Расшифровка сталь ст 3: Сталь 3 – расшифровка марки стали, ГОСТ, характеристика материала

alexxlab | 26.02.1986 | 0 | Разное

Содержание

Сталь ст3 расшифровка стали – Мастер Фломастер

Ст3 представляет собой конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества, востребованную при изготовлении несущих и ненесущих конструкций, эксплуатируемых при плюсовых температурах. Это самый распространенный конструкционный материал среди сталей данного класса, производится конвертерным или мартеновским способом.

Основные характеристики сталей Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп

Сталь изготавливается по ГОСТу 380-2005, согласно которому расшифровка обозначения материала выглядит следующим образом:

  • Ст – первые буквы;
  • цифра – отображает условный номер марки, зависящий от состава;
  • буква «Г» – присутствует при наличии марганца 0,8% и более;
  • «пс», «сп», «кп» – обозначают степень раскисления стали.

Дополнительно к буквенно-цифровой, на прокат наносится несмываемая цветовая маркировка – красная.

По степени раскисления (удаления кислорода, ухудшающего механические характеристики сплава) выделяют:

  • Ст3сп – спокойная, раскисленная марганцем, алюминием, кремнием, это наиболее дорогой и качественный вид продукции;
  • сталь марки Ст3пс – полуспокойная, для ее раскисления используют алюминий, титан, ферросилиций+алюминий, ферросилиций+титан, это наиболее распространенная разновидность, занимающая промежуточное положение по стоимости и уровню механических характеристик между кипящими и спокойными сплавами;
  • Ст3кп – без раскисления или раскисленная только ферромарганцем, это самый низкокачественный вид марки Ст3.

Химический состав Ст3 в зависимости от степени раскисления

Сталь представляет собой материал, в котором основными элементами становятся железо и углерод, а другие вещества включаются в состав для изменения эксплуатационных качеств или контролируются в определенном диапазоне. Довольно больше распространение получила сталь 3. Она применяется для производства самых различных заготовок. Сталь Ст3 многим известна по трубам, которые применяются при создании систем теплоснабжения. Характеристики стали и ее особенности, к примеру, химический состав определяют не только широкое распространение металла, но и определенные особенности термической обработки.

Химический состав

Каждая категория стали характеризуется своим определенным химическим составом. Он во многом определяет область применения создаваемых заготовок и сложности, которые возникают при термической обработке.

Химический состав стали Ст3 делает ее одним из самых распространенных материалов, которые можно встретить на рынке. Без этого металла сложно себе представить современные строительные работы.

Ключевыми моментами, которые касаются химического состава, назовем следующее:

  1. Как ранее было отмечено, основными химическими элементами являются железо и углерод. Первый элемент имеет концентрацию 97%, углерода всего 0,14-0,22%. Именно углерод определяет показатель твердости и некоторые другие физико-химические свойства структуры.
  2. В состав структуры включается относительно небольшое количество легирующих элементов. Основными элементами стали хром и никель, концентрация которых составляет 0,3%. В этой же концентрации в состав включается медь.

При большом количестве разновидностей сталей у рассматриваемой жестко контролируется концентрация вредных примесей, которыми являются фосфор и сера. Кроме этого, в состав в большой концентрации входит азот, на который приходится около 0,1 массы.

Физические и механические свойства

Сталь Ст3, характеристики которой будут рассмотрены подробно, применяется в качестве основы при изготовлении просто огромного количества различных заготовок. Это можно связать с уникальными физическими и механическими свойствами. Механические свойства стали Ст3, которые контролируются при выпуске заготовок, следующие:

  1. Временное сопротивление.
  2. Предел текучести.
  3. Степень изгиба под воздействием большого усилия.
  4. Относительное удлинение.
  5. Ударная вязкость при определенной температуре.

Наиболее важные технические характеристики углеродистой стали 3 следующие:

  1. Поверхность имеет твердость 131 МПа.
  2. Плотность стали неоднородная, вес также может варьироваться в большом диапазоне.
  3. Свариваемость не характеризуется какими-либо ограничениями.
  4. К отпускной хрупкости структура не склонна.

Рассматриваемые свойства стали 3 определяют ее широкое распространение именно в сфере строительства. Большое распространение получил и различный прокат, который применяется при механической обработке.

Расшифровка марок Ст3

Провести расшифровку любой марки можно в соответствии с установленными стандартами и нормативной документации. Обозначение стали по ГОСТ позволяет при расшифровке марок определить основные качества. ГОСТ 380 определяет наличие следующих разновидностей металла:

Стоит учитывать, что индексы должны применяться при любой маркировке.

Свойства различных марок Ст3

Марка материала может расшифровываться следующим образом:

  1. СТ – обозначение, которое указывает на обыкновенное качество углеродистой стали. Примером назовем Ст3сп5.
  2. 3 – цифра, являющаяся условным номером марки сплава. В зависимости от концентрации углерода могут применяться цифры в пределе о 0 до 6.
  3. Г – в некоторых случаях может применяться подобный символ для обозначения марганца. Определенный тип стали, к примеру, Ст3гпс имеет в составе марганец 0,8%.
  4. Сп – степень раскисления материала. При рассмотрении Ст3пс5 можно сказать, что структура полуспокойная, но при этом степень раскисления достаточно высокая. Обозначение «пс» применяется для полуспокойных, «кп» — кипящих сплавов.

Расшифровывается Ст3кп2 подобным образом относительно недавно. Ранее использовались другие стандарты при маркировке. Кроме этого, ранее деление металла проводилось на несколько различных групп.

Применение стали Ст3

Рассматривая различные марки стали нужно учитывать тот момент, что они классифицируются по степени раскисления. Этот химический процесс предусматривает удаление с состава кислорода. Слишком большая концентрация кислорода определяет снижение физических и механических свойств.

Классификация проводится следующим образом:

  1. Спокойная характеризуется тем, что в состав входит от 0,16 до 0,3% кремния.
  2. Полуспокойная имеет средний показатель концентрации рассматриваемого элемента.
  3. Кипящая отличается по химическому составу от спокойной тем, что в составе содержится кремния не менее 0,05%.

Маркируется материал Ст3 соответствующим образом. Для проведения химического процесса могут использоваться различные вещества.

Стоит учитывать, что спокойная обходится намного дороже других вариантов исполнения. Это можно связать со следующими моментами:

  1. Структура однородная, за счет чего повышается степень защиты материала от воздействия окружающей среды.
  2. В состав входит небольшое количество кислорода, что и определяет высокие эксплуатационные качества.

При использовании спокойной стали могут изготавливать следующие изделия:

  1. Прокат листового и фасонного типа.
  2. Арматура и детали, которые можно применять для создания трубопровода. Для транспортировки теплоносителя или газа, другой среды могут применятся различные трубы. Для того чтобы они выдерживали высокую нагрузку и воздействие окружающей среды при изготовлении должны применять материалы, обладающие прочностью и твердостью. Кроме этого, уделяется внимание и себестоимости, так как слишком дорогие сплавы могут быть менее практичными в применении. Сталь 3 подходит в большей степени для изготовления подобных изделий.
  3. Основные и второстепенные элементы, применяемые при изготовлении подвесных конструкций и железнодорожных элементов. В железнодорожной отрасли наиболее востребованы металлы, которые имеют невысокую стоимость и высокие эксплуатационные качества. За счет больших размеров подвесных конструкций цена одного квадратного метра также имеет большое значение.

Полуспокойная разновидность стали, применение которой также весьма широкое, в составе имеет около одного процента кислорода. За счет этого характеристики твердости и пластичности выражены в меньшей степени. При применении стали 3 могут изготавливаться:

  1. Трубы. Подобный материал сегодня получил самое широкое распространение. Трубы применяются при создании отопительной системы, в качестве несущих элементов. Стоит учитывать, что трубы могут иметь различный диаметр и толщину создаваемых стенок. Рассматриваемый сплав обладает относительно невысокой коррозионной стойкостью, поэтому нужно проводить защиту поверхности от воздействия повышенной влажности.
  2. Листовой прокат также применяется крайне часто, особенно при изготовлении корпусных изделий или обшивке несущих конструкций. Толщина может варьировать в большом диапазоне. Прокат листовой может применяться при холодной гибке или штамповке. Эти два процесса характеризуются высокой производительностью. Именно поэтому рассматриваемый сплав получил самое широкое распространение.
  3. Квадраты и уголки часто применяются для получения несущих конструкций. Они характеризуются высокой прочностью, так как грани существенно повышают жесткость и могут распределять нагрузку. Уголки и квадраты характеризуются большим количеством параметров: толщина листа, угол расположения плоскостей, длина и форма поперечного сечения. Область применения – изготовление несущих конструкций и усиление уже существующих конструкций.
  4. Различные шестигранники. Они также получили широкое распространение, могут применяться в самых различных отраслях промышленности.

Лист стальной Ст3 горячекатаный

Кипящие сплавы получили широкое распространение по причине доступности. По стоимости они самые доступные, при этом получаемая структура характеризуется высокой степенью обрабатываемости. Кроме этого, сплав хорошо поддается термической обработке, однако эксплуатационные качества по причине высокой концентрации кислорода снижены.

В заключение отметим, что многие аналоги стали 3 обладают соответствующими эксплуатационными характеристиками. Зарубежные производители применяют собственные стандартны при маркировке. При этом концентрация вредных примесей выдерживается в определенном диапазоне. Применение самых современных технологий позволяет снизить количество фосфора и серы в составе, за счет материал становится более прочным и менее хрупким. В некоторых случаях проводится добавление легирующих элементов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Основными показателями, от которых зависят свойства и назначение металлического изделия, являются химический состав и термомеханическая обработка (промежуточная и окончательная). Зная химический состав, сразу можно сказать, где используется эта сталь, и какая обработка ей нужна, чтобы получить точные механические свойства. Одним из самых распространенных углеродистых конструкционных видов является сталь Ст3, характеристики которой применяются во всех сферах деятельности человека.

Применение конструкционной марки стали Ст3

Характеристики обыкновенной стали Ст3 используются для изготовления труб (профильных, круглых, цельнокатаных и сварных), профильного проката (уголка, швеллера, рельс), листа. Не всегда можно использовать Ст3, применение часто ограничивается климатической составляющей. Для работы в северном климате (ниже -41 °С), в открытых условиях необходимо отдавать предпочтение легированным сплавам со сниженной концентрацией фосфора. Для исполнения изделий, предназначенных для других климатических поясов — от умеренного до тропического — ограничений нет.

Именно Ст3 — марка стали, которая наиболее распространена из всей конструкционной категории. Объясняется это 3 факторами:

  1. Набором технических параметров: возможностью физико-химической обработки, отличной свариваемостью.
  2. Низкой стоимостью за счет малого содержания легирующих веществ, невысокими требованиями к обработке при выплавке и механической обработке, высокими допусками по содержанию фосфора и серы.
  3. Большим разбегом по содержанию химических элементов (С 0,14-0,22; Mn до 0,68; Si до 20).

Характеристики Ст3 (ГОСТ 380-2005) следующие:

  • твердость 131 МПа;
  • ударостойкость;
  • свариваемость без ограничений;
  • высокая адгезия поверхности к большому количеству лакокрасочных покрытий;
  • возможность увеличить прочность за счет физико-химической обработки.

ГОСТ и другие нормативные документы на сталь

Ст3 — это аббревиатура российского ГОСТа, в стандартах других стран сталь с таким же составом маркируется другими буквенно-цифровыми индексами. Для конструкционных марок этого типа главное значение имеет содержание химических элементов С, Mn, Si, P, S, согласно табличных данных.

Преимущества и недостатки

Среди сильных сторон этой марки:

  • Обладает отличной свариваемостью при любой термической обработке.
  • Допуски использования элементов позволяют получить большой разбег по механическим свойствам.
  • Невысокая стоимость при широких вариациях применения.
  • Возможность проведения закалки током высокой частоты (одна из самых эффективных и экономичных технологий).
  • Не склонна к отпускной хрупкости.
  • Не флокеночувствительна.

Недостаток, которым обладает марка стали Ст3, присущ всему классу углеродистых аналогов, — это склонность к коррозии. Даже обработка поверхности дает временные результаты. Среди прочих минусов:

  • Как правило, структура стали имеет крупно- или среднезернистое строение. Также при проведении цементации и азотирования зерно склонно к быстрому росту, увеличению хрупкости.
  • Нельзя использовать для открытого исполнения в северном климате.

Сортамент

Стали марки Ст3 содержат углерод в количестве 0,14-0,22. Такой металлопрокат изготавливается 2 способами: горячим (нагрев до 1100 °С) или холодным. Преимущество горячей прокатки — отсутствие напряжений в структуре за счет отпуска с прокатного нагрева. Во время охлаждения естественным образом происходит снятие наклепов, полученных при пластической деформации. Холодная прокатка используется для получения изделий толщиной или диаметром менее 4 мм (из-за образования окалины во время нагрева).

Сталь листовая горячекатаная марки Ст3 (ГОСТ 19903-2005) предназначена для изготовления сварных труб и корпусных изделий. Хорошая обрабатываемость резанием и соединением всеми видами сварки позволяет изготавливать изделия любых форм и размеров.

Марка стали С255 — аналог Ст3. Из нее изготавливают горячекатаным методом тяжелонагруженные изделия: балки, разносторонние уголки, двутавры, рельсы.

Арматуру гладкоствольную или периодического профиля, 2-4 класса прочности, прокатывают из СТ3сп с максимальным процентным соотношением хим. элементов для этой марки: содержанием углерода в 18-22 %, марганца – 50-58 %, кремния – 18-20 %.

Если сталь листовая горячекатаная марки Ст3 проходит дополнительное волочение, ее прочность очень возрастает.

Химические и физические свойства. Состав

Углеродистая сталь обыкновенного качества – это отдельная категория. Она включает в себя 7 групп: СТ1; Ст2; Ст3; Ст4; Ст5; Ст6; Ст0. Цифровой индекс указывает на класс прочности, который, в свою очередь, определяется содержанием углерода. Чтобы примерно понять диапазон, в котором используются углеродистые марки Ст3, рассмотрим основные:

  • Минимальное содержание С может быть 0,06 %. Эти марки «мягкие», их используют для изготовления сеток, гвоздей.
  • Самое большое содержание углерода 0,49 %, относятся они к среднеуглеродистым. Из них делают детали ответственного назначения: валы, полуоси. К изделиям из сталей 4-6 категорий уже применяют термическую обработку для упрочнения.

Технические свойства

Индекс в написании КП, ПС, СП показывает содержание кислорода, связанного кремнием:

Ст 3КППССП
Содержание SiДо 0,07 %0,0,8-0,15 %0,16-0,58 %

Расшифровка стали Ст3 для определения механических свойств:

Прокат проволока до 20 мм горячекатанаяσв МПа временное сопротивлениеσт предел текучестиσs % относительное удлинение
Ст3 кп360-46023527
Ст3 пс370-48024526
Ст3 сп380-390-/--/-
Ст3Гпс370-490-/--/-
Ст3Гсп390-570-/-24

Пример расшифровки маркировки

Рассмотрим маркировку Ст3, расшифровку стали по индексам:

  • Индекс Ст определяет назначение «Конструкционные стали общего назначения».
  • Цифровой индекс 3 указывает на категорию прочности, т. е. диапазон содержания углерода.
  • Если указан индекс Г, то содержание марганца в стали превышает его обычное значение (более 1 %), если он отсутствует, то содержание марганца не выше 0,58 %.
  • Индексы кп, пс, сп расшифровываются как кипящая, полуспокойная и спокойная. Они указывают на содержание кремния, который используется для раскисления стали (т. е. связывает свободный кислород на этапе раскисления и легирования).

Чем можно заменить Ст3. Аналоги

Сталь этой марки широко используется во всем мире. В стандартах других стран встречается другая аббревиатура Ст3, расшифровка ее определяет назначение и соответствующий состав.

Учеными-металловедами разработаны марки металла с использованием других легирующих элементов (хром, никель, молибден, пр.). Необходимостью для этого стало уменьшение массы конструкции за счет увеличения ее прочностных свойств. Элементы также придают сталям новые характеристики: прочность, жаростойкость, стойкость коррозии, увеличение пластичности. Самое главное, что при одинаковых показателях прочности с маркой Ст3 уменьшена общая масса, но и стоимость таких же изделий из аналогов несколько выше.

Видео: как закалялась сталь Cт3

3Сп5 что за сталь

Углеродистая спокойная сталь обыкновенного качества марки Ст3сп (Ст3сп5) выпускается по ГОСТ 380 «СТАЛЬ углеродистая обыкновенного качества. Марки».

Сталь Ст3сп (Ст3сп5) используется при изготовлении горячекатаного сортового, фасонного (уголки, двутавры, швеллеры), листового, широкополосного универсального проката, холоднокатаного тонколистового проката и гнутых профилей, предназначенных для строительных стальных конструкций со сварными и другими соединениями, а также слитков, блюмов, слябов, сутунки, заготовки катаной и непрерывнолитой, труб, поковок и штамповок, лент, проволоки, метизов и др.

Химический состав

Химический состав стали Ст3сп по плавочному анализу ковшовой пробы должен соответствовать нормам, приведенным в табл. 1 (табл. 1-2 ГОСТ 380-2005).

Химический состав стали Ст3сп по плавочному анализу ковшовой пробы
углеродамарганца
кремния
серыфосфорахроманикелямедимышьякаазота
Массовая доля, %Массовая доля элемента, %, не более
0,14-0,220,40-0,650,15-0,300,0500,0400,300,080,010
Предельные отклонения по массовой доле элементов, %
+0,03
−0,02
+0,05
−0,03
+0,03
−0,02
+0,005+0,002
    Примечания:
  1. Допускается снижение нижнего предела массовой доли марганца на 0,10 % для тонколистового проката и толстолистового проката толщиной до 10 мм при условии обеспечения требуемого уровня механических свойств (п. 4.2 ГОСТ 380-2005).
  2. Допускается снижение нижнего предела массовой доли марганца до 0,25 %, а нижний предел массовой доли углерода не нормируется, если плавка предназначена для изготовления сортового и фасонного проката (кроме поставляемого для судостроения и вагоностроения), при условии обеспечения требуемого уровня механических свойств (п. 4.2 ГОСТ 380-2005).
  3. Допускается увеличение массовой доли меди до 0,40 %, хрома и никеля – до 0,35 % каждого, в стали, изготовленной скрап-процессом, при этом массовая доля углерода должна быть не более 0,20 % (п. 4.4 ГОСТ 380-2005).
  4. Допускается увеличение массовой доли азота до 0,012 % при выплавке стали в электропечах и до 0,013 %, при условии снижения нормы массовой доли фосфора не менее чем на 0,005 % при каждом повышении массовой доли азота на 0,001 % (п. 4.6 ГОСТ 380-2005).

