ASTM A519: Bešavne mehaničke cijevi od ugljika i legiranog čelika
1. Pregled i temeljni koncept
ASTM A519je standardna specifikacija zabešavne mehaničke cijevi od ugljika i legiranog čelika. Za razliku od standarda za tlačne cijevi (A106, A335), cijevi A519 dizajnirane su prvenstveno zamehaničke i konstrukcijske primjenegdje su točnost dimenzija, završna obrada površine i specifična mehanička svojstva kritični.
Ključna razlika:A519 definiramehaničke cijevi, a ne tlačne cijevi. Koristi se tamo gdje sama cijev služi kao strukturna komponenta ili pokretni dio.
2. Standardne ocjene i klasifikacija
A519 pokriva širok raspon stupnjeva, organiziranih prema kemijskom sastavu:
| Vrsta ocjene | Oznaka čelika | Ekvivalent UNS | Uobičajene aplikacije |
|---|---|---|---|
| Ugljični čelici | 1020, 1025, 1030, 1040, 1045, 1050, 1060, itd. | G10200, G10250 itd. | Opća strojna obrada, cilindri, valjci |
| Legirani čelici | 4130, 4140, 4150, 4340, 8620, 8625, 9310 | G41300, G41400 itd. | Visoko{0}}čvrsti dijelovi, zrakoplovi, automobili |
| Nehrđajući čelici | 304, 316, 321, 347 | S30400, S31600, itd. | Mehanički dijelovi-otporni na koroziju |
| Ocjene "Električne peći". | E3310, E4340, E52100 | Visok{0}}ležajevi, zupčanici |
3. Zahtjevi za kemijski sastav (odabrane ključne ocjene)
| Razred | C (%) | Mn (%) | P Max (%) | S Max (%) | Si (%) | Cr (%) | Mo (%) | 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 |
Napomena: Potpune tablice sa svim ocjenama dane su u standardu.
4. Proizvodni proces
| Korak procesa | Opis | Svrha |
|---|---|---|
| Proizvodnja čelika | Električna peć, osnovni kisik ili odobreni postupak | Postići specificiranu kemiju |
| Izrada cijevi | Obavezan besprijekoran proces(bez zavarenih cijevi) | Bez uzdužnog šava, jednolika svojstva |
| Metode oblikovanja | Vruće završeno, hladno vučeno ili hladno valjano | Postići konačne dimenzije i površinu |
| Toplinska obrada | Prema zahtjevima narudžbenice (žareno, normalizirano, kaljeno itd.) | Dobiti potrebna mehanička svojstva |
5. Mehanička svojstva (Tipično - stanje toplinske obrade)
Svojstva se značajno razlikuju ovisno o toplinskoj obradi. Ispod su tipični rasponi.
| Razred | Stanje | Vlačna čvrstoća (MPa) | Granica razvlačenja (MPa) | Istezanje (%) | Tvrdoća (HB) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1020 | Hladno vučeno | 380-550 | 310 min | 10-20 | 121-170 |
| 1045 | Normalizirano | 625-750 | 370 min | 12-18 | 170-210 |
| 4130 | Normalizirano i temperirano | 670-900 | 435 min | 15-22 | 190-250 |
| 4140 | Kaljeno u ulju | 850-1050 | 700 min | 12-18 | 260-320 |
| 4340 | Kaljeno u ulju | 1000-1200 | 900 min | 10-15 | 300-380 |
| 8620 | Kvaliteta kaljenja | 500-700 | 350 min | 18-25 | 150-200 |
6. Dimenzionalne karakteristike i dopuštena odstupanja
A519 je poznat pouske dimenzijske tolerancijepogodan za strojnu obradu.
