kalení a temperování (olej) | Velmi vysoká pevnost, hluboká prokalitelnost |
| 8620 | Nauhličování | Vynikající cementační ocel |
12. Důležité poznámky a omezení
NENÍ standard pro tlakové potrubí- Zkumavky A519 nejsou určeny pro tlakovou izolaci, pokud nejsou výslovně vyhodnoceny
Žádné požadavky na hydrostatický testve výchozím nastavení (na rozdíl od norem pro tlakové potrubí)
Rozměrová přesnostje klíčovým prodejním argumentem, zejména pro tažené za studena
Povrchové vadyjsou kritičtější než u tlakového potrubí (ovlivňuje obrábění)
Osvědčeníobvykle zahrnuje zprávy o chemických a mechanických testech
Svařitelnostliší se podle třídy - legované oceli vyžadují před/po{1}}svaření tepelné zpracování
13. Globální ekvivalenty
| Třída ASTM A519 | Ekvivalent EN/DIN | Ekvivalent ISO | Ekvivalent JIS |
|---|---|---|---|
| 1020 | 1.0402, C22 | C22E | S20C |
| 1045 | 1.0503, C45 | C45E | S45C |
| 4130 | 1,7218, 25CrMo4 | 25CrMo4 | SCM420 |
| 4140 | 1,7225, 42CrMo4 | 42CrMo4 | SCM440 |
| 4340 | 1,6582, 34CrNiMo6 | 34CrNiMo6 | SNCM439 |
Mechanické trubky ASTM A519 jsou preferovanou volbou, když rozměrová přesnost, specifické mechanické vlastnosti a kvalita povrchu jsou prvořadé pro součásti, které budou obráběny, tvarovány nebo používány ve konstrukčních aplikacích bez vnitřního tlaku.