Методы отбора проб для определения химического состава стали – по ГОСТ 7565, химический анализ стали – по ГОСТ 12359, ГОСТ 17745, ГОСТ 18895, ГОСТ 22536.0- ГОСТ 22536.11, ГОСТ 27809, ГОСТ 28033 или другими методами, утвержденными в установленном порядке и обеспечивающими необходимую точность.

Определение массовой доли хрома, никеля, меди, мышьяка, азота и кремния допускается не проводить при условии гарантии обеспечения норм изготовителем (п. 5.3 ГОСТ 380-2005).

Механические свойства

Механические свойства сортового и фасонного проката из стали Ст3сп (Ст3сп5) при растяжении, ударная вязкость, а также условия испытаний на изгиб должны соответствовать требованиям табл.2 (табл. 2-3 ГОСТ 535).

Механические свойства проката из стали Ст3сп (Ст3сп5)
Толщина,ммМеханические характеристикиИзгиб до параллель-ности сторон ( а – толщина образца, d – диаметр оправки)Ударная вязкость KCU , Дж/см² (кгс·м/см²)Ударная вязкость KCV , Дж/см² (кгс·м/см²)
Предел текучести σ т, МПа (кгс/мм²) Временное сопротив-ление σв, МПа (кгс/мм²)Относи-тельное удли-нение δ5, %при температуре, °Спосле механи-ческого старенияпри температуре, °С
+20−20+20
не менеене менее
Механические свойства сортового и фасонного проката
До 5 включ.255 (26)380-490 (39-50)26d = a
Св. 5 до 10 включ.108 (11)49 (5)49 (5)34 (3,5)
Св. 10 до 20 включ.245 (25)370-480 (38-49)
Св. 20 до 40 включ.235 (24)25d = 2 a
Св. 40 до 100 включ.225 (23)23
Св. 100205 (21)
    Примечания:
  1. По согласованию изготовителя с потребителем допускается снижение предела текучести на 10 Н/мм² (1 кгс/мм²) для фасонного проката толщиной свыше 20 мм.
  2. По согласованию изготовителя с потребителем допускается снижение относительного удлинения на 1 % (абс.) для фасонного проката всех толщин.
  3. Допускается превышение верхнего предела временного сопротивления на 49,0 Н/мм² (5 кгс/мм²), а по согласованию с потребителем – без ограничения верхнего предела временного сопротивления при условии выполнения остальных норм. По требованию потребителя превышение верхнего предела временного сопротивления не допускается.
  4. Допускается снижение величины ударной вязкости на одном образце на 30 %, при этом среднее значение должно быть не ниже норм, указанных в настоящей таблице

Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение

Приемку, маркировку, упаковку, транспортирование и хранение металлопродукции из стали Ст3 ведут в соответствии с требованиями ГОСТ 7566.

Маркировку проката из стали Ст3сп проводят несмываемой краской красного цвета (п. 6.1 ГОСТ 380-2005).

Аналоги стали марки Ст3сп

Углеродистой спокойной стали обычного качества марки Ст3сп по ГОСТ 380-2005 соответствуют стали следующих марок:

  • С255 по ГОСТ 27772 (прил. 1 ГОСТ 27772-88)
  • ВСт3сп5-1 по ТУ 14-1-3023–80 и 18сп по ГОСТ 23570–79 (табл. 51б прил. 1 СНиП II -23-81)
  • Е 235-C (Fe 360-C) по ISO 630:1995 (прил. А ГОСТ 380-2005)

Мы изготавливаем следующие типовые металлоизделия:

Лестницы маршевые, площадки, лестницы стремянки и их ограждения по серии 1.450.3-7.94.2:

Лестницы маршевые, площадки, лестницы стремянки и их ограждения по серии 1.450.3-3.2:

Стальные лестницы-стремянки для колодцев по:

Если Вас заинтересовали наши металлоконструкции,
Вы можете отправить нам сообщение,
заполнив следующую форму:

3ПС5 или 3СП5 — Сталь углеродистая обыкновенного качества .
Сортовой и фасонный прокат – ГОСТ 535-88. Лист – ГОСТ 14637-89, ГОСТ 16523-97. Поковки – ГОСТ 8479-70.
Назначение: Прокат категорий 2 и 3 – несущие и ненесущие элементы сварных конструкций и деталей, работающие при положительных температурах; категории 4 – несущие элементы сварных конструкций, работающие при переменных нагрузках в области температур от -20С при условии заказа и поставки с гарантируемой свариваемостью. Прокат категории 5 толщиной до 10 мм – несущие элементы сварных конструкций, работающие при переменных нагрузках в температурном интервале от -40 до +425С; толщиной от 10 до 25 мм – несущие элементы, работающие при переменных нагрузках в области положительных температур, а также несущие элементы сварных конструкций, работающие при температуре от -40 до +425С, при условии поставки с гарантируемой свариваемостью.
Листы – для электросварных труб, работающих при температуре до 300С и давлении до 1,6 Н/м

Справочная информация:

При выборе изделий металлопроката необходимо опираться не только на его размер и назначение, но и учитывать особенности марки стали, из которой оно изготовлено. Именно от этих параметром зависит качество металлоизделия и его эксплуатационные характеристики.

Расшифровка марок сталей осуществляется благодаря общепринятым значениям, где каждая буква присваивается тому или иному виду металла, содержащегося в стальном сплаве, и буквенным сочетаниям, сообщающих о состоянии стали. Химический состав любой марки стали должен соответствовать ГОСТ, чтобы избежать наличия дефектов и низкого качества изделия.

Так, например, сталь обычного качества может обозначаться как ст3сп (где сп – спокойная сталь), Ст4пс (где пс – полуспокойная сталь), а качественная углеродистая сталь любой марки — 08кп, 10пс, 18К и практически не содержит легирующих примесей.

Для изготовления сварных и горячекатаных изделий предпочтительно использование углеродистой и низколегированной марки стали. Для труб, которые производятся путем сваривания стальных листов, чаще всего используется 09г2с, где помимо количества содержащегося в сплаве углерода указывается наличие марганца и кремния (буквы г и с соответственно).

Одной из самых востребованных марок стальных сплавов можно смело назвать сталь Ст3. Этот материал можно найти практически везде, начиная от садовых скамеек и заканчивая сложными сварными конструкциями. Чем это вызвано?

Химический состав

Марку Ст3 относят к углеродистым конструкционным сталям обыкновенного качества. В состав входят следующие химические элементы:

  • углерод до 0,22%;
  • кремний до 0,17%;
  • марганец до 0,65% и многие другие, в том числе хром и никель.

Металлургические комбинаты производят следующую номенклатуру изделий из марки Ст3:

  1. Поковки ГОСТ 8479-70;
  2. Прокат ГОСТ 2591-2006;
  3. Полосовой и ленточный прокат ГОСТ 14918-80;
  4. Рельсы ГОСТ 5812-82;
  5. Трубы и арматура к ним ГОСТ 10705-80;

Расшифровка стали Ст3

Поставляемая заказчику сталь должна быть отмаркирована в соответствии с ГОСТ 380-2005. Полное название Ст3 должно звучать следующим образом Ст3Гсп ГОСТ 380-2005. Ее расшифровка звучит следующим образом:

  • Ст – так обозначают углеродную сталь обыкновенного качества;
  • 3 – порядковый номер марки сплава по ГОСТ 380-2005;
  • Г – это обозначение марганца. Если в сплаве его более 0,8%, то ее необходимо указывать.
  • Сп – уровень раскисления.

В качестве заменителя можно использовать сталь С245, это определено в ГОСТ 27772-88 и С285

Применение стали Ст3

Технические параметры Ст3, позволяют ее использовать для производства нагруженных элементов сварных конструкций и деталей машин и механизмов, работающие при положительных температурах.

Некоторые виды проката, в частности, пятой категории используют при производстве металлоконструкций, которые могут работать при температурах от -40 до 425 градусов Цельсия при знакопеременных нагрузках.

После сооружения сложных конструкций имеет смысл провести термическую обработку, в частности, отжиг. Та операция необходима для снятия напряжений, возникающих после выполнения сварочных работ.

Кроме того, этот материал используют при производстве строительной арматуры Ат400с.

Лист, произведенный из данной стали, применяют для производства деталей, произведенной по технологии холодной штамповки. Из него производят корыта для сбора СОЖ и отработанных масел, устанавливаемых на станках, емкости различного объема и назначения, крышки для станочного оборудования, кожухи и пр.

Аналоги

Как уже отмечалось, марка Ст3 востребована при производстве разнообразных конструкций, и по сути, является самой популярной конструкционной сталью. Это и послужило тому, что ее производят металлургические комбинаты, расположенные во всех частях мира, например:

  • США – A284Gr.D, A57036;
  • Германия – 1.0038;
  • Япония – SS330;
  • Евросоюз – Fe37-3FN;
  • Китай – Q235.

Поставщики сталей, произведенной за пределами нашей страны, должны представить документы, подтверждающие соответствие импортных материалов отечественным ГОСТ и ТУ.

Технологические свойства

Сталь этой марки не имеет никаких ограничений по свариванию любым доступным способом в т.ч. газовой, электрической.

Ключевыми показателями стали можно назвать следующие:

  • стойкость к воздействию коррозии;
  • механические характеристики;
  • свариваемость.

Эти показатели позволяют разделить стальные сплавы на такие группы, как: обычной, повышенной и высокой прочности. Для деталей, имеющих толщину или диаметр свыше 36 мм, после сварки имеет смысл выполнить термообработку, которая снимет напряжения, возникающие в зоне сварочного шва под воздействием высокой температуры сварки.

Механическая обработка

Выбор режимов резания и подбор инструмента – это важная часть, необходимая для составления правильного технологического процесса обработки деталей, изготовленных из Ст3.

Для ее точения или фрезерования применяют режущий инструмент, выполненный из твердых сплавов ВК8, Т5К10. Для получения резьбы и внутренней, и наружной применяют метчики и плашки, выполненные из сталей Р18, Р6М5. При обработке на станках токарно-фрезерной группы целесообразно применять водоэмульсионные СОЖ, например, Эмульсол. Кстати, при нарезании резьбы вручную желательно использовать касторовое масло, которое существенно облегчает работу.

Выбор скорости обработки производят на основании свойств стали, технических параметров станочного оборудования и вида обработки. Например, при диаметре заготовки от 60 до 100 мм, допустимо использовать токарный резец с размером державки 16х25 мм. При глубине резания в 3 мм, скорость подачи суппорта должна равняться от 0,7 до 1,2 мм на один оборот шпинделя. При обработке на токарном станке допускается скорость вращения шпинделя в пределах 700 оборотов в минуту.

Особенности производства

Свойства готового материала определяются теми веществами, которые входят в его состав и во многом зависят от того какие технологии применялись при производстве того или иного сплава.

Основу стального сплава составляет феррит. Это составляющая железоуглеродистых сплавов. Он, по сути, является твердым раствором углерода и легирующих компонентов. Для повышения его прочности расплав насыщают углеродом.

К примесям, от которых, кроме вреда, ждать нечего относят фосфор и серу, а также их производные. Фосфор, вступая в реакцию с ферритом, понижает пластичность сплава во время воздействия высоких температур и усиливает хрупкость под воздействием холода. В процессе расплава может образовываться сернистое железо, которое может привести к красноломкости. Сталь Ст3 содержит в своем составе не более 0,05% серы и фосфора 0,04%.

Для производства конструкционных сталей применяют две сталеплавильные технологии:

Параметры марки Ст3, получаемой одним или другим методом мало чем, отличаются друг от друга, но конвертерная технология проще и дешевле.

Раскисление стали Ст3

Процесс раскисления выполняют для удаления лишнего кислорода, который снижает механические характеристики стали. Для этого применяют кремний или алюминий. Они нейтрализуют кислород, а появляющиеся окислы служат стимулом для формирования очагов кристаллизации и тем самым способствуют появлению мелкозернистой структуры. Стали, прошедшие через эту операцию разделяют на три типа:

  • спокойные – сп;
  • полуспокойные – пс;
  • кипящие – кс.

В чем их отличия друг от друга. Спокойные стали получили свое название, потому что они не кипят при розливе. Они имеют более однородную структуру, они лучше обрабатываются сваркой и проявляют хорошую стойкость к динамическим нагрузкам. Но, с другой стороны, стоят они дороже и именно поэтому более широкое распространение получили стали полуспокойные. Они занимают место между спокойными и кипящими сплавами. Кстати, именно полуспокойные стали чаще всего применяют для создания конструкций разного назначения. Для ее получения используют меньшее количество раскислителя, по большей части – это кремний.

Как пример можно привести использование стали ст3 пс для создания строительных конструкций.

Тут следует отметить, что сталь должна отвечать требованиям ГОСТ 380-71. При покупке этой марки, предприятие поставщик должен предоставить документы с результатами испытаний материала на химический состав, по прочностным характеристикам, временные сопротивления и прочее.

Сталь Ст3сп


Химический состав

Каждая категория стали характеризуется своим определенным химическим составом. Он во многом определяет область применения создаваемых заготовок и сложности, которые возникают при термической обработке.

Химический состав стали Ст3 делает ее одним из самых распространенных материалов, которые можно встретить на рынке. Без этого металла сложно себе представить современные строительные работы.

Ключевыми моментами, которые касаются химического состава, назовем следующее:

  1. Как ранее было отмечено, основными химическими элементами являются железо и углерод. Первый элемент имеет концентрацию 97%, углерода всего 0,14-0,22%. Именно углерод определяет показатель твердости и некоторые другие физико-химические свойства структуры.
  2. В состав структуры включается относительно небольшое количество легирующих элементов. Основными элементами стали хром и никель, концентрация которых составляет 0,3%. В этой же концентрации в состав включается медь.

При большом количестве разновидностей сталей у рассматриваемой жестко контролируется концентрация вредных примесей, которыми являются фосфор и сера. Кроме этого, в состав в большой концентрации входит азот, на который приходится около 0,1 массы.

Физические и механические свойства

Сталь Ст3, характеристики которой будут рассмотрены подробно, применяется в качестве основы при изготовлении просто огромного количества различных заготовок. Это можно связать с уникальными физическими и механическими свойствами. Механические свойства стали Ст3, которые контролируются при выпуске заготовок, следующие:

  1. Временное сопротивление.
  2. Предел текучести.
  3. Степень изгиба под воздействием большого усилия.
  4. Относительное удлинение.
  5. Ударная вязкость при определенной температуре.

Наиболее важные технические характеристики углеродистой стали 3 следующие:

  1. Поверхность имеет твердость 131 МПа.
  2. Плотность стали неоднородная, вес также может варьироваться в большом диапазоне.
  3. Свариваемость не характеризуется какими-либо ограничениями.
  4. К отпускной хрупкости структура не склонна.

Рассматриваемые свойства стали 3 определяют ее широкое распространение именно в сфере строительства. Большое распространение получил и различный прокат, который применяется при механической обработке.

Характеристика стали марки ВСт3сп

ВСт3сп — Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, хорошо сваривается, сварка осуществляется без подогрева и без последующей термообработки, способы сварки: ручная дуговая сварка, автоматическая дуговая сварка под флюсом и газовой защитой, КТС, ЭШС. Для толщины более 36 миллиметров рекомендуется подогрев и последующая термообработка, склонна к флокеночувствительности, склонность к отпускной хрупкости отсутствует. Обрабатываемость резанием в горячекатаном состоянии при НВ 124 σB = 400МПа Kυ тв.спл. = 1,8 и Kυ б.ст. = 1,6, нашла свое применение в несущих элементах сварных и несварных конструкций и деталях, работающих при положительных температурах. Фасонный и листовой прокат (5-й категории) — для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках: при толщине проката до 25 мм в интервале температур от —40 до +425 ° С; при толщине проката свыше 25 мм — от —20 до +425 °С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью. Ковка при температурном режиме от 1300 до 750 0С, охлаждение производят на воздухе. Спокойная сталь отличается плотной структурой, у нее хорошие механические свойства. Она менее склонна к отрицательным реакциям на нагревание при сварке и к старению. Особенности однородной гомогенной микроструктуры придают сплаву максимальную устойчивость к коррозии и пластичность.

Расшифровка марок Ст3

Провести расшифровку любой марки можно в соответствии с установленными стандартами и нормативной документации. Обозначение стали по ГОСТ позволяет при расшифровке марок определить основные качества. ГОСТ 380 определяет наличие следующих разновидностей металла:

Стоит учитывать, что индексы должны применяться при любой маркировке.

Свойства различных марок Ст3

Марка материала может расшифровываться следующим образом:

  1. СТ – обозначение, которое указывает на обыкновенное качество углеродистой стали. Примером назовем Ст3сп5.
  2. 3 – цифра, являющаяся условным номером марки сплава. В зависимости от концентрации углерода могут применяться цифры в пределе о 0 до 6.
  3. Г – в некоторых случаях может применяться подобный символ для обозначения марганца. Определенный тип стали, к примеру, Ст3гпс имеет в составе марганец 0,8%.
  4. Сп – степень раскисления материала. При рассмотрении Ст3пс5 можно сказать, что структура полуспокойная, но при этом степень раскисления достаточно высокая. Обозначение «пс» применяется для полуспокойных, «кп» — кипящих сплавов.

Расшифровывается Ст3кп2 подобным образом относительно недавно. Ранее использовались другие стандарты при маркировке. Кроме этого, ранее деление металла проводилось на несколько различных групп.

Расшифровка стали марки Ст3сп

Расшифровка стали: Буква стоящая в начале обозначает группу стали котороя опреедляет кретерии предела прочности для химсостава, если буквы нет, тогда такая сталь относится к группе А, поставляется потребителям по механическим свойствам (такая сталь может иметь повышенное содержание серы или фосфора). Буквы Ст. обозначают, что сталь обыкновенного качества, хотя большинство сталей — высококачественные. Цифры от 0 до 6 это условный номер марки в зависимости от химсостава и механических свойств. Обычно, чем больше цифра, тем больше углерода и больше прочность. В нашем случае 3 обозначает содержание углерода в сплаве 0,14–0,22%. Буквы после номера марки обозначают степень раскиcления: сп — спокойная. По цене спокойные стали стали дороже чем полуспокойные и кипящие. Спокойная сталь – это сталь полученная в результате раскисления. Получается при раскислении алюминием, марганцем и кремнием. В ней настолько снижен уровень кислорода, что в процессе обработки металла между углеродом и кислородом никакой реакции не возникает а наличие неметаллических шлаков и их включение свидено к минимому. Спокойная сталь отличается плотной структурой, у нее хорошие механические свойства. Она менее склонна к отрицательным реакциям на нагревание при сварке и к старению. Особенности однородной гомогенной микроструктуры придают сплаву максимальную устойчивость к коррозии и пластичность.