| Dimenzija | Tolerancija hladno vučenih cijevi | Tolerancija vruće gotove cijevi |
|---|---|---|
| Vanjski promjer | ±0,10 mm do ±0,38 mm (ovisi o OD) | ±0,75% OD ili ±0,4 mm |
| Debljina stijenke | ±10% nominalnog zida | +0/-12,5% do +0/-10% |
| Koncentričnost (ekcentričnost zida) | Ravnomernija raspodjela zidova | Manje strogi od hladno vučenog |
| Ravnost | 0,5 mm po metru max | 1,5 mm po metru max |
| Površinska obrada | Glatko, bez kamenca-(može biti ukiseljeno) | Može biti prisutan kamenac |
7. Zahtjevi za testiranje
| Vrsta testa | Frekvencija | Svrha | Standardna referenca |
|---|---|---|---|
| Kemijska analiza | Svaka toplina | Provjerite sastav | ASTM A751 |
| Ispitivanje zatezanjem | Svako zagrijavanje, svaka serija toplinske obrade | Provjerite mehanička svojstva | ASTM A370 |
| Ispitivanje tvrdoće | Kako je navedeno | Provjerite ujednačenost toplinske obrade | ASTM E10/E18 |
| Test spljoštenja | Dva komada po lotu | Provjerite duktilnost | ASTM A370 |
| Ispitivanje bez razaranja | Izborno (UT, ET, MT) | Otkrijte diskontinuitete | Kao što je navedeno na PO |
| Vizualni pregled | 100% | Kvaliteta površine | - |
8. Ključne primjene prema industriji
| Industrija | Tipične primjene | Uobičajene ocjene |
|---|---|---|
| Automobilizam | Hidraulički cilindri, tijela amortizera, pogonske osovine, cijevi osovina, stupovi upravljača | 1020, 1035, 4130, 4140 |
| Aerospace | Komponente stajnog trapa, cilindri pokretača, nosači motora, strukturni elementi | 4130, 4340, 300M, 8620 |
| Strojevi i oprema | Valjci, osovine, vretena, čahure, precizni mehanički dijelovi | 1045, 4140, 4340, 8620 |
| Nafta i plin | Tijela ventila, osovine pumpi, trnovi, alati za bušenje | 4140, 4340, 8630 |
| Hidraulički/pneumatski | Bačve cilindara, akumulatorske cijevi, pneumatski klipovi | 1020, 1045, 4130 (izbrušen ID) |
9. Usporedba s drugim specifikacijama bešavnih cijevi
| Specifikacija | Primarna upotreba | Ključna razlika u odnosu na A519 |
|---|---|---|
| ASTM A519 | Mehaničke/strukturne cijevi | Uske tolerancije, različiti uvjeti, bez stupnja pritiska |
| ASTM A106 | Rad pod pritiskom na visokim temperaturama | Označeni-tlak, ograničenja kemijskog sastava razlikuju se |
| ASTM A335 | Visoko{0}}tlačni cjevovod | Specifični stupnjevi legure za otpornost na puzanje |
| ASTM A213 | Cijevi bojlera/izmjenjivača topline | Svojstva -otporne na pritisak, visoke{1}}temperature |
| ASTM A500 | Strukturalne cijevi (zavarene i bešavne) | Strukturni oblici, manje stroge tolerancije |
10. Informacije o kupnji i naručivanju
Bitne informacije koje treba navesti:
Specifikacija: ASTM A519
Razred: 1020, 4130, 4140 itd.
Stanje:
CD(Hladno vučeno) - Bolja završna obrada, strože tolerancije
HR(Vruće valjano) - Kao-stanje valjanja
A(Žareno) - Meko stanje za strojnu obradu
N(Normalizirano) - Uniformna struktura
QT(Kaljeno i kaljeno) - Visoka čvrstoća
Veličina: OD x debljina stijenke (u inčima ili mm)
Duljina: Nasumično ili izrezano na duljinu
Kraj Završi: Ravno, skošeno, skinuto
Površinska obrada: Ukiseljeno, uljeno, fosfatirano
Posebni zahtjevi: NDT, posebno ispitivanje, atest
Primjer oznake narudžbe:
ASTM A519 4140 QT, 3.000" OD x 0.250" zid, izrezan na 10ft duljine, OD polirani, skošeni krajevi, tvrdoća 28-32 HRC
11. Razmatranja toplinske obrade
| Razred | Preporučena toplinska obrada | Tipična rezultirajuća svojstva |
|---|---|---|
| 1020/1025 | Naugljičavanje i kaljenje | Tvrdo kućište (55-62 HRC), čvrsta jezgra |
| 1045 | Normaliziranje ili kaljenje i temperiranje | Dobra čvrstoća i otpornost na habanje |
| 4130/4140 | Kaljenje i temperiranje (ulje) | Visoka čvrstoća, dobra žilavost |
| 4340 | Kaljenje i temperiranje (ulje) | Vrlo visoka čvrstoća, duboka prokaljivost |
| 8620 | Karburiziranje | Izvrstan čelik za cementaciju |
12. Važne napomene i ograničenja
NIJE standard tlačne cijevi- A519 cijevi nisu namijenjene za zadržavanje tlaka osim ako nisu posebno ocijenjene
Nema zahtjeva za hidrostatsko ispitivanjeprema zadanim postavkama (za razliku od standarda tlačne cijevi)
Dimenzijska točnostključna je prodajna točka, posebno za hladno vučeno
Površinski nedostacisu kritičniji nego u tlačnoj cijevi (utječu na strojnu obradu)
Certifikacijaobično uključuje izvješća o kemijskim i mehaničkim ispitivanjima
Zavarljivostvarira prema stupnju - legirani čelici zahtijevaju toplinsku obradu prije/poslije-zavarivanja
13. Globalni ekvivalenti
| ASTM A519 stupanj | EN/DIN ekvivalent | ISO ekvivalent | JIS ekvivalent |
|---|---|---|---|
| 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 |
ASTM A519 mehanička cijev je preferirani izbor kada su preciznost dimenzija, specifična mehanička svojstva i kvaliteta površine najvažniji za komponente koje će se strojno obrađivati, oblikovati ili koristiti u konstrukcijskim primjenama bez unutarnjeg pritiska.