Применение стали Ст3

Рассматривая различные марки стали нужно учитывать тот момент, что они классифицируются по степени раскисления. Этот химический процесс предусматривает удаление с состава кислорода. Слишком большая концентрация кислорода определяет снижение физических и механических свойств.

Классификация проводится следующим образом:

  1. Спокойная характеризуется тем, что в состав входит от 0,16 до 0,3% кремния.
  2. Полуспокойная имеет средний показатель концентрации рассматриваемого элемента.
  3. Кипящая отличается по химическому составу от спокойной тем, что в составе содержится кремния не менее 0,05%.

Читать также: Изделия при помощи сварки

Маркируется материал Ст3 соответствующим образом. Для проведения химического процесса могут использоваться различные вещества.

Стоит учитывать, что спокойная обходится намного дороже других вариантов исполнения. Это можно связать со следующими моментами:

  1. Структура однородная, за счет чего повышается степень защиты материала от воздействия окружающей среды.
  2. В состав входит небольшое количество кислорода, что и определяет высокие эксплуатационные качества.

При использовании спокойной стали могут изготавливать следующие изделия:

  1. Прокат листового и фасонного типа.
  2. Арматура и детали, которые можно применять для создания трубопровода. Для транспортировки теплоносителя или газа, другой среды могут применятся различные трубы. Для того чтобы они выдерживали высокую нагрузку и воздействие окружающей среды при изготовлении должны применять материалы, обладающие прочностью и твердостью. Кроме этого, уделяется внимание и себестоимости, так как слишком дорогие сплавы могут быть менее практичными в применении. Сталь 3 подходит в большей степени для изготовления подобных изделий.
  3. Основные и второстепенные элементы, применяемые при изготовлении подвесных конструкций и железнодорожных элементов. В железнодорожной отрасли наиболее востребованы металлы, которые имеют невысокую стоимость и высокие эксплуатационные качества. За счет больших размеров подвесных конструкций цена одного квадратного метра также имеет большое значение.

Полуспокойная разновидность стали, применение которой также весьма широкое, в составе имеет около одного процента кислорода. За счет этого характеристики твердости и пластичности выражены в меньшей степени. При применении стали 3 могут изготавливаться:

  1. Трубы. Подобный материал сегодня получил самое широкое распространение. Трубы применяются при создании отопительной системы, в качестве несущих элементов. Стоит учитывать, что трубы могут иметь различный диаметр и толщину создаваемых стенок. Рассматриваемый сплав обладает относительно невысокой коррозионной стойкостью, поэтому нужно проводить защиту поверхности от воздействия повышенной влажности.
  2. Листовой прокат также применяется крайне часто, особенно при изготовлении корпусных изделий или обшивке несущих конструкций. Толщина может варьировать в большом диапазоне. Прокат листовой может применяться при холодной гибке или штамповке. Эти два процесса характеризуются высокой производительностью. Именно поэтому рассматриваемый сплав получил самое широкое распространение.
  3. Квадраты и уголки часто применяются для получения несущих конструкций. Они характеризуются высокой прочностью, так как грани существенно повышают жесткость и могут распределять нагрузку. Уголки и квадраты характеризуются большим количеством параметров: толщина листа, угол расположения плоскостей, длина и форма поперечного сечения. Область применения – изготовление несущих конструкций и усиление уже существующих конструкций.
  4. Различные шестигранники. Они также получили широкое распространение, могут применяться в самых различных отраслях промышленности.

Лист стальной Ст3 горячекатаный

Кипящие сплавы получили широкое распространение по причине доступности. По стоимости они самые доступные, при этом получаемая структура характеризуется высокой степенью обрабатываемости. Кроме этого, сплав хорошо поддается термической обработке, однако эксплуатационные качества по причине высокой концентрации кислорода снижены.

В заключение отметим, что многие аналоги стали 3 обладают соответствующими эксплуатационными характеристиками. Зарубежные производители применяют собственные стандартны при маркировке. При этом концентрация вредных примесей выдерживается в определенном диапазоне. Применение самых современных технологий позволяет снизить количество фосфора и серы в составе, за счет материал становится более прочным и менее хрупким. В некоторых случаях проводится добавление легирующих элементов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Одной из самых востребованных марок стальных сплавов можно смело назвать сталь Ст3. Этот материал можно найти практически везде, начиная от садовых скамеек и заканчивая сложными сварными конструкциями. Чем это вызвано?

Химический состав

Марку Ст3 относят к углеродистым конструкционным сталям обыкновенного качества. В состав входят следующие химические элементы:

  • углерод до 0,22%;
  • кремний до 0,17%;
  • марганец до 0,65% и многие другие, в том числе хром и никель.

Металлургические комбинаты производят следующую номенклатуру изделий из марки Ст3:

  1. Поковки ГОСТ 8479-70;
  2. Прокат ГОСТ 2591-2006;
  3. Полосовой и ленточный прокат ГОСТ 14918-80;
  4. Рельсы ГОСТ 5812-82;
  5. Трубы и арматура к ним ГОСТ 10705-80;

Расшифровка стали Ст3

Поставляемая заказчику сталь должна быть отмаркирована в соответствии с ГОСТ 380-2005. Полное название Ст3 должно звучать следующим образом Ст3Гсп ГОСТ 380-2005. Ее расшифровка звучит следующим образом:

  • Ст – так обозначают углеродную сталь обыкновенного качества;
  • 3 – порядковый номер марки сплава по ГОСТ 380-2005;
  • Г – это обозначение марганца. Если в сплаве его более 0,8%, то ее необходимо указывать.
  • Сп – уровень раскисления.

В качестве заменителя можно использовать сталь С245, это определено в ГОСТ 27772-88 и С285

Расшифровка и общее описание

Данный вид металла является углеродистой конструкционной сталью обыкновенного качества. Соответствует ГОСТу 380-2005.

Расшифровывается подобная маркировка следующим образом:

  • «Ст» – собственно название металла.
  • «3» – номер марки, определяемый химсоставом материла.
  • «сп» – спокойная. Эти буквы являются обозначением степени раскисления стали, и «говорят» о том, что при затвердевании вещества почти не выделяется газ.

Сталь с подобной маркировкой характеризуется максимально однородным составом, что делает ее менее хрупкой, придает ей повышенную устойчивость к агрессивному воздействию различных факторов. При этом материал остается пластичным и довольно легко подвергается обработке.

Производится такая сталь кислородно-конверторным либо мартеновским способом. В первом случае металл изготавливается посредством воздействия кислородом на чугун. Кислород, подаваемый под высоким давлением выжигает из чугуна углерод и позволяет металлу приобрести новые характеристики.

Во втором случае сталь плавится в специальных мартеновских печах под воздействием высоких температур. При этом, независимо от способа производства, характеристики металла не изменяются.

Применение стали Ст3

Технические параметры Ст3, позволяют ее использовать для производства нагруженных элементов сварных конструкций и деталей машин и механизмов, работающие при положительных температурах.

Некоторые виды проката, в частности, пятой категории используют при производстве металлоконструкций, которые могут работать при температурах от -40 до 425 градусов Цельсия при знакопеременных нагрузках.

После сооружения сложных конструкций имеет смысл провести термическую обработку, в частности, отжиг. Та операция необходима для снятия напряжений, возникающих после выполнения сварочных работ.

Читать также: Как сделать форму для отливки из гипса

Кроме того, этот материал используют при производстве строительной арматуры Ат400с.

Лист, произведенный из данной стали, применяют для производства деталей, произведенной по технологии холодной штамповки. Из него производят корыта для сбора СОЖ и отработанных масел, устанавливаемых на станках, емкости различного объема и назначения, крышки для станочного оборудования, кожухи и пр.

Сталь ВСт3сп

2014-02-17

Сталь ВСт3сп является полноценной заменой для стали ВСт3пс.

При классифицировании данной марки, сталь ВСт3сп относят к группе конструкционных углеродистых сталей обыкновенного качества.

Поставляется в виде сортового и фасонного проката: лист толстый, лист тонкий, лента, полоса, поковки и кованые заготовки, трубы.

Из стали ВСт3сп изготавливают несущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, которые, как правило, работаю при положительных температурах.

Фасонный и листовой прокат 5-ой категории изготавливают для применения его в несущих элементах сварных конструкций, работа которых протекает при переменных нагрузках: при толщине проката до 25 мм — в промежутке температур от -40 °С до +425°С; при толщине проката свыше 25 мм – в промежутке температур от -20°С до +425°С, но при условии поставки с обеспечиваемой свариваемостью.

По ГОСТу 380-94 химический состав стали ВСт3сп должен включать в себя следующие элементы: углерод – 0,14-0,22%, марганец – 0,40-0,65%, кремний – 0,12-0,30%, фосфор – 0,04%, сера – 0,05%, хром – не более 0,30%, никель – 0,30%, медь – 0,30%, мышьяк – 0,08%.

Технологические свойства стали ВСт3сп:

  • Температура ковки – начала 1300 °С – конца 750 °С. Охлаждение необходимо проводить на воздух;
  • Сталь ВСт3сп сваривается без каких-либо ограничений. Рекомендуемые типы сварки для данной марки стали: РДС – ручная дуговая сварка, АДС – аргонодуговая сварка, проводимая под флюсом и защитой, ЭШС – электрошлаковая сварка, КТС – контактная сварка. Стоит учесть, что при толщине стальной конструкции 36 мм необходим подогрев и вытекающая из него термообработка;
  • Обрабатываемость резанием в горячекатаном состоянии – 400 МПа;
  • Сталь марки ВСт3сп является не флокеночувствительной;
  • К отпускной хрупкости не склонна.

www.stk-metal.ru

Аналоги

Как уже отмечалось, марка Ст3 востребована при производстве разнообразных конструкций, и по сути, является самой популярной конструкционной сталью. Это и послужило тому, что ее производят металлургические комбинаты, расположенные во всех частях мира, например:

  • США – A284Gr.D, A57036;
  • Германия – 1.0038;
  • Япония – SS330;
  • Евросоюз – Fe37-3FN;
  • Китай – Q235.

Поставщики сталей, произведенной за пределами нашей страны, должны представить документы, подтверждающие соответствие импортных материалов отечественным ГОСТ и ТУ.

Технологические свойства

Сталь этой марки не имеет никаких ограничений по свариванию любым доступным способом в т.ч. газовой, электрической.

Ключевыми показателями стали можно назвать следующие:

  • стойкость к воздействию коррозии;
  • механические характеристики;
  • свариваемость.

Эти показатели позволяют разделить стальные сплавы на такие группы, как: обычной, повышенной и высокой прочности. Для деталей, имеющих толщину или диаметр свыше 36 мм, после сварки имеет смысл выполнить термообработку, которая снимет напряжения, возникающие в зоне сварочного шва под воздействием высокой температуры сварки.

Механические свойства поковок ВСт3сп

Сечение, ммσ0,2, МПаσB, МПаδ5, %ψ, %KCU, Дж/м2HB
Нормализация
<100175353285564101-143
100-300175353245059101-143
<100195392265559111-156
100-300195392235054111-156

Механическая обработка

Выбор режимов резания и подбор инструмента – это важная часть, необходимая для составления правильного технологического процесса обработки деталей, изготовленных из Ст3.

Для ее точения или фрезерования применяют режущий инструмент, выполненный из твердых сплавов ВК8, Т5К10. Для получения резьбы и внутренней, и наружной применяют метчики и плашки, выполненные из сталей Р18, Р6М5. При обработке на станках токарно-фрезерной группы целесообразно применять водоэмульсионные СОЖ, например, Эмульсол. Кстати, при нарезании резьбы вручную желательно использовать касторовое масло, которое существенно облегчает работу.

Выбор скорости обработки производят на основании свойств стали, технических параметров станочного оборудования и вида обработки. Например, при диаметре заготовки от 60 до 100 мм, допустимо использовать токарный резец с размером державки 16х25 мм. При глубине резания в 3 мм, скорость подачи суппорта должна равняться от 0,7 до 1,2 мм на один оборот шпинделя. При обработке на токарном станке допускается скорость вращения шпинделя в пределах 700 оборотов в минуту.

Механические свойства стали ВСт3сп

Механические свойства стали ВСт3сп по регламенту ГОСТ 380-94 отпускается в виде горячекатаного проката сечением до 20мм, от 20мм до 40мм, свыше 40мм до 100мм, а также более 100 мм. Предел текучести – 175, 205, 225, 235 и 245 МПа. Предел прочности при растяжении 370-480 МПа. Относительное удлинение после разрыва 24, 26, 28%.

Механические свойства стали ВСт3сп по регламенту ГОСТ 16523-89 в виде горячекатаного и холоднокатаного листового проката. Сечение выполнено до 2мм включительно, и более 2мм и до 4мм включительно. Показатели относительного удлинения после разрыва составляют 26%. Ниже приведены данные в табличном варианте:

Термообработка, состояние поставкиСечение, ммσ0,2, МПаσB, МПаδ5, %δ4, %
Прокат горячекатаный<20245370-48026
Прокат горячекатаный20-40235370-48025
Прокат горячекатаный40-100225370-48023
Прокат горячекатаный>100205370-48023
Листы горячекатаные<2,0370-48020
Листы горячекатаные2,0-3,9370-48022
Листы холоднокатаные<2,0370-48022
Листы холоднокатаные2,0-3,9370-48024

Особенности производства

Свойства готового материала определяются теми веществами, которые входят в его состав и во многом зависят от того какие технологии применялись при производстве того или иного сплава.

Основу стального сплава составляет феррит. Это составляющая железоуглеродистых сплавов. Он, по сути, является твердым раствором углерода и легирующих компонентов. Для повышения его прочности расплав насыщают углеродом.

К примесям, от которых, кроме вреда, ждать нечего относят фосфор и серу, а также их производные. Фосфор, вступая в реакцию с ферритом, понижает пластичность сплава во время воздействия высоких температур и усиливает хрупкость под воздействием холода. В процессе расплава может образовываться сернистое железо, которое может привести к красноломкости. Сталь Ст3 содержит в своем составе не более 0,05% серы и фосфора 0,04%.

Для производства конструкционных сталей применяют две сталеплавильные технологии:

Параметры марки Ст3, получаемой одним или другим методом мало чем, отличаются друг от друга, но конвертерная технология проще и дешевле.

Раскисление стали Ст3

Процесс раскисления выполняют для удаления лишнего кислорода, который снижает механические характеристики стали. Для этого применяют кремний или алюминий. Они нейтрализуют кислород, а появляющиеся окислы служат стимулом для формирования очагов кристаллизации и тем самым способствуют появлению мелкозернистой структуры. Стали, прошедшие через эту операцию разделяют на три типа:

  • спокойные – сп;
  • полуспокойные – пс;
  • кипящие – кс.

В чем их отличия друг от друга. Спокойные стали получили свое название, потому что они не кипят при розливе. Они имеют более однородную структуру, они лучше обрабатываются сваркой и проявляют хорошую стойкость к динамическим нагрузкам. Но, с другой стороны, стоят они дороже и именно поэтому более широкое распространение получили стали полуспокойные. Они занимают место между спокойными и кипящими сплавами. Кстати, именно полуспокойные стали чаще всего применяют для создания конструкций разного назначения. Для ее получения используют меньшее количество раскислителя, по большей части – это кремний.

Как пример можно привести использование стали ст3 пс для создания строительных конструкций.

Тут следует отметить, что сталь должна отвечать требованиям ГОСТ 380-71. При покупке этой марки, предприятие поставщик должен предоставить документы с результатами испытаний материала на химический состав, по прочностным характеристикам, временные сопротивления и прочее.

Сталь Ст3: характеристика, расшифровка, ГОСТ


Химический состав

Марку Ст3 относят к углеродистым конструкционным сталям обыкновенного качества. В состав входят следующие химические элементы:

  • углерод до 0,22%;
  • кремний до 0,17%;
  • марганец до 0,65% и многие другие, в том числе хром и никель.

ГОСТ

Металлургические комбинаты производят следующую номенклатуру изделий из марки Ст3:

  1. Поковки ГОСТ 8479-70;
  2. Прокат ГОСТ 2591-2006;
  3. Полосовой и ленточный прокат ГОСТ 14918-80;
  4. Рельсы ГОСТ 5812-82;
  5. Трубы и арматура к ним ГОСТ 10705-80;

Расшифровка стали Ст3

Поставляемая заказчику сталь должна быть отмаркирована в соответствии с ГОСТ 380-2005. Полное название Ст3 должно звучать следующим образом Ст3Гсп ГОСТ 380-2005. Ее расшифровка звучит следующим образом:

  • Ст – так обозначают углеродную сталь обыкновенного качества;
  • 3 – порядковый номер марки сплава по ГОСТ 380-2005;
  • Г – это обозначение марганца. Если в сплаве его более 0,8%, то ее необходимо указывать.
  • Сп – уровень раскисления.

В качестве заменителя можно использовать сталь С245, это определено в ГОСТ 27772-88 и С285

Маркировка

Маркировку продукции из углеродистой стали обыкновенного качества проводят по нормативным документам на конкретный вид металлопродукции с учетом требований ГОСТ 7566.

По требованию потребителя либо при наличии в нормативных документах на прокат требований по цветной маркировке ее допол­нительно наносят несмываемой краской цветами, указанными в таблице ниже.

Марка стали Цвет маркировки
Ст 0 Красный и зеленый
Ст 1 Желтый и черный
Ст 2 Желтый
Ст 3 Красный
Ст 3Г пс Красный и коричневый
Ст 3Г сп Синий и коричневый
Ст 4 Черный
Ст 5 Зеленый
Ст 5Г пс Зеленый и коричневый
Ст 6 Синий

Вверх


Применение стали Ст3

Технические параметры Ст3, позволяют ее использовать для производства нагруженных элементов сварных конструкций и деталей машин и механизмов, работающие при положительных температурах.

Некоторые виды проката, в частности, пятой категории используют при производстве металлоконструкций, которые могут работать при температурах от -40 до 425 градусов Цельсия при знакопеременных нагрузках.

После сооружения сложных конструкций имеет смысл провести термическую обработку, в частности, отжиг. Та операция необходима для снятия напряжений, возникающих после выполнения сварочных работ.

Кроме того, этот материал используют при производстве строительной арматуры Ат400с.

Лист, произведенный из данной стали, применяют для производства деталей, произведенной по технологии холодной штамповки. Из него производят корыта для сбора СОЖ и отработанных масел, устанавливаемых на станках, емкости различного объема и назначения, крышки для станочного оборудования, кожухи и пр.

Ст3сп5 расшифровка что означает 5

Сталь. Виды и марки стали. Их применение.
Сталь – это сплав железа и углерода с другими элементами, содержание углерода в нём не более 2,14%.

Наиболее общая характеристика – по химическому составу сталь различают:

углеродистую сталь (Fe – железо, C – углерод, Mn – марганец, Si — кремний, S – сера, P – фосфор). По содержанию углерода делится на низкоуглеродистую, среднеуглеродистую и высокоуглеродистую. Углеродистая сталь предназначена для статически нагруженного инструмента.

легированную сталь – добавляются легирующие элементы: азот, бор, алюминий, углерод, фосфор, кобальт, кремний, ванадий, медь, молибден, марганец, титан, цирконий, хром, вольфрам, никель, ниобий.

По способу производства и содержанию примесей сталь различается:

сталь обыкновенного качества ( углерода менее 0,6%) – соответствует ГОСТ 14637, ГОСТ 380-94. Ст0, Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5,Ст6. Буквы «Ст» обозначают сталь обыкновенного качества, цифры указывают на номер маркировки в зависимости от механических свойств. Является наиболее дешёвой сталью, но уступает по другим качествам.

качественная сталь ( углеродистая или легированная ) – ГОСТ 1577, содержание углерода обозначается в сотых долях % – 08, 10, 25, 40, дополнительно может указываться степень раскисления и характер затвердевания. Качественная углеродистая сталь обладает высокой пластичностью и повышенной свариваемостью.

Низкоуглеродистые качественные конструкционные стали характеризуются невысокой прочностью и высокой пластичностью. Из листового проката стали 08, 10, 08кп изготавливают детали для холодной штамповки. Из сталей 15, 20 делают болты, винты, гайки, оси, крюки,шпильки и другие детали неответственного назначения.

Среднеуглеродистые качественные стали (ст 30, 35, 40, 45, 50, 55) используют после нормализации и поверхностной закалки для изготовления таких деталей, которые обладают высокой прочностью и вязкостью сердцевины (оси, винты, втулки и т. д.)

Стали 60 — стали 85 обладают высокой прочностью, износостойкостью, упругими свойствами. Из них изготавливают крановые колёса, прокатные валки, клапаны компрессоров, пружины, рессоры и т.д.

высококачественная — сложный химический состав с пониженным содержанием фосфора и серы — по ГОСТу 19281.

Также сталь делится по применению :

а) строительная сталь — углеродистая обыкновенного качества. Обладает отличной свариваемостью. Цифра обозначает условный номер состава стали по ГОСТу. Чем больше условный номер, тем больше содержание углерода, тем выше прочность стали и ниже пластичность.

Ст0-3 — для вторичных элементов конструкций и неответственных деталей (настилы, перила, подкладка,шайбы)

Ст3 используют для несущих и ненесущих элементов сварных и несварных конструкций и деталей, которые работают при положительных температурах. ГОСТ 380-88.

Стандартом качества предусмотрена сталь с повышенным количеством марганца (Ст3Гсп/пс, ст5Гсп/пс).

б) конструкционная сталь — ГОСТ 1050

Углеродистые качественные конструкционные стали используются в машиностроении, для сварных, болтовых конструкций, для кровельных работ, для изготовления рельсов, железнодорожных колёс, валов, шестерен и других деталей грузоподъёмников.Ц ифры в маркировке означают содержание углерода в десятых долях процента.

Ст20 — малонагруженные детали, такие как валики, копиры, упоры,

Ст35 — испытывающие небольшие напряжения (оси, тяги, рычаги, диски, траверсы, валы),

Ст45 (ст40Х) — требующие повышенной прочности (валы, муфты, оси, зубчатые рейки)

Конструкционные легированные стали используют для гусениц тракторов, изготовления пружин, рессор, осей, валов, автомобильных деталей, деталей турбин и др.

в) инструментальная сталь — применяется для режущего инструмента, быстрорежущая сталь для холодного и горячего деформирования материла, для измерительных инструментов, на производство молотков, долот, стамесок, резцов, свёрлов, напильников, бритв, рашпилей.

У7, У8А (цифра- десятые доли процента по содержанию углерода). Углеродистые стали выпускают качественными и высококачественными. Буква «А» означает высококачественную углеродистую инструментальную сталь.

г) легированная сталь — универсальная сталь, содержащая специальную примесь. Содержание кремния более 0,5%, марганца более 1%. ГОСТ 19281-89. Если содержание легирующего элемента превышает 1 – 1,5%, то оно указывается цифрой после соответствующей буквы.

низколегированная сталь — где легирующих элементов до 2,5% (09Г2С, 10ХСНД, 18ХГТ). Низколегированную сталь можно использовать в условиях крайнего севера, от -70 град С. Низколегированную сталь отличает большая прочность за счёт более высокого предела текучести,что важно для ответственных конструкций.

высоколегированная (от 10 до 50%)

Сталь 09Г2С применяется для паровых котлов, аппаратов и ёмкостей, работающих под давлением и температурой от минус 70, до плюс 450град; её используют для ответственных листовых сварных конструкций в химическом и нефтяном машиностроении, судостроении.

Сталь 10ХСНД используют для сварных конструкций химического машиностроения, фасонных профилей в сдостроении, вагоностроении.

18ХГТ применяют для деталей, работающих на больших скоростях при высоком давлении и ударных нагрузках.

д) сталь особого назначения — сталь с особыми физическими свойствами. Она применяется в электротехничсеской промышленности и точном судостроении.

На свариваемость стали влияет степень её раскисления. По степени раскисления сталь классифицируется:

спокойная сталь (ст3сп) — полностью раскисляется с минимальным содержанием шлаком и неметаллических примесей,

Аналоги

Как уже отмечалось, марка Ст3 востребована при производстве разнообразных конструкций, и по сути, является самой популярной конструкционной сталью. Это и послужило тому, что ее производят металлургические комбинаты, расположенные во всех частях мира, например:

  • США — A284Gr.D, A57036;
  • Германия — 1.0038;
  • Япония — SS330;
  • Евросоюз — Fe37-3FN;
  • Китай — Q235.

Поставщики сталей, произведенной за пределами нашей страны, должны представить документы, подтверждающие соответствие импортных материалов отечественным ГОСТ и ТУ.

Технологические свойства

Сталь этой марки не имеет никаких ограничений по свариванию любым доступным способом в т.ч. газовой, электрической.

Ключевыми показателями стали можно назвать следующие:

  • стойкость к воздействию коррозии;
  • механические характеристики;
  • свариваемость.

Эти показатели позволяют разделить стальные сплавы на такие группы, как: обычной, повышенной и высокой прочности. Для деталей, имеющих толщину или диаметр свыше 36 мм, после сварки имеет смысл выполнить термообработку, которая снимет напряжения, возникающие в зоне сварочного шва под воздействием высокой температуры сварки.

Механическая обработка

Выбор режимов резания и подбор инструмента – это важная часть, необходимая для составления правильного технологического процесса обработки деталей, изготовленных из Ст3.

Для ее точения или фрезерования применяют режущий инструмент, выполненный из твердых сплавов ВК8, Т5К10. Для получения резьбы и внутренней, и наружной применяют метчики и плашки, выполненные из сталей Р18, Р6М5. При обработке на станках токарно-фрезерной группы целесообразно применять водоэмульсионные СОЖ, например, Эмульсол. Кстати, при нарезании резьбы вручную желательно использовать касторовое масло, которое существенно облегчает работу.

Выбор скорости обработки производят на основании свойств стали, технических параметров станочного оборудования и вида обработки. Например, при диаметре заготовки от 60 до 100 мм, допустимо использовать токарный резец с размером державки 16х25 мм. При глубине резания в 3 мм, скорость подачи суппорта должна равняться от 0,7 до 1,2 мм на один оборот шпинделя. При обработке на токарном станке допускается скорость вращения шпинделя в пределах 700 оборотов в минуту.

Особенности производства

Свойства готового материала определяются теми веществами, которые входят в его состав и во многом зависят от того какие технологии применялись при производстве того или иного сплава.

Основу стального сплава составляет феррит. Это составляющая железоуглеродистых сплавов. Он, по сути, является твердым раствором углерода и легирующих компонентов. Для повышения его прочности расплав насыщают углеродом.

К примесям, от которых, кроме вреда, ждать нечего относят фосфор и серу, а также их производные. Фосфор, вступая в реакцию с ферритом, понижает пластичность сплава во время воздействия высоких температур и усиливает хрупкость под воздействием холода. В процессе расплава может образовываться сернистое железо, которое может привести к красноломкости. Сталь Ст3 содержит в своем составе не более 0,05% серы и фосфора 0,04%.

Для производства конструкционных сталей применяют две сталеплавильные технологии:

  • мартеновскую;
  • конвертерную.

Параметры марки Ст3, получаемой одним или другим методом мало чем, отличаются друг от друга, но конвертерная технология проще и дешевле.

Перенос тепла на молекулярном уровне


Когда материя нагревается, увеличивается средняя кинетическая энергия составляющих ее частиц, то есть увеличивается уровень беспорядка, атомы и молекулы начинают более интенсивно и с большей амплитудой колебаться около своих равновесных положений в материале. Перенос тепла, который на макроскопическом уровне можно описать законом Фурье, на молекулярном уровне представляет собой обмен кинетической энергией между частицами (атомами и молекулами) вещества, без переноса последнего.

Это объяснение механизма теплопроводности на молекулярном уровне отличает его от механизма термической конвекции, при котором имеет место перенос тепла за счет переноса вещества. Все твердые тела обладают способностью к теплопроводности, в то время как тепловая конвекция возможна только в жидкостях и газах. Действительно, твердые вещества переносят тепло в основном за счет теплопроводности, а жидкости и газы, если есть температурные градиенты в них, переносят тепло в основном за счет процессов конвекции.

Углеродистая сталь марки Ст1пс, марка стали характеристики Ст1пс

Марка стали: Ст1пс.

Класс: сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества.

Использование в промышленности: детали высокой вязкости и низкой твердости, анкерные болты, связывающие обшивки, неответственная арматура, заклепки и котельные связи.

Зарубежные аналоги марки стали 20
ГерманияS185
ФранцияS185
ЕвросоюзS185
ИталияS185
КитайQ195
БолгарияASt0, ASt1
ВенгрияFe310O
ПольшаSt0S
Чехия10000

На сайте нашей компании вы можете найти информацию по различным маркам стали. В данном разделе представлены полезные факты о конструкционной углеродистой стали обыкновенного качества. Рассматриваемая марка углеродистой стали Ст1пс широко применяется в промышленности. Из нее создают разнообразные виды проката.

Расшифровка Ст1пс

Профессионал может «прочитать» основную информацию по марке стали Ст1пс, зная, как расшифровываются знаки, из которых состоит ее наименование. В данном случае, сочетание букв «С» и «Т» означает «сталь».

Число «1», идущее после, является условным номером марки. Цифра определяется химическим составом. Чем больше число, тем больше углерода содержится в составе, а также тем выше значение временного сопротивления.

После единицы в названии идут буквы «ПС», которые означают полуспокойную степень раскисления стали (также бывает спокойная и кипящая).

Марка стали Ст1пс и ее характеристики

Ст1пс ГОСТ 380 – 2005 (сортамент делится на прокат, ГОСТ 535-2005 и катанку, ГОСТ 30136-95) используется для изготовления элементов, отличающихся повышенной вязкостью и малой твердостью.

Ст1пс имеет большое количество зарубежных аналогов. Например, в Германии, Франции и Италии и во всем Еросоюзе по составу этой стали близка марка S185. В США вместо нее можно применять A283A и A283B, в Китае Q195, в Болгарии ASt0 и ASt1, в Польше St0S и т.п.

Сталь Ст1пс применяется для создания анкерных болтов; арматуры, которая не выносит большие нагрузки; связывающих оболочек; крепежных элементов, позволяющих изготавливать неразъемные соединения; котельных связей.

При температуре 20 градусов Цельсия, временное растяжение разрыву у этого материала равно 320-420 МПа, а предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации) равен 190-220 МПа.

В данной марке имеются различные химические элементы. Углерода содержится около 0,06 – 0,12 процента, кремния в размере 0,05 – 0,15 процента, марганца в составе – 0,25 – 0,5 процента. Также имеется до 0,05 процента серы и до 0,04 процента фосфора. Примерно 99 процентов занимает железо.

Требуется сталь Ст1пс?

Если вас интересует покупка изделий, для создания которых использована углеродистая сталь марки Ст1пс, обращайтесь к нашим специалистам. В ассортименте различные металлические детали, элементы сортового и фасонного проката. Вы также можете заказать отдельные товары по собственным чертежам и размерам.
На нашем сайте имеется информация и по другим популярным видам стали.

Сталь 08 пс расшифровка. Марки углеродистой стали. классификация, гост, приложение. Применение углеродистой конструкционной стали

На практике используется много конструкционных углеродистых сталей – это и Ст5, и Ст10, но мы рассмотрим характеристики стали 08ПС.

Химический состав

Сталь марки 08ПС относится к конструкционным углеродистым сталям. Химический состав регламентируется ГОСТ 1050 – 88. Он определяет массовую долю элементов, входящих в состав сплава 08ПС, данные приведены ниже:

  • углерод от 0.05 до 0,11%;
  • Кремний
  • от 0,05 до 0,17%;
  • марганец от 0,35 до 0,65%;
  • хром не более 0,10%.

Расшифровка

Наименование стали 08ПС расшифровывается следующим образом:

  • 08 количество углерода;
  • пс – показатель раскисления стали, в данном случае – полуштильный.

Существует три типа раскисления, то есть удаление кислорода. Полужидкая сталь занимает промежуточное положение между кипящей и неподвижной, при этом она содержит все положительные свойства материалов, подвергнутых раскислению другими способами.

Недвижимость

В целом этот материал показывает хорошие прочностные характеристики и параметры твердости. К положительным особенностям 08ПС можно отнести то, что он совершенно спокойно выдерживает воздействие различных нагрузок. Если она не выходит за определенные пределы, то изделие сохраняет первоначальную форму. Но следует отметить, что он может какое-то время деформироваться с последующим восстановлением. В период восстановления изделие будет в напряженном состоянии.

При выборе этого материала необходимо помнить, что любой материал имеет предел текучести, при преодолении которого сталь оставляет упругую деформацию и начинает разрушаться.

Марка

8ПС имеет хорошую свариваемость. Для сварочных работ можно использовать любую существующую технологию. Но нужно учитывать, что после термической обработки детали из этого сплава нельзя использовать для сварных конструкций.

Аналоги

Выбирая сталь 8ПС для изготовления конструкций, проектировщику следует помнить, что ее всегда можно заменить ближайшим аналогом – маркой 08. Есть и зарубежные аналоги:

  • США – A620;
  • Германия – DC01;
  • КНР – 08Ф.

При выборе импортных материалов в качестве заменителя необходимо помнить, что в комплект поставки также должны входить соответствующие сертификаты, подтверждающие качество материала и его соответствие ГОСТу.

Ассортимент стали 8PS

Предприятия металлургического комплекса нашей страны производят следующие виды продукции:

  • Прокат, фасонный и сортовой прокат – ГОСТ 1088;
  • бар, в том числе калиброванное – 10702;
  • лист, полоса – ГОСТ 4041, ГОСТ 1577.

Термическая обработка

Термическая обработка материала улучшает его качественные характеристики, при этом нет необходимости добавлять в расплав другие вещества. После этой операции прочность сплава увеличивается. Иногда его используют для деталей, которые будут использоваться в несущих конструкциях. Для термической обработки стали марки 08пс применяют закалку, отпуск, отжиг.

Первая операция обеспечивает получение необходимой твердости. После затвердевания детали можно охлаждать в любой среде (воде, масле и т. Д.).).

Для устранения напряжений, возникающих во внутренней структуре металла, применяется отпуск. После эксплуатации изделия из стали 08пс приобретают большую твердость и прочность. Чтобы выровнять внутреннюю структуру и исключить излишнюю пластичность, сплав подвергают отжигу.

Механическое восстановление

Для получения деталей из проката из стали 08ПС имеет смысл очистить поверхность от окалины, следов масла и других загрязнений. Для этого можно использовать как щетки с металлической щетиной, так и инструменты малой механизации, например, угловую шлифовальную машину (болгарку).

Ножницы гильотинные, пилы Геллера, пресс-ножницы и другое оборудование установлено на заготовительных площадях предприятий, использующих металлопрокат марки 8ПС.

Технологические свойства этого материала позволяют использовать его для изготовления деталей методами гибки. Его можно выполнять как на ручных гибочных станках, так и на специальных станках.

Сталь зашифрована буквами, обозначающими определенные химические элементы, составляющие марку или сплав.

Например, буква X – обозначает хром, N никель, K – кобальт, M – молибден, B – вольфрам, T – титан, D – медь, G – марганец, C – кремний,
F – ванадий, P – бор, A – азот, B – ниобий, E – селен, C – цирконий, U – алюминий, Ch – указывает на присутствие редкоземельных металлов

Существуют также обозначения для различных типов сталей в зависимости от их состава и назначения.
Буквенные обозначения используются также для обозначения способа раскисления стали:
КП – кипящая сталь
ПС – полуспокойная сталь
СП – спокойная сталь

Нелегированные конструкционные стали обыкновенного качества обозначаются буквами ст. (например, ст. 3; ст. 3кп)

Число после букв условно обозначает процентное содержание углерода в стали (в десятых долях), индекс kp указывает на то, что сталь кипит, то есть не полностью раскислен в печи и содержит небольшое количество оксида железа, что приводит к продолжению производства стали. кипячение в форме.Отсутствие индекса означает, что сталь спокойная.

Конструкционные нелегированные качественные стали (например, Ст.10; Сталь 20; Ст.30; Ст.45) обозначаются двузначным числом, обозначающим среднее содержание углерода в стали 0,10%; 0,20%;

Конструкционная низколегированная сталь 09Г2С – это сталь, в которой углерод составляет около 0,09%, а содержание легирующих компонентов марганца, кремния и других в сумме менее 2,5%.

Сталь 10ХСНД и 15ХСНД отличаются разницей в углероде, в таких сталях среднее содержание каждого элемента менее 1% процента, поэтому цифры за буквой не ставятся.

Конструкционные легированные стали, такие как 20Х; 30X; 40Х обозначается буквами и цифрами, в этом случае марка показывает содержание углерода и основного легирующего элемента хрома. Цифры после каждой буквы указывают приблизительное содержание соответствующего элемента, однако, если содержание легирующего элемента меньше 1,5%, цифра после соответствующей буквы не ставится.

Хромо-кремний-марганцевая сталь

30ХГСА, имеет большую прочность и повышенную стойкость к ударным нагрузкам.В состав марки входит 0,30% углерода, кроме углерода он содержит марганец, кремний и хром примерно в равных долях по 0,8-1,1%

Содержание серы и фосфора не должно превышать 0,03% для каждого из этих элементов, поэтому в конце таких марок ставится буква А, что указывает на дополнительные показатели качества марок, (например, 20Хх5ФА; 38Хх4МА. ). Конструкционные рессорно-пружинные стали также обозначаются, например, 60S2A, 65G, где первые числа указывают углерод в сотых долях процента.(0,60 и 0,65 соответственно).

Расшифровка конструкционных подшипниковых сталей производится следующим образом, маркируются они так же, как и легированные, маркировка начинается с буквы Ш (например, ШХ4; ШХ15; ШХ15СГ). Цифра 15 указывает на содержание легирующего хрома, примерная доля которого составляет 1,5%, в стали ШХ5 0,4% соответственно. Есть много других брендов, подробнее о наличии в них элементов и примесей вы можете узнать у нашего бренда, для этого достаточно воспользоваться поиском.

Высококачественные стали – для производства паровых котлов и сосудов под давлением, обозначаются как конструкционные нелегированные стали с добавлением буквы К (например, 20К; 22К).

Литейные конструкционные стали обозначают как сортовые и легированные, но в конце названия ставят букву L, (35ХМЛ; 40ХЛ и др.).

Конструкционные стали обозначаются буквой C и цифрами, соответствующими минимальному пределу текучести стали. Дополнительно используются обозначения: Т – прокат термоупрочненный, К – повышенная коррозионная стойкость (например, С345Т; С390К и др.)). Точно так же буква D обозначает повышенное содержание меди (S345D; S375D).

Нелегированные инструментальные стали делятся на качественные стали, обозначаемые буквой U и числом, обозначающим среднее содержание углерода (например, U7; U8; U10), и высококачественные, обозначаемые дополнительной буквой A в конце названия. (например, U8A; U10A; U12A) или дополнительная буква G, указывающая на дополнительное увеличение содержания марганца (например, U8GA).

Легированные инструментальные стали также относятся к конструкционным легированным сталям.Возьмем марку типа ХВГ, расшифровка этой марки показывает наличие в ней основных легирующих элементов: хрома, вольфрама, марганца. Эта сталь отличается от 9ХВГ повышенным содержанием углерода, примерно 1%, поэтому цифра в начале марки не ставится.

Быстрорежущие стали расшифровываются следующим образом – у таких марок есть буква П (это отправная точка для обозначения стали), за которой следует число, обозначающее среднее содержание вольфрама (например, Р18; Р9), за которым следует буквы и цифры, определяющие массовое содержание элементов.(например, сталь П6М5) цифра 5 показывает долю молибдена в данной марке. Содержание хрома не указывается, так как оно стабильно около 4% во всех быстрорежущих сталях и углероде, поскольку последнее всегда пропорционально содержанию ванадия. Следует отметить, что если содержание ванадия превышает 2,5%, указывается буква F и цифра (например, сталь Р6М5Ф3).

Сталь электротехническая нелегированная ARMCO, как ее еще называют: технически чистое железо (например, 10880; 20880 и др.)) Эти марки содержат минимальное количество углерода, менее 0,04%, из-за чего они имеют очень низкое удельное электрическое сопротивление. Первая цифра указывает на вид обработки (1- ковка или горячекатаная, 2- калиброванная). Вторая цифра 0 означает, что сталь нелегированная, без нормированного коэффициента старения; 1 со стандартизованным коэффициентом старения. Третья цифра указывает группу по основной стандартизированной характеристике. Четвертый и пятый – это величина значения основной стандартизированной характеристики.

Алюминиевые сплавы маркируются по следующему принципу: марки литейных сплавов имеют первую букву А, за ней идет L. Сплавы для ковки и штамповки, после буквы А стоит буква К. После этих двух букв идет буква условный номер сплава.

Для деформируемых сплавов приняты следующие обозначения: авиационный сплав – АБ, алюминиево-магниевый – АМг, алюминий-марганцевый – АМц. Дюралюминий обозначаются буквой D, за которой следует условный номер.

Для специалиста по металлу расшифровка марок стали – простая и понятная задача.

Маркировка стали была разработана в СССР и до сих пор действует в России и странах СНГ.

Сталь

– это сплав железа и углерода, содержание которого не превышает 2,14%. Он обладает высокой пластичностью и прокатными свойствами, поэтому широко используется в промышленности, машиностроении и других отраслях промышленности.

В металлургическом производстве, где прокат отличается не только профилем, но и марками стали, маркировка каждой единицы проката давно стала непременным правилом.Расшифровка сталей позволяет сразу сделать вывод о применимости того или иного металла для той или иной технологической операции или для конкретного изделия в целом.

Маркировка наносится на торцевую поверхность каждой единицы профилей методом «горячей штамповки» в производственной линии на так называемых штамповочных машинах. Маркировка содержит: марку стали, номер плавки, клеймо производителя. Кроме того, каждая заготовка маркируется несмываемой краской в ​​комбинации цветов в соответствии с группами стали на охлаждаемых заготовках.По согласованию сторон цветовое кодирование может быть нанесено на отдельные профили в упаковке в количестве 1-3 штук в упаковке. Пакет – пачка профилей общей массой 6-10 тонн, упакованная обвязкой из катаной проволоки диаметром 6 мм в 6-8 ниток.

Легированные стали

Таблица расшифровки сталей по составу представлена ​​ниже.

Если в названии присутствует буква «СН», то в состав легирующих элементов входят редкоземельные элементы – ниобий, лантан, церий.

Церий (Ce) – влияет на прочностные характеристики и пластичность.

Лантан (La) и неодим (Ne) – снижают содержание серы и уменьшают пористость металла, что приводит к уменьшению размера зерна.

Расшифровка сталей: примеры

В качестве примера расшифровки рассмотрим обычную сталь марки 12Х18х20Т.

Цифра «12» в начале названия марки является показателем содержания углерода в данной стали, оно не превышает 0,12%. Далее идет обозначение «Х18» – значит, в стали содержится элемент хрома в количестве 18%.Аббревиатура «Н10» указывает на присутствие никеля в количестве 10%. Буква «Т» указывает на наличие титана, отсутствие цифрового выражения означает, что его меньше 1,5%. Очевидно, что квалифицированная расшифровка стали по составу сразу дает представление о ее качественных характеристиках.

Если сравнивать обозначения легированных и углеродистых сталей, становится заметной разница, указывающая на особые свойства металла, обусловленные специально введенными легирующими добавками.Расшифровка сталей и сплавов указывает на их химический состав. Основные легирующие добавки:

  • никель (Ni) – снижает химическую активность и улучшает прокаливаемость металла;
  • хром (Cr) – увеличивает предел прочности и текучести сплавов;
  • ниобий (Nb) – повышает кислотостойкость и коррозионную стойкость сварных соединений;
  • кобальт (Co) – повышает термостойкость и вязкость.

Легирование – механизм действия легирующих элементов

Расшифровать стали сложно.Материаловедение всесторонне изучает этот предмет.

Воздействие легирующих добавок в любом случае связано с искажением кристаллической решетки железа, внедрением в нее посторонних атомов другого размера.

Как легче расшифровать стали (материаловедение)? В таблице представлена ​​полезная информация.

Элемент Обозначение Chem. знак Влияние элемента на свойства металлов и сплавов
Никель N Ni

Никель придает сплавам коррозионную стойкость за счет усиления связей между узлами кристаллической решетки.Повышенная прокаливаемость таких сплавов определяет стабильность свойств на долгое время.

Хром X Cr Улучшение механических свойств – повышение прочности и предела текучести – за счет увеличения плотности кристаллической решетки
Алюминий YU Al Он подается в поток металла при разливке для раскисления, большая его часть остается в шлаке, но некоторые атомы переходят в металл и настолько искажают кристаллическую решетку, что это приводит к многократному увеличению прочностных характеристик.
Титан T Ti Применяется для повышения жаростойкости и кислотостойкости сплавов.

Положительные стороны легирования

Наиболее ярко особенности свойств проявляются после термообработки, в связи с этим все детали из такой стали проходят обработку перед использованием.

  1. Сталь и сплавы, улучшенные легированием, имеют более высокие механические свойства по сравнению с конструкционными.
  2. Добавки в сплавы помогают стабилизировать аустенит, улучшая прокаливаемость сталей.
  3. За счет уменьшения степени разложения аустенита уменьшается образование трещин упрочнения и коробление деталей.
  4. Повышена ударная вязкость, что приводит к снижению хладноломкости, а детали из легированных сталей обладают большей износостойкостью.

Отрицательные стороны

Легирование сталей наряду с положительными сторонами имеет ряд характерных недостатков.К ним относятся:

  1. Обратимая отпускная хрупкость второго рода наблюдается в изделиях из легированных сталей.
  2. Высоколегированные сплавы включают остаточный аустенит, который снижает твердость и сопротивление усталости.
  3. Склонность к образованию дендритных сегрегаций, приводящая к образованию линейных структур после прокатки или ковки. Для устранения эффекта применяется диффузионный отпуск.
  4. Такие стали склонны к образованию чешуек.

Классификация сталей

Как расшифровывается состав стали? Материалы, содержащие менее 2,5% легирующих добавок, классифицируются как низколегированные, от 2,5 до 10% считаются легированными, более 10% – высоколегированными.

  • высокоуглеродистый;
  • среднеуглеродистый;
  • низкоуглеродистый.

Химический состав определяет разделение сталей на:

Чугун

Чугун – это сплав железа и углерода с содержанием последнего выше 2.15%. Он делится на нелегированный и легированный, содержащий марганец, хром, никель и другие легирующие добавки.

Различия в структуре делят чугун на два типа: белый (имеет излом серебристо-белого цвета) и серый (излом характерного серого цвета). Форма углерода в белом чугуне – цементит. Серым цветом – графит.

Серый чугун делится на несколько разновидностей:

  • ковкий;
  • термостойкий;
  • высокая прочность;
  • термостойкий;
  • антифрикционный;
  • коррозионностойкий.

Обозначение марок чугуна

Разные марки чугуна предназначены для разных целей. Основные из них:

  1. Чугуны переделочные. Обозначаются как «П1», «П2» и предназначены для переплавки в сталеплавильном производстве; чугун с обозначением «ПЛ» используется в литейном производстве для изготовления отливок; конверсия с высоким содержанием фосфора, обозначаемая буквами «ПФ»; завод высококачественной переработки обозначается аббревиатурой «ПВК».
  2. Чугун, в котором графит имеет пластинчатую форму – «СЧ».
  3. Чугуны антифрикционные: серые – «АШС»; высокая прочность – «АЧВ»; податливый – «АЧК».
  4. Чугун с шаровидным графитом, применяемый в литейном производстве – «ВЧ».
  5. Чугун с легирующими добавками, наделенный особыми свойствами – «Ч». Легирующие элементы обозначаются буквами так же, как и для стали. Обозначение буквой «Ш» в конце названия марки чугуна указывает на сферическое состояние графита этой марки.
  6. Ковкий чугун – «КЧ».

Расшифровка сталей и чугунов

Для чугунов, называемых серыми, характерная форма графита – пластинчатая. Они обозначаются буквами MF, цифры после буквенного обозначения указывают минимальное значение предела прочности.

Пример 1: ЧС20 – чугун серый, имеет предел прочности до 200 МПа. Серым чугунам свойственны высокие литейные свойства. Он хорошо режется и обладает антифрикционными характеристиками.Изделия из серого чугуна способны хорошо гасить вибрации.

В то же время они недостаточно устойчивы к растягивающим нагрузкам, не обладают ударопрочностью.

Пример 2: ВЧ50 – чугун повышенной прочности с пределом прочности на разрыв до 500 МПа. Имея структуру в виде шаровидного графита, он имеет более высокие прочностные характеристики по сравнению с серым чугуном. Они обладают некоторой пластичностью и более высокой ударной вязкостью. Наряду с серым высокопрочным чугуном характерны хорошие литейные, антифрикционные и демпфирующие свойства.

Эти чугуны используются в производстве тяжелых деталей, таких как станины пресса или прокатные валки, коленчатые валы ДВС и т. Д.

Пример 3: КЧ45-10 – ковкий чугун с пределом прочности на разрыв до 350 МПа и допускающим относительное удлинение до 10%.

Ковкий чугун, по сравнению с серым, имеет большую прочность и пластичность. Из них изготавливают тонкостенные детали, испытывающие ударные и вибрационные нагрузки: ступицы, фланцы, картеры двигателей и станков, вилки карданных валов и т. Д.

Заключение

Широта применения металлов в промышленности требует умения быстро ориентироваться в свойствах и возможностях продуктов. Такие показатели, как эластичность, свариваемость, износостойкость, в той или иной форме возникают почти каждый день.

На протяжении многих десятилетий объем производства чугуна и стали на душу населения был одним из важнейших факторов оценки успешности государства. Успешная работа машиностроения, автомобилестроения и многих других отраслей народного хозяйства зависела от металлургии, а теперь зависит.Состояние нашего единственного верного союзника – армии и флота – зависит от наличия большого количества качественного металла. Металл служит нам в воде, под водой и в воздухе.

Сталь – это металл, в котором сочетаются различные элементы. Преобладают железо и углерод. Дополнительные компоненты (Si, P, Mn и S) добавляются в структуру такого сплава для увеличения коэффициента его физических, технологических, химических и механических характеристик. Этот металл имеет довольно большой объем производства, но при этом относительно невысокую стоимость.

Постоянное совершенствование технологии изготовления такого материала гарантирует бесперебойную работу оборудования, изготовленного из него, при высоких нагрузках.

Классификация стали

Исходя из характеристик определенных параметров, этот материал можно разделить на отдельные разновидности.

Химический состав

Здесь принято выделять 3 разновидности. Основное отличие их друг от друга – процентное соотношение в них такого вещества, как углерод (С).Таким образом, по ГОСТ 380-71 и 1050-75 насчитывается:

Первая разновидность легко может быть газовой и электросварной. Если вы увеличите уровень концентрации C в данном металле, то его прочность возрастет. Соответственно деформироваться сложнее.

Помимо перечисленных выше марок стали широко используются ее легированные версии. В этом случае состав металла дополняется Si, Mo, Ni, Cr, Mn, W, V и Ti. Это делается для того, чтобы повысить коэффициент прочности изделий из такого сплава.В зависимости от степени насыщения примесями такие марки стали подразделяют:


Химический элемент Обозначение Химический элемент Обозначение
Ниобий Nb B Бор V P
Вольфрам W V Кремний Si С
Марганец Mn G Титан Ti T
Медь Cu D Ванадий V F
Кобальт С TO Хром Cr X
Молибден Moe M Цирконий Zr C
Никель Ni N Алюминий Al YU

Назначение

По данному показателю принято выделять несколько марок стали:

  • инструментальная.Соответствует конкретному назначению выпускаемой продукции: горячая или холодная штамповка, резка или мерка. Этот вид металла широко используется при изготовлении конструкций машин;
  • конструкционный. Такая сталь широко используется для изготовления различных устройств и оборудования. Таким образом, сплав может быть цементированным, улучшенным, пружинно-пружинным или высокопрочным;
  • специального назначения. Сюда входят нержавеющая сталь, а также сплавы с повышенным уровнем прочности и жаростойкости, жаропрочная и электротехническая сталь.

Конструкция

Исходя из этого, можно выделить 2 основных типа сталей:

  • в состоянии равновесия;
  • нормализованное.

По показателям структуры сплава его можно разделить на аустенитный, цементитовый, ледебуритный, перлитный, ферритный и другие типы.

Качество изготовления

В соответствии с особенностями технологического процесса производства стали: технологичностью, структурной однородностью, химическими и физическими характеристиками, процентом насыщения состава дополнительными элементами (P и S) и газами, материал классифицируется на одна из 4 групп:

Группа сталей в зависимости от уровня качества продукции Концентрация фосфора (P),% Концентрация серы (S),%
Обычное качество ≤ 0,07 ≤ 0,06
Качественный ≤ 0,035 ≤ 0,035
Высокое качество ≤ 0,025 ≤ 0,025
Особо высокое качество ≤ 0,025 ≤ 0,015

Первую из вышеперечисленных групп также можно разделить на 3 подгруппы, которые напрямую зависят от поставок металла:

  1. «А» – в данном случае показатели фосфора и углерода завышены.Таким образом, поставка сплава данной подгруппы осуществляется по его механическим характеристикам;
  2. «Б» В отличие от «А» основную роль играет химический состав;
  3. “В”. Комбинированная подгруппа, представляющая как первый, так и второй варианты.

Скорость раскисления

Этот процесс представляет собой процедуру удаления кислорода из металла, находящегося в жидком состоянии. По этому показателю принято выделять 3 вида этого материала:

  • спокойный.В этом случае процесс осуществляется благодаря участию алюминия, кремния и марганца. Этот тип обозначается «cn»;
  • полуспокойный – звено, расположенное между первой и третьей разновидностями. Обозначение типа – «пс»;
  • кип. Этот тип стали отличается пониженным уровнем раскисления. Обозначается как «КП».

Повышение прочности металла достигается за счет его нагрева под действием максимально возможных температур.Из-за этого внешнего воздействия сталь перестает быть вязкой и пластичной. При таком условии вероятность облегченного процесса резки материала исчезает.


Ниобий
Аустенитный
марка стали Углерод% Кремний% Марганец% Фосфор% Сера% Никель% Хром%% Медь%
AISI 304 ≤ 0,08 ≤ 1,00 ≤ 2,00 ≤ 0,045 ≤ 0,030 8,00-10,50 18,00-20,00
AISI 321 ≤ 0,08 ≤ 1,00 ≤ 2,00 ≤ 0,045 ≤ 0,030 9,00-12,00 17,00-19,00 ≤ 0,7
AISI 201 ≤ 0,75 8,50-10,50 ≤ 0,060 ≤ 0,030 1,00–1,50 14,00-16,50 ≤ 2,00 ≤ 0,020
AISI 202 ≤ 0,08 ≤ 0,75 7,00-8,00 ≤ 0,060 ≤ 0,010 4,00-5,00 15,00-17,50 ≤ 1,50 ≤ 0,010
NTKD 11 ≤ 0,10 ≤ 1,00 5,50-7,50 ≤ 0,045 ≤ 0,015 3,50-5,50 17,00-18,00 1,50–3,50
Ферритный
AISI 430 ≤ 0,12 ≤ 0,75 ≤ 1,00 ≤ 0,040 ≤ 0,030 16,00-18,00
SUS 430J1L ≤ 0,025 ≤ 1,00 ≤ 1,00 ≤ 0,040 ≤ 0,030 16,00-20,00 0,30-0,80 1,0 ≤ 0,025
JYh31CT ≤ 0,015 ≤ 1,00 ≤ 1,00 ≤ 0,040 ≤ 0,030 20,00-23,00 ≤ 0,43 ≤ 0,3 ≤ 0,015
NSSC180 ≤ 0,02 ≤ 1,00 ≤ 1,00 ≤ 0,040 ≤ 0,006 ≤ 0,60 19,00–21,00 0,30-0,60 0,30-0,80 ≤ 0,025
Мартенситный
SUS 420 L 0,16-0,25 ≤ 1,00 ≤ 1,50 ≤ 0,040 ≤ 0,010 12,00-14,00
SUS 420 J2 0,36-0,42 ≤ 1,00 ≤ 1,00 ≤ 0,040 ≤ 0,010 12,50-14,50

Маркировка марок стали по международным стандартам

В некоторых странах принято использовать собственные правила нанесения маркировки на сталь.

Система, применяемая на территории Российской Федерации

Каждая отдельная группа вышеперечисленных материалов имеет свое собственное сокращенное обозначение:

  1. Обычное качество. Стали данной группы прописываются буквами «Ст», к которым добавляется номер ее маркировки (0-6), соответствующей механическим и химическим характеристикам заявленного сплава. Чем выше коэффициент прочности и процентное содержание C в металле, тем больше указывается соответствующий показатель.Обозначение символа «G» после маркировки указывает на повышенное присутствие примесей марганца в этом сплаве. Обычно перед номером маркировки прописывается соответствующая группа, за исключением «А». В окончание цифрового обозначения бренда добавляется категория качества материала. Категория 1 не отображается. Пример: Ст1кп2 – поставки данной углеродистой стали обычного уровня качества осуществляются по ее механическим характеристикам. Кипящий, маркировка прочности – 1, сплав относится ко второй категории группы А.
  2. Стали качественные. В первую очередь указывается маркировка, отображающая его процентную насыщенность углеродом. В случаях, когда этот показатель не превышает порог в 0,65%, последние 2 цифры после десятичной точки процентного значения берутся для обозначения его марки («05кп» – высококачественная кипящая углеродистая сталь, с содержанием углерода 0,05%). В случае, когда сталь относится к промышленной группе (символ «Y»), для обозначения содержания C в этом металле берут указанную после десятичной точки десятую часть («У7» – сталь инструментальная, спокойная, качественная. , углеродистые.В его составе – 0,7% углерода). Легирующие компоненты металла прописываются русскими буквами. В случае, когда требуется указать их процентное соотношение, после него пишется требуемая цифра. Если его нет, то принято считать, что легированный элемент в составе стали варьируется в пределах 0,8-1,5% (за исключением бора, молибдена и ванадия). Пример: «14Г2» – спокойная, качественная, низколегированная сталь. Он содержит 14% C и менее 2% марганца.

Стали высокого и сверхвысокого качества. Их маркировка проводится по той же аналогии с предыдущей группой. Единственное отличие состоит в том, что в его конце для качественного сплава прописывается символ «А» (свидетельствующий о наличии соединения азота в стали), а для металла особо высокого качества – «Ш». Пример: «У8А» – высококачественная углеродистая инструментальная сталь с содержанием углерода 0,8%.

Маркировка других марок сталей

Осуществляется следующим образом: сплавам шарикоподшипников

  • присваивается символ «ШХ», после которого прописываются десятые доли процента хрома;
  • Автоматизированные стали маркируются буквой «А», обозначающей сотые доли углерода;
  • высокоскоростной.Их обозначение в виде символа «П» с соответствующей цифрой (с точностью до целого) содержания примесей вольфрама в этом металле;
  • нелегированные стали конструкционной группы, применяемые для создания емкостей, способных выдерживать повышенный уровень давления, согласно ГОСТ 5520-79, имеют обозначение «К»;
  • в цифровом обозначении легированной конструкционной стали принято отображать количество химической добавки в ней. Это число не будет указано, если содержание таких примесей не превышает 1.5%. Буквенные символы – «А», «W».
  • «Л» – стальное литье;
  • «С» – сталь конструкционная.

Обозначение стали в других странах

В США используются различные методы маркировки стальных сплавов: ASME, AWS, ACJ, ASTM, AJS, ANSI, AMS, SAE и AISI. Последняя из перечисленных систем также распространяется на территорию Европы. Обозначает нержавеющие стали. В соответствии с AISI сплав маркируется тремя цифрами (за редким исключением после них пишутся буквенные символы).1-й – класс металла, а следующие два – порядковая нумерация материала в определенной группе. Причем если вместо первой цифры написано 2 или 3, то это сталь аустенитного типа, а если – 4, то мартенситный или ферритный. Буквенные символы могут означать следующее:

  • «F» – высокий уровень концентрации примесей S и P;
  • «N» – указывает на наличие N;
  • «S» – содержание углерода не более 0,08%;
  • «LN» – минимальная концентрация углерода с добавлением азота;
  • «Se», «Cu», «B» – обозначение указывает на наличие в металле селена, меди или кремния;
  • «Л» – массовая доля С не превышает 0.03%.

EN также считается европейской системой обозначений стали. Его главное отличие от российской маркировки состоит в том, что сначала идет перечисление всех легирующих элементов, а затем указывается их массовая доля в цифрах. 1-я цифра – сотые доли процента углерода в стали. Иногда перед ним указывается символ «X», указывающий на то, что в металле сосредоточено более 5% хотя бы одного легирующего компонента.

Для Японии характерно обозначение группы стали в виде буквенных знаков, а в виде цифр – порядкового номера в определенной группе с ее параметрами.

Сложности часто возникают из-за отсутствия на рынке единой системы обозначений стали. Существует общедоступная таблица, которая поможет вам легко сравнить маркировку разных стран.

Разновидности и обозначение чугуна

Этот материал представляет собой соединение C и Fe, а содержание первого элемента превышает 2,14%. Для чугуна характерно наличие элементов в виде примесей, абсолютно идентичных содержащимся в составе стали.

Разделение этого металла на виды производится с учетом состояния присутствующего в нем углерода:


Чугун, помимо буквенных обозначений, обозначается двумя цифрами, характеризующими минимальную прочность на разрыв δw при растяжении в МПа – 10.

Понятие «марка стали» знакомо любому специалисту по металлу. Расшифровка маркировки стальных сплавов дает возможность получить представление об их химическом составе и физических характеристиках.Разобраться в этой маркировке, несмотря на ее кажущуюся сложность, довольно просто – важно лишь знать, по какому принципу она составлена.

Сплав обозначается буквами и цифрами, по которым можно точно определить, какие химические элементы он содержит и в каком количестве. Зная это, а также то, как каждый из этих элементов может повлиять на готовый сплав, можно с большой долей вероятности определить, какие технические характеристики характерны для той или иной марки стали.

Виды сталей и особенности их маркировки

Сталь

– это сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в нем не более 2,14%. Углерод придает твердость сплаву, но слишком много углерода делает металл слишком хрупким.

Одним из важнейших параметров, по которому сталь делится на разные классы, является химический состав. Среди сталей по этому критерию выделяют легированные и углеродистые, последние подразделяются на низкоуглеродистые (углеродистые до 0.25%), средний (0,25–0,6%) и высокоуглеродистый (содержат более 0,6% углерода).

Включая в сталь легирующие элементы, можно придать ей требуемые характеристики. Таким образом, комбинируя тип и количественное содержание добавок, можно получить марки с улучшенными механическими свойствами, коррозионной стойкостью, магнитными и электрическими характеристиками. Конечно, можно улучшить характеристики сталей с помощью термической обработки, но легирующие добавки позволяют сделать это более эффективно.

По количественному составу легирующих элементов различают низколегированные, средне- и высоколегированные сплавы. В первых легирующих элементах не более 2,5%, в среднелегированных – 2,5-10%, в высоколегированных – более 10%.

Классификация сталей проводится по их назначению. Итак, существуют инструментальные и конструкционные типы, марки, отличающиеся особыми физическими свойствами. Типы инструментов используются для производства штамповочного, измерительного и режущего инструмента, конструкционные – для производства изделий, применяемых в строительстве и машиностроении.Сплавы с особыми физическими свойствами (также называемые прецизионными сплавами) используются для изготовления изделий, которые должны иметь особые характеристики (магнитные, прочностные и т. Д.).

Стали также отличаются друг от друга своими особыми химическими свойствами. К сплавам этой группы относятся нержавеющие, окалиноустойчивые, жаропрочные и др. Что типично, они могут быть коррозионно-стойкими и относиться к разным категориям.

В состав стали помимо полезных элементов входят и вредные примеси, главными из которых являются сера и фосфор.Также он содержит газы в несвязанном состоянии (кислород и азот), что отрицательно сказывается на его характеристиках.

Если рассматривать основные вредные примеси, то фосфор увеличивает хрупкость сплава, что особенно ярко проявляется при низких температурах (так называемая хладноломкость), а сера вызывает трещины в нагретом до высокой температуры металле (красная хрупкость). . Фосфор, помимо прочего, значительно снижает пластичность нагретого металла. По количественному содержанию этих двух элементов стали обыкновенного качества (не более 0.06-0,07% серы и фосфора), качественные (до 0,035%), качественные (до 0,025%) и особо качественные (сера – до 0,015%, фосфор – до 0,02%).

Маркировка стали

также указывает на степень удаления кислорода из состава. По степени раскисления различают стали:

  • спокойного типа, обозначается буквенным сочетанием «СП»;
  • полу-спокойный – «ПС»;
  • кипячение – «КП».

Что означает маркировка сталей?

Расшифровать торговую марку стало достаточно просто, достаточно владеть определенной информацией.Конструкционные стали обыкновенного качества, не содержащие легирующих элементов, обозначаются буквенным сочетанием «Ст». По цифре, следующей за буквами в названии бренда, можно определить, сколько углерода содержится в таком сплаве (в десятых долях процента). За цифрами могут следовать буквы «КП»: по ним становится понятно, что этот сплав не полностью прошел процесс раскисления в печи, соответственно он относится к разряду кипящих. Если в названии бренда таких букв нет, то сталь соответствует разряду спокойствия.

Структурный, относящийся к категории качества, имеет в своем обозначении два числа, по ним определяется среднее содержание углерода в нем (рассчитывается в сотых долях процента).

Прежде чем переходить к рассмотрению марок тех сталей, в состав которых входят легирующие добавки, следует понять, как обозначаются эти добавки. Маркировка легированной стали может включать следующие буквенные обозначения:

Обозначение сталей с легирующими элементами

Как упоминалось выше, классификация сталей с легирующими элементами включает несколько категорий.Маркировка легированных сталей оформляется по определенным правилам, знание которых позволяет легко определить категорию того или иного сплава и основную область его применения. В начальной части названий таких марок стоят цифры (два или один), указывающие на содержание углерода. Две цифры указывают на его среднее содержание в сплаве в сотых долях процента, а одна – в десятых. Также существуют стали, у которых в начале названия марки нет номера. Это означает, что содержание углерода в этих сплавах находится в пределах 1%.

Буквы, которые видны за первыми цифрами названия марки, указывают на то, из чего состоит этот сплав. Буквы, дающие информацию о конкретном элементе в его составе, могут сопровождаться или не сопровождаться числами. Если есть цифра, то она определяет (в целых процентах) среднее содержание элемента, обозначенного буквой, в составе сплава, а если цифра отсутствует, то этот элемент содержится в пределах от 1 до 1,5%.

В конце маркировки некоторых марок сталей может стоять буква «А».Это говорит о том, что у нас качественная сталь. Эти марки могут включать углеродистые стали и сплавы с легирующими добавками в их состав. Согласно классификации, к этой категории сталей относятся те, в которых содержание серы и фосфора не превышает 0,03%.

Примеры маркировки различных марок сталей

Определение марки стали и отнесение сплава к определенному типу – задача, которая не должна вызвать проблем у специалиста. Не всегда под рукой есть таблица, в которой дана расшифровка торговых марок, но приведенные ниже примеры помогут разобраться.

Конструкционные стали, не содержащие легирующих элементов, обозначаются буквенным сочетанием «Ст». Следующие ниже числа – это содержание углерода в сотых долях процента. Несколько иначе маркируются низколегированные конструкционные стали. Например, сталь марки 09Г2С содержит 0,09% углерода, а легирующие добавки (марганец, кремний и др.) – в пределах 2,5%. 10ХСНД и 15ХСНД, очень похожие по маркировке, отличаются разным количеством углерода, причем доля каждого легирующего элемента в них составляет не более 1%.Поэтому после букв, обозначающих каждый легирующий элемент в таком сплаве, нет цифр.

20Х, 30Х, 40Х и др. – так маркируются конструкционные легированные стали, преобладающим легирующим элементом в них является хром. Цифра в начале такой марки – это содержание углерода в рассматриваемом сплаве, исчисляемое сотыми долями процента. Буквенное обозначение каждого легирующего элемента может сопровождаться числом, определяющим его количественное содержание в сплаве.Если его нет, то указанного элемента в стали содержится не более 1,5%.

Можно рассмотреть пример обозначения хромо-кремний-марганцевой стали 30ХГСА. Он, согласно маркировке, состоит из углерода (0,3%), марганца, кремния и хрома. Каждый из этих элементов содержится в нем в пределах 0,8-1,1%.

Как расшифровать маркировку сталей?

Чтобы расшифровка обозначения различных марок сталей не вызывала затруднений, следует хорошо знать, что они из себя представляют.Некоторые категории сталей имеют особую маркировку. Их принято обозначать определенными буквами, что дает возможность сразу понять как назначение рассматриваемого металла, так и его примерный состав. Давайте рассмотрим некоторые из этих брендов и разберемся с их обозначением.

Конструкционные стали, специально разработанные для изготовления подшипников, можно узнать по букве «Ш», эта буква ставится в самом начале их маркировки.После названия торговой марки следует буквенное обозначение соответствующих легирующих добавок, а также числа, по которым узнается количественное содержание этих добавок. Так, в сталях марок ШХ5 и ШХ25, помимо железа с углеродом, хром содержится в количестве 0,4 и 1,5% соответственно.

Буква «К», стоящая после первых цифр в названии марки, обозначающая количественное содержание углерода, обозначает конструкционные нелегированные стали, используемые для производства сосудов и паровых котлов, работающих под высоким давлением (20К, 22К и т. Д. .).

Качественные легированные стали с улучшенными литейными свойствами можно узнать по букве «L» в самом конце маркировки (35ХМЛ, 40ХЛ и др.).

Определенную трудность, если не знать специфики маркировки, может вызвать расшифровка марок конструкционной стали. Сплавы этой категории обозначаются буквой «С», которая ставится в самом начале. Цифры, следующие за ним, указывают минимальный предел текучести. Такие марки также используют дополнительные буквенные обозначения:

.
  • литер Т – прокат термоупрочненный;
  • буква К – сталь, характеризующаяся повышенной коррозионной стойкостью;
  • буква Д – сплав, характеризующийся повышенным содержанием меди (С345Т, С390К и др.).

Стали нелегированные, относящиеся к категории инструментальных сталей, обозначаются буквой «U», она проставляется в начале их маркировки. Число после этой буквы обозначает количественное содержание углерода в рассматриваемом сплаве. Стали этой категории могут быть качественными и качественными (их можно обозначить буквой «А», она проставляется в конце наименования марки). В их маркировке может присутствовать буква «G», что означает повышенное содержание марганца (U7, U8, U8A, U8GA и др.)).

Маркировка тех сталей, которые входят в категорию быстроходных, начинается с буквы «П», за которой следуют цифры, обозначающие количественное содержание вольфрама. В остальном марки таких сплавов называют по общепринятому принципу: буквы, обозначающие элемент, и, соответственно, числа, отражающие его количественное содержание. В обозначении таких сталей не указывается хром, так как его стандартное содержание в них составляет около 4%, а также углерод, количество которого пропорционально содержанию ванадия.Если количество ванадия превышает 2,5%, то его буквенное обозначение и количественное содержание проставляют в самом конце маркировки (Z9, P18, P6M5F3 и др.).

Нелегированные стали, относящиеся к категории электрических (их также часто называют чистым техническим железом), маркируются особым образом. Низкое электрическое сопротивление таких металлов обеспечивается за счет того, что в их составе минимальное содержание углерода менее 0,04%. В обозначении марок таких сталей нет букв, только цифры: 10880, 20880 и т. Д.Первая цифра указывает на классификацию по типу обработки: горячекатаная или кованая – 1, калиброванная – 2. Вторая цифра связана с категорией коэффициента старения: 0 – нестандартизированный, 1 – стандартизованный. Третья цифра указывает на группу, к которой относится данная сталь по нормированным характеристикам, принятым за основную. По четвертой и пятой цифрам определяется значение самой нормируемой характеристики.

Принципы, по которым осуществляется обозначение стальных сплавов, были разработаны еще в советское время, но по сей день успешно используются не только в России, но и в странах СНГ.Имея информацию о конкретной марке стали, можно не только определить ее химический состав, но и эффективно подобрать металлы с требуемыми характеристиками.

адаптивного декодирования для интерфейсов мозг-машина посредством обновления байесовских параметров | Neural Computation

Интерфейсы мозг-машина (ИМТ) преобразуют активность нейронов, записанную в двигательных областях мозга, в движения внешних исполнительных механизмов. Представление движений популяциями нейронов меняется со временем как во время произвольных движений конечностей, так и во время движений, контролируемых с помощью ИМТ, из-за моторного обучения, пластичности нейронов и нестабильности в записях.Чтобы обеспечить точную работу ИМТ в течение длительного периода времени, декодеры ИМТ должны адаптироваться к этим изменениям. Мы предлагаем метод самообучения байесовской регрессии для обновления параметров декодера фильтров Калмана без запаха. Эта новая парадигма использует выходные данные декодера для периодического обновления модели настройки нейронов в байесовской линейной регрессии. Мы используем две ранее известные статистические формулировки байесовской линейной регрессии: совместную формулировку, которая позволяет быстрый и точный вывод, и факторизованную формулировку, которая допускает добавление и временное исключение нейронов из обновлений, но требует приблизительного вариационного вывода.Чтобы оценить эти методы, мы провели автономные реконструкции и эксперименты с обратной связью с макаками-резусами, имплантированными кортикально с помощью электродов из микропровода. Автономные реконструкции использовали данные, записанные в областях M1, S1, PMd, SMA и PP трех обезьян, когда они управляли курсором с помощью ручного джойстика. Самообучающиеся обновления байесовской регрессии значительно повысили точность автономных реконструкций по сравнению с тем же декодером без обновлений. Мы провели 11 сеансов экспериментов в режиме реального времени с обратной связью с обезьяной, имплантированной в области M1 и S1.Эти занятия длились 29 дней. Обезьяна управляла курсором с помощью декодера с обновлениями и без них. Обновления поддерживали точность управления и не требовали информации о движениях рук обезьяны, предположений о желаемых движениях или знания о предполагаемых целях движения в качестве обучающих сигналов. Эти результаты показывают, что самообучение методом байесовской регрессии может поддерживать точность контроля ИМТ в течение длительных периодов времени, делая клиническое нейропротезирование более жизнеспособным.

Расшифровка цыганских аккордов Django – Apr.’19 Ex. 3

С его вездесущей ковбойской шляпой и излучающей усатую ухмылку трудно не поддаться охваченному скептицизмом энтузиазму Формана по поводу этого вопроса. Он размышлял над этой идеей с мая 2020 года, когда он купил Gibson ES-350, принадлежавший его наставнику, единственному и неповторимому Барни Кесселю. «Инструменты могут рассказывать истории », – проповедует Форман. «Инструменты могут объединять поколения и объединять людей. В этом суть нашей души.”

Если у какой гитары есть душа, так это гитара Кесселя. Несмотря на популярные – и великолепно оснащенные – фирменные модели, которые когда-то предлагались Gibson, Kay и Airline, он придерживался своего любимого ES-350, играя на нем почти исключительно на сцене и в студии. В одном коротком видео на YouTube «Барни Кессель говорит о своей гитаре» (отрывок из DVD Барни Кессель: Rare Performances 1962-1991 ) он кратко рассказывает о том, что делает его ES-350 таким особенным, указывая на «высокие качества». -качество »кобальта и меди в звукоснимателе Charlie Christian 1939 года, подчеркивая его бридж, который, по его словам, был сделан на заказ« в соответствии с принципами прекрасного скрипичного бриджа », и восхваляя исключительность сменных ручек, которые он снял с проигрывателя.За кадром интервьюер спрашивает Кесселя, что он чувствует, когда играет на этой гитаре, и тот отвечает: «Довольно близко к небесам».

Карьера Кесселя была не чем иным, как легендой. В дополнение к его обширной и образцовой работе на переднем крае джазового мира, где он продвигал технические ожидания и словарный запас инструмента, его членство в Wrecking Crew заставило его записывать бесчисленные поп-хиты и саундтреки к фильмам, что сделало его одним из самых записанные гитаристы всех времен.Учитывая его близкую привязанность к своему ES-350, вероятно, не будет преувеличением сказать, что звук этой самой гитары встроен в наше коллективное сознание, что делает его настоящим сокровищем.

Но для Формана ES-350 – это гораздо больше. Это живой артефакт его наставника.

«Барни был действительно забавным. У него было отличное чувство юмора, как и у Рэя и Шелли. Они могли бы быть комиками в стиле стендап.

Надев перчатки

Отношения Формана и Кесселя восходят к середине 1970-х годов.Гитарист, родившийся в Техасе, был одержим джазом подростком, что, по его словам, сделало его чем-то вроде «мистера Мистера». Магу », когда его семья переехала в Сан-Франциско, где его не интересовала процветающая рок-н-ролльная культура города. Скорее, он достаточно часто посещал джазовые концерты и семинары, чтобы Кессель обратил на это внимание. В конце концов Форман смог произвести впечатление на старшего гитариста своей игрой, и к 1978 году Кессель нанял молодого преданного, которому было всего 21 или 22 года.

«Первое официальное выступление, на которое меня наняли играть с ним, было в Сан-Франциско», – объясняет он.«Мы играли дуэтом, потом мы оба играли соло, затем была ритм-секция, поэтому каждый играл мелодию трио. Затем он выбрал меня, чтобы отправиться с ним в турне по Европе с признанным мастером и начинающим молодым парнем – это было большим событием в 70-х и 80-х годах ».

Кессель выбрал Формана не только потому, что он был молодым талантом, которого он хотел поддержать. Он искал спарринг-партнера, и Форман показал себя достойным противником. «Когда с ним играешь, это похоже на схватку на ножах.Он здесь, чтобы соревноваться в беспощадной манере, – говорит Форман. «Он хочет победить, хотя ценит тебя, когда ты играешь отлично. Он не хочет, чтобы вы играли плохо, но он хочет довести это до предела своих возможностей ». Форман настаивает, что он оказался на высоте, и говорит: «Это было нелегко для него, и я получил его пару раз. Я знал, что мы делаем, и я был рядом с этим. Думаю, ему это нравилось во мне так же сильно, как он мог ненавидеть меня пару мгновений в середине этого разговора ».

TIDBIT: Хотя Форман и компания хотели бы работать в студии, где победители опроса записывали свои альбомы, здание Contemporary Records в Лос-Анджелесе больше не существует.Вместо этого они выбрали Flat V Studio гитариста / продюсера Джоша Смита в Сан-Фернандо-Вэлли и нашли фотографии исходных сессий, чтобы приблизиться к технике микрофона.

Эти двое оставались близкими, пока карьера Формана процветала. Вскоре он играл вместе с другими легендами джаза, такими как Диззи Гиллеспи, Рэй Браун, Оскар Петерсон, Фредди Хаббард, Бобби Хатчерсон и Шелли Манн, одновременно создав обширную дискографию, в которую вошли релизы на лейблах Muse и Concord.Он также стал преданным педагогом, работая профессором в музыкальной школе Торнтона Университета Южной Калифорнии, где он стал наставником для бесчисленных студентов, в первую очередь для гитаристки Молли Миллер.

В 1992 году Кессель, родившийся в 1923 году, перенес инсульт, из-за которого он не мог играть. Форман говорит, что навещал бы его и его жену Филлис в их доме в Сан-Диего и играл для них на ES-350. «Филлис расскажет об этом. Не знаю, действительно ли Барни хотел, чтобы я играл для него, – вспоминает он.«У него был инсульт, и его эмоции было трудно разобрать. Она действительно хотела это услышать, и она хотела, чтобы я убедился, что он не развалится, сидя в футляре ».

После смерти Кесселя в 2004 году Форман продолжал посещать Филлис и ES-350. Это был один из таких случаев, когда он решил воздать должное своему наставнику. «У меня была идея, что мы должны снова навестить победителей опроса с этой гитарой», – объясняет он.

«Когда с ним играешь, это похоже на схватку на ножах. Он здесь, чтобы соревноваться в очень жесткой манере.”

Тогда было трое

В 1957 году Кессель, басист Рэй Браун и барабанщик Шелли Манн были на вершине своих достижений и возглавили джазовые опросы, опубликованные в журналах DownBeat , Playboy и Metronome . Уверенно приняв название группы «Победители опроса», трио записало для Contemporary Records серию из пяти альбомов, первые четыре из которых – The Poll Winners, , Ride Again! , Три победителя опроса и Победители опроса – появились между 1957 и 1960 годами и способствовали популяризации инструментов джаз-трио гитары / баса / барабана.

«Мы должны осознать, что эти записи сокрушили Землю», – с энтузиазмом говорит Форман. «До этого, возможно, было несколько гитарных / басовых / ударных групп, но не то, о которых я знаю в истории джаза. Гитара играла в группе с несколькими гитарами, как Джанго или Джордж Барнс, или это было трио в стиле вибрации и баса, как Ред Норво и Бенни Гудман, или они играли на пианино, как Оскар Петерсон или Нат Коул или Ахмад Джамал. Гитара / бас / барабаны … наш инструмент еще не достиг такого уровня ответственности и зрелости в джазе.”

Суть концепции Формана для записи трибьюта заключалась в том, что на инструментах трех победителей опроса играли их протеже, все из которых были друзьями и соавторами. «У Джона Клейтона, протеже Рэя Брауна, есть бас Рэя. Я знал, что на Monterey Jazz Festival был набор ударных Шелли, и я знал парня в Портленде, у которого был набор ударных Шелли, и Джеффа Гамильтона, он приехал в Лос-Анджелес, потому что Шелли привел его на место [вместо него] в Лос-Анджелесская четверка. И я играл в трио с Рэем и Джеффом.”

Bruce Forman’s Gear

Трио, записавшее Reunion! , слева направо: ES-350 Брюса Формана и Кесселя, барабанщик Джефф Гамильтон и басист Джон Клейтон.

Гитары

  • 1946 Gibson ES-350, ранее принадлежавшие Барни Кесселю и модифицированные им
Струны и медиаторы

  • D’Addario Chromes с плоской обмоткой (0,014 – .018 – .026w – .035 – .045–. 056)
  • Зубцы Dunlop Primetone 1.0 мм

Ампер

  • Gibson BR-3
  • Henriksen Bud TEN
  • Morgan JS12 Подпись Джоша Смита

Но этот трибьют-проект потребовал большой услуги от Филлис Кессель, так как Форман фактически не владел гитарой своего наставника.«Она сказала:« Боже, это здорово », но когда она поняла, что мне нужно взять гитару и поиграть на ней какое-то время, и, вероятно, настроить ее, это было уже не круто. Она хотела, чтобы он полностью принадлежал ей ».

В конце концов, Филлис решила продать ES-350, и Форман предложил аукционный дом, который проводил продажу. «Мы оба считали это чрезвычайно ценным. Я не хотел иметь с этим ничего общего, потому что не доверял себе. Кто знает, как это могло омрачить мое мнение о том, чтобы получить для нее самое лучшее », – объясняет он.Но в 2018 году гитара была продана за небольшую часть того, что они ожидали, ее купил «парень из Оклахомы, который любил Чарли Кристиана», как и Кессель.

Форман и покупатель вскоре стали друзьями по электронной почте, разделив свою привязанность к музыке Кесселя. Но между поддержанием регулярного графика выступлений и его преподавательской работой в Университете Южной Калифорнии у Формана есть полная тарелка, поэтому он отказался от идеи дани победителям опроса.

«Мы должны понять, что эти записи сокрушили Землю».

Визит призрака

Все в этом проекте изменилось в апреле 2021 года, когда Форман клянется, что его посетили извне: «Я играл в джазовом центре Kuumbwa в Санта-Крус, и я еду туда и Клянусь Богом, я не чушь собачью чушь, был момент, когда он [Кессель] сидел рядом со мной.Я не мог его видеть – это не была галлюцинация. Я просто чувствовал его присутствие. Я даже чувствовал запах его лака после бритья. Он носил такое странное дерьмо с одеколоном. Всю поездку я думаю о Барни. Я не могу избавиться от этого – даже не хотел слушать музыку, потому что слишком глубоко погрузился во все эти воспоминания. Я прихожу в клуб и понимаю, что играл здесь с Барни около 35 лет назад, но тем временем я играл в этом клубе десятки и десятки раз, и я ни разу не подумал о Барни.

«Я захожу в клуб и все еще не могу встряхнуть Барни.Он просто там. Итак, я отправил электронное письмо парню, у которого была гитара, и сказал: «У меня тяжелые воспоминания о Барни Кесселе. Я в клубе, в который мы играли много лет назад. Надеюсь, ты ладишь с гитарой. Если ты когда-нибудь захочешь отпустить это, дай мне, пожалуйста, первую трещину ». Это все, что я сказал.

Хотя усилители Kessel ES-350 и Gibson BR-3 имеют множество следов износа, на Reunion они звучат как никогда живо!

Фото Патрика Трегензы

«Подошел и сыграл мой сет, вернулся, просмотрел мои электронные письма, и я получил от него электронное письмо, и он сказал:« Брюс, это прекрасно, что ты связался со мной сейчас.Я просто решил, что, наверное, мне лучше продать гитару. Я не хочу оставлять это жене или детям. Это слишком странно, чтобы доверить это кому-то другому. Причина, по которой я купил его, заключалась прежде всего в том, чтобы не допустить, чтобы он попал в руки коллекционера, который изъял бы его из обращения. Так что я бы очень хотел, чтобы кто-то вроде тебя имел связь с Барни. Если вы просто дадите мне то, что я заплатил за это, если вы придете и получите это, и если вы дадите мне урок игры на гитаре, вы сможете это получить.’”

Две недели спустя Форман отправился в Колорадо за гитарой. Вернувшись домой, Форман снял собственное видео с гитарой Барни (которое можно найти на странице проекта Reunion! на Kickstarter). По мере того, как он рассматривает детали гитары, мы внимательно рассматриваем более мелкие детали и видим, как она менялась с течением времени. На протяжении многих лет Кессель вносил значительные изменения в инструмент, от замены грифа и тюнеров до окраски грифа в черный цвет, когда он «пошел войной на Гибсона».«Трапеция заржавела, как и слишком большая сменная пластина гнезда, которая может поддерживать сильно потрескавшиеся стороны гитары. Услышав, как Форман играет, ES-350 жив, как всегда. Это яркий и отзывчивый инструмент, и всегда улыбающийся гитарист, кажется, подходит к каждой ноте и аккорду с чистой радостью. (Есть много свидетельств и в Instagram Формана, где он документирует свой «первый припев дня».)

«Был момент, когда он [Кессель] сидел рядом со мной.Я не мог его видеть – это не была галлюцинация. Я просто чувствовал его присутствие ».]

Воссоединение! Сессии

К лету Форман, Джон Клейтон и Джефф Гамильтон направились в Flat V Studio гитариста Джоша Смита с инструментами своего наставника. Форман даже принес усилитель Кесселя Gibson BR-3, который ему подарил друг (хотя он также использовал Henriksen Bud TEN и Morgan JS12). Они хотели отдать дань уважения альбомам победителей опроса, но не переработать их.«Это дань уважения, но не дань уважения в том виде, в каком большинство людей отдают дань уважения. Это больше похоже на то, как дети собираются вместе, играя на инструментах своих родителей, – говорит Форман.

Вместо того, чтобы идти самым очевидным путем и перекрывать мелодии из оригинальных альбомов, трио искало более личный способ вызвать своих наставников. В аранжировке «This Is New» Курта Вайля Форман использует в качестве повторяющегося мотива вводную фигуру, которую Кессель сыграл в «Cry Me a River», которую он записал с вокалисткой Джули Лондон.Форман говорит, что это, “наверное, самое известное из его поступков”. Его «Мелодия Барни» – это оригинал, основанный на джазовом стандарте «Мелодия Берни», где он использует скользящие гармонизированные трети, чтобы напомнить стиль Кесселя. Единственная запись о Воссоединении ! , который также появился в The Poll Winners , – это джазовый стандарт «На улице зеленых дельфинов». Но даже в этом треке Форман использует другой подход, привнося в него ощущение когда-то вездесущей гитарной композиции «Malagueña».

На футляре гитары Кесселя до сих пор сохранилась написанная от руки багажная бирка его бывшего владельца.

Фото Патрика Трегензы

«Барни был действительно забавным. У него было отличное чувство юмора, как и у Рэя и Шелли, – смеется Форман. «Они могли быть стендап-комиками. И много раз в музыке они делают глупое, забавное дерьмо [вроде того], это было действительно круто ».

В то время как непринужденное и игривое чувство победителей опроса всегда является частью музыки на Reunion! , Личность и музыкальный голос Формана играют важнейшую роль.Он пылкий исполнитель, чьи ловкие, энергичные аккорды заставляют песни звучать в свинговом стиле, в то время как его пикантные мелодические линии разлетаются с грифа. Как и Кессель, он играет интуитивно с ощутимым чувством восторженного ликования. И хотя Кессель, очевидно, имеет огромное влияние, игра Формана также показывает любовь к его фаворитам, Чарли Паркеру и графу Бейси. Однако на этом этапе своей долгой карьеры он в основном звучит как он сам. Слышно, как он играет на оборудовании Кесселя, тон ES-350 так хорошо сочетается с его стилем, что кажется, что это имеет смысл.

». Как говорит Форман, это то, что Барни знал все эти годы назад:« В один из первых дней одного из первых туров [с Кесселем] он сказал: «Вы когда-нибудь задумывались, почему я выбрал вас?» И я сказал “да.” Я мог бы назвать четырех или пяти парней, которых я ожидал, что он выберет. Он сказал: «Я выбрал тебя, потому что ты играешь так, как играю я, но ты не похож на меня». Что, понимаешь, непонятно? » он смеется. «Но я понял – он прав».

YouTube It!

Послушайте гитару Барни Кесселя в руках Брюса Формана, живите в студии во время создания Reunion! Трио мастерски управляет мелодией «Feel the Barn» с динамичным, колеблющимся взаимодействием, во главе с ярким, ясным тоном и подходом Формана к импровизации и гармонии, основанным на мелодии.

Красочный язык: расшифровка разметки, нанесенной распылением на городских улицах

В 1976 году строители случайно врезались в нефтепровод, проходящий под улицами Калвер-Сити, Калифорния, что привело к фатальному взрыву, который практически сровнял половину городского квартала. Это не первая или последняя авария подобного рода, но она помогла катализировать систематизацию важнейших цветных обозначений служебных помещений – загадочных тегов, которые выглядят как бессмыслица или секретный код, пока вы не начнете их расшифровывать.

В то роковое 15 июня рабочие раскапывали Венецианский бульвар, чтобы расширить дорогу, когда случилась катастрофа. Газ под давлением из разорванной линии воспламенился, превратившись в огненный шар, и дым поднялся на сотни футов в воздух. Пламя охватило предприятия и жилые дома вдоль квартала, в результате чего десятки людей погибли и получили ранения. Три месяца спустя в штате была создана система DigAlert, с которой подрядчики и граждане могли связываться при планировании подземных раскопок, чтобы избежать бедствий в будущем.

Отслеживать рабочие зоны и то, что находится под землей, может быть непросто, поэтому такие организации, как DigAlert, предписывают использовать белый цвет (краска, мел, мука или флажки) для обозначения строительных зон, а также единообразные цветовые коды, разработанные Американской ассоциацией общественных работ (APWA). ) для временной разметки подземных коммуникаций. Эти «безопасные цвета» были формализованы Американским институтом стандартов (ANSI) как безопасный цветовой код Z535.

  • Красный: линии электропередачи, кабели, кабелепроводы и осветительные кабели
  • Оранжевый: телекоммуникационные, сигнальные или сигнальные линии, кабели или кабелепровод
  • Желтый: природный газ, нефть, пар, нефть или другие легковоспламеняющиеся вещества
  • Зеленый: канализация и дренажные линии
  • Синий: питьевая вода
  • Пурпурный: линии оборотной воды, ирригации и навозной жижи
  • Розовый: временная разметка для осмотра, неизвестные / неопознанные объекты
  • Белый: предлагаемые пределы или маршруты раскопок

Эти цвета охватывают общие категории невидимых опасностей, которые рабочие должны учитывать, но они являются лишь частью уравнения.Обозначения также необходимы для отслеживания местоположения, ширины и глубины трубопроводов, кабелей и труб и идентификации соответствующей коммунальной компании. Соответственно, Common Ground Alliance поддерживает набор руководящих указаний по разграничению полей средств оператора, чтобы указать, где и как отмечать объекты стрелками, числами и символами.

Ставки высоки для подземных земляных работ и строительных проектов. Небрежное копание может стать причиной чего угодно – от серьезного отключения электроэнергии до откачки газа (или того хуже).Попадание в водопроводную магистраль также может вызвать локальное наводнение или потребовать рекомендации по кипячению воды. В США, благодаря Закону о повышении безопасности трубопроводов 2002 года, большинство муниципалитетов требует, чтобы люди звонили перед тем, как начать копать. Коммунальные предприятия вышлют людей, чтобы они отметили подземные опасности. Другие страны также разработали различные подобные системы, чтобы избежать несчастных случаев.

Расшифровка служебных кодов по всему миру

В некоторых местах, например в Шотландии, экскаваторы предлагают подробные карты коммунальных сетей, но в остальной части Великобритании, например, люди сами по себе, когда дело доходит до поиска и избегания препятствий.Таким образом, многие полагаются на CATs (средства защиты от кабелей) для выявления опасностей. Что касается металлических труб и кабелей, то электромагнитное оборудование может помочь рабочим «видеть» под поверхностью. Для пластиковых или бетонных трубопроводов применяется георадар.

Используемый инструмент локатора утилит, изображение Macs4life (CC BY-SA 3.0)

В разных странах также появились разные цветовые схемы и маркировка, часто с некоторым перекрытием (например, синий для воды). На британских дорогах многие цвета совпадают как в США, но некоторые отличаются (например,г. зеленый цвет используется для связи, а не для канализации и канализации). Что касается маркировки, число рядом с буквой «D» указывает глубину, а символ бесконечности зацикливания отмечает начало или конец области проекта. Для линий электропередачи «H / V» означает высокое напряжение, а «L / V» – низкое напряжение, а «S / L» означает уличные фонари. Для газовых линий «HP» обозначает высокое давление, «MP» обозначает среднее давление, а «LP» обозначает низкое давление. Когда в руках руководства по стандартам, эти странные иероглифы начинают становиться разборчивыми.

Австралия также имеет свою собственную систему, использующую оранжевый для электричества, желтый для газа, синий для воды, голубой для воздуха, белый для связи, красный для пожарных служб, крем для сточных вод, фиолетовый для очищенной воды, серебристый или серый для пара, розовый для «неизвестного», коричневый для масел и черный для других жидкостей.Большая часть Канады использует ту же систему, что и США.

Разметка инженерных коммуникаций в красивом центре города Окленд, Калифорния, изображение Курта Колстедта

Подземные участки большинства городов изобилуют инженерными коммуникациями, не говоря уже об общественном транспорте и автодорожных туннелях. Картирование и маркировка всего этого – сложная задача, которую часто выполняют сторонние подрядчики, единственной задачей которых является обнаружение и маркировка потенциальных опасностей ниже. Биоразлагаемые краски, которые они используют, обычно предназначены для выцветания с течением времени, но, для тех, кто знает, эти странные каракули создают уникальные временные окна в сложные системы, работающие под нашей искусственной средой.И для жителей, и для рабочих в опасной отрасли эти кодексы имеют важное значение для общественной безопасности и безопасности на рабочем месте.

Обновление : Эта история была расширена за счет дальнейшего исследования и включена в книгу The 99% Invisible City Романа Марса и Курта Кольстедта :

Расшифровка тайны дисгидротической экземы

Джоан Ванамакер живет с экземой практически с рождения. У нее были разные подтипы, которые встречались одновременно в разные периоды ее жизни, причем экзема рук была ее постоянным (но нежелательным) спутником.

«Несколько лет назад мой врач сказал мне, что это дисгидротическая экзема», – сказал Ванамакер. «Он прописал несколько разных кремов, и в конце концов подействовал стероид для местного применения».

По словам доктора Элейн Зигфрид, профессора педиатрии и дерматологии в Медицинской школе Университета Сент-Луиса в Сент-Луисе, несмотря на все последние достижения в исследованиях экземы, лечение дисгидротической экземы все еще остается в значительной степени неудачным. Она считает, что дисгидротическая экзема – наименее изученный из множества подтипов заболевания.

Даже его название создает путаницу: «Термин дисгидротический означает« беспорядочное потоотделение ». Впервые он был введен в обращение в конце 19 века, отражая мнение о том, что нарушение работы потовых желез в руках вызывает этот тип экземы. Сегодня мы знаем, что пот может вызвать цикл «зуд-царапина», но на самом деле он не вызывает экзему », – пояснил Зигфрид.

Дисгидротическая экзема известна под несколькими другими названиями, например, экзема ладонно-подошвенной области, экзема стоп и кистей рук, везикулярная экзема и помфоликс.Последний термин происходит от древнегреческого слова «пузырь».

Вот как выглядели характерные для этого заболевания маленькие волдыри для наших предков – и название прижилось. Он все еще используется сегодня, но дисгидротическая экзема – это наиболее распространенный термин для обозначения небольших зудящих волдырей, которые появляются на краях пальцев, а также на ладонях рук и подошвах ног, часто довольно внезапно.

В самом тяжелом случае волдыри могут быть болезненными и даже вредными. В детстве в летнем лагере Ванамакер развивала их на своих ногах.«Было больно ходить, – сказала она, – и им потребовалось все лето, чтобы очиститься. Видимо, у меня была аллергическая реакция на химию в бассейне. Что вызывает недоумение, так это то, что уже в следующем году у меня не было проблем с химическими веществами для бассейна. С годами мои триггеры изменились ».

Тем не менее, знание своих триггеров и их избегание остается первой линией защиты от дисгидротической экземы.

Вероятные подозреваемые, вызывающие дисгидротическую экзему

Обзор дисгидротической экземы на Medscape показывает, что около 50 процентов тех, у кого развивается дисгидротическая экзема, уже страдают атопическим дерматитом (AD), что делает уже существующую экзему ведущим фактором риска.Очевидно, объяснил Зигфрид, у этого состояния есть генетический компонент.

Особому риску подвержены взрослые женщины в возрасте от 20 до 40 лет. Однако многие триггеры дисгидротической экземы попадают в категорию «управляемых», включая никель, кобальт, бальзам и бактериальные или грибковые инфекции, причем никель считается главным подозреваемым.

«Некоторые врачи считают, что аллергия на никель является основной причиной дисгидротической экземы», – сказал Зигфрид, учитывая высокий уровень никеля в поту и концентрацию потовых желез в ладонях и подошвах ног.

«Среди экспертов пока нет единого мнения по этому поводу, но пациенты могут проверить гипотезу о никеле, проконсультировавшись с диетологом и попробовав диету без никеля в течение шести недель, чтобы увидеть, помогает ли она очистить волдыри». Примечание редактора: информационный бюллетень о здоровье Healthline предлагает список популярных никельсодержащих продуктов.

Избегание таких предметов повседневного обихода, как монеты с высоким содержанием никеля, молнии, мобильные телефоны, пряжки ремней и оправы для очков, также может помочь подтвердить или исключить никель как спусковой механизм у некоторых людей с этим заболеванием.Полный список источников никеля можно найти в информационном бюллетене клиники Майо по аллергии на никель.

Дисгидротическая экзема также тесно связана с сезонной аллергией, особенно с изменениями влажности. По словам Зигфрида, обычно организму требуется шесть недель, чтобы адаптироваться к сезонным изменениям. И к тому времени, когда человек адаптируется, сезон может снова начать меняться.

Варианты лечения дисгидротической экземы

Это не означает, что пациенты должны разводить руками и сдаваться.Самый важный шаг – поставить правильный диагноз.

«Дисгидротическая экзема может имитировать контактный дерматит и даже ладонно-подошвенный пустулез, тип псориаза, проявляющийся на руках и ногах», – сказал Зигфрид. «Единственный способ узнать, какой – это биопсия. Без окончательного диагноза пациенты могли получить неоптимальное лечение ».

С другой стороны, у людей с этим заболеванием есть несколько вариантов. Помимо предотвращения триггеров, Зигфрид указал на следующие методы лечения и их ограничения.«Крем с кортикостероидами для местного применения может быть полезным в качестве быстродействующего средства», – сказала она.

«Думайте об этом как о« зайце »из басни« Черепаха и Заяц ». ​​Это может дать быстрые результаты, но со временем оно также может ослабить кожу, что приведет к циклу обострения и ремиссии. через пару недель перейти на другую терапию, например на местный ингибитор кальциневрина или фототерапию ».

За прошедшие годы Wanamaker перепробовал все это и многое другое. Ее бабушка раньше делала пасту из кукурузного крахмала и воды и наносила ее на руки своей юной внучки – домашнее средство, которое принесло кратковременное облегчение ее зудящей коже.

Став взрослым, Ванамейкер остается открытым для «изучения и экспериментов» с множеством вариантов, от питания до натуральных чистящих средств. Она и ее муж с удовольствием делают летом собственное мыло, шампунь и стиральный порошок, используя жир и местные растения, растущие недалеко от их дома в округе Ориндж, штат Нью-Йорк.

И они надеются, что скоро появятся более эффективные методы лечения. По мнению Зигфрида, мы находимся на заре «десятилетия экземы». Может ли дисгидротическая экзема отставать от всех лекарств от БА?

Элейн Зигфрид, доктор медицины, является членом Научно-консультативного комитета NEA и директором отделения детской дерматологии детской больницы им. Кардинала Гленнона в SSM Health.Она сертифицирована Американским советом дерматологов в области дерматологии и детской дерматологии. Она также является профессором педиатрии и дерматологии в Медицинской школе Университета Сент-Луиса.

Какое решение для декодирования VIN прицепа подойдет вашему бизнесу?

По сравнению с легковыми автомобилями, производимыми в настоящее время 40 производителями, прицепы производятся сотнями производителей в Северной Америке, и каждый имеет множество конфигураций. Коммерческие решения по декодированию VIN для прицепов встречаются редко из-за усилий, необходимых для получения этих данных, а также из-за различий в том, как используется VIN.Однако они существуют!

При поиске лучшего решения для расшифровки VIN коммерческого трейлера важно понимать, какую информацию можно получить из VIN. В этой статье мы рассмотрим ключевую информацию, которую вам нужно знать о декодировании VIN трейлера, включая то, где вы можете найти VIN, какие детали могут и не могут быть идентифицированы по VIN, и какие детали иногда, но не всегда, кодируются.

Что такое VIN трейлера и что фиксируется?

Подобно VIN-номеру транспортного средства, VIN-код прицепа является уникальным идентификатором прицепа.NHTSA требует, чтобы всем трейлерам, предназначенным для движения по дороге, был присвоен 17-значный VIN. Хотя и у транспортных средств, и у прицепов должны быть VIN-номера, то, что закодировано в этих 17 символах, довольно сильно различается, учитывая их очевидные различия. Ниже приведена разбивка типичного VIN прицепа, и вы можете просмотреть разбивку номера VIN автомобиля здесь.

Обратите внимание, что буквы I, O и Q никогда не появятся в VIN прицепа (или транспортного средства), потому что они могут смешиваться с числами 0 и 1.

Вот подробная разбивка VIN прицепа:

Мировой идентификатор производителя (1-3)

Позиции 1-3 представляют собой символы идентификатора компании, также известные как мировой идентификатор производителя (WMI). Эти первые три символа относятся к марке трейлера и стране, в которой он был изготовлен.

Марка / страна производства

Позиция 1 определяет страну, в которой был изготовлен прицеп. Положение соединения 1 с позицией 11 (Завод) позволяет более точно определить фактическое местоположение вплоть до города и штата.

Позиции 1-3 используются для идентификации производителя (также известного как производитель) прицепа, если третья позиция не является символом «9». Позиция 3 всегда будет иметь номер 9 для небольших производителей, которые производят менее 1000 прицепов в год и разделяют WMI с другими небольшими производителями. Идентификация этих компаний по VIN все еще возможна, однако это потребует изменения структуры декодирования VIN. Поэтому большинство решений для декодирования VIN прицепа не поддерживают покрытие этих производителей.

Раздел описания транспортного средства (4-8)

Позиции 4-8 составляют раздел описания транспортного средства, который посвящен определению определенных ключевых характеристик прицепа. Этот раздел может различаться в зависимости от производителей и типов прицепов, однако есть определенные поля, такие как тип прицепа, длина и количество осей, которые требуются. Вот как будет выглядеть типичный дескриптор транспортного средства:

Тип прицепа / навесное оборудование (линейка продуктов)

Позиции 4 и 5 – символы товарной линии трейлера.Ассортимент продукции включает в себя прицепы типа навесного оборудования (например, шкворня, шаровой шарнир, гусиная шея и т. Д.) И типа прицепа (например, платформа / бортовая платформа, универсальный, самосвальный, автомобильный багажник и т. Д.).

Длина прицепа

Позиции 6 и 7 кодируют длину прицепа. Хотя эти два символа обычно являются числовыми (например, пример VIN выше), они не обязательно представляют длину (45 футов). Вместо этого они просто символы, используемые для кодирования длины. В большинстве случаев прицеп будет иметь одну длину, обычно округленную до ближайшего фута.Однако есть некоторые исключения, когда производитель указывает диапазон длины, например, грузовой прицеп Wells Cargo 2009 года выпуска с диапазоном длины 16-19 футов.

Количество осей

В позиции 8 кодируется количество осей. Подсчет осей может быть полезен в сценариях налогов / регистрационных сборов государственными органами или для целей страхования.

Осталось символов (9-17)

Остальная часть VIN состоит из контрольной цифры, модельного года, завода и серийного номера.

Контрольная цифра (9)

Позиция 9 – это контрольная цифра. Контрольная цифра помогает проверить действительность данного номера VIN с помощью алгоритма контрольной суммы, введенного NHTSA в 1981 году. Некоторые из наиболее распространенных причин неудач при проверке контрольной суммы связаны с опечатками в VIN, недопустимыми символами или отсутствующие символы.

Год выпуска (10)

В позиции 10 кодируется год изготовления прицепа.

Завод-производитель (11)

Позиция 11 указывает, на каком заводе был изготовлен прицеп.

Серийный номер (12-17)

Как и любой другой 17-значный VIN-номер, последние 6 позиций (12-17) представляют собой серийный номер прицепа. Серийный номер – это то, что делает каждый VIN уникальным, поскольку образец VIN (позиции 1-8, 10 и 11) будет одинаковым, по большей части, для нескольких VIN, представляющих одну и ту же модель прицепа в заданный год.

Где находится VIN?

VIN-номер прицепа чаще всего находится рядом с местом крепления транспортного средства и прицепа.Это может быть на рельсах рамы или непосредственно на кузове некоторых типов прицепов и, вероятно, находится в одной из этих трех форм:

  • На идентификационной табличке прицепа вместе со всей другой информацией о прицепе, включая номер модели и определенные характеристики.
  • Напечатано на наклейке VIN. Некоторые производители поступают так, несмотря на то, что они более подвержены повреждению или потере.
  • Выштамповано прямо в металле прицепа. Этот метод не самый лучший, так как его трудно читать, поскольку трейлер изнашивается со временем.

Какие еще данные может определить решение для расшифровки VIN прицепа?

Как показано в разбивке VIN прицепа выше, год, марка, крепление прицепа, тип прицепа, длина, оси и завод-изготовитель можно определить только по VIN прицепа. Однако некоторые решения для декодирования VIN прицепа, в том числе DataOne, могут идентифицировать некоторые дополнительные вспомогательные данные, которые появляются для определенных прицепов, такие как материал прицепа (например, алюминий, сталь), объем жидкости / сухого груза (для цистерн / прицепов для сыпучих материалов) и DOT. спецификация (для цистерн / прицепов-сыпучих материалов).Спецификация DOT будет особенно полезна для регистрационных и страховых компаний и может быть идентифицирована почти в 50% случаев для цистерн / прицепов для перевозки сыпучих материалов по VIN-образцу (также известному как VIN-образец).

Оборудование

Во многих случаях прицеп изготавливается по индивидуальному заказу. Например, прицеп может быть изготовлен как универсальный прицеп, а затем переоборудован в специализированный измельчитель древесины. К сожалению, эта информация не может быть идентифицирована по VIN, поскольку VIN присваивается во время производства.

Где я могу расшифровать трейлеры?

Как упоминалось ранее, сегодня на рынке не так много вариантов декодирования VIN прицепа. Для декодирования одиночных трейлеров лучшим вариантом будет бесплатный декодер на таких веб-сайтах, как NHTSA или DMV. Что касается решений для декодирования VIN трейлеров, которые можно лицензировать через API веб-службы или доставленную базу данных, их еще труднее получить из надежного коммерческого источника.

DataOne предоставляет решение для декодирования VIN прицепа, которое охватывает более 800 производителей прицепов, предназначенных для использования в США.S. вернулся к 1981 модельному году (когда Национальное управление безопасности дорожного движения стандартизировало 17-значный VIN). Это идеальное бизнес-решение, дающее конечным пользователям возможность декодировать VIN-номера в реальном времени или с помощью пакетной обработки.

Заключение

Важно понимать, какая информация доступна, а какая нет из VIN трейлера, чтобы сформировать правильные ожидания для вашего бизнес-сценария. Хотя большой объем информации может быть связан с некоторыми марками прицепов, полезно знать, что в лучшем случае вы, вероятно, сможете полагаться только на следующие поля: год, марка, тип, подтип, навесной прицеп. тип, диапазон длины и количество осей.

Также важно понимать, какое покрытие потребуется потенциальному источнику данных, чтобы его можно было считать достаточно всеобъемлющим для ваших требований. Быстрая проверка охвата производителя и типов прицепов должна дать числа от 800+ производителей и до 50 различных типов / подтипов прицепов. Учитывая уровень модернизации (после завода), VIN не сможет идентифицировать каждую спецификацию прицепа, поскольку он был модернизирован, но будет полезен для определения некоторой ключевой информации, связанной со спецификацией, когда она покинула завод.

Если ваша компания или агентство ищет коммерческое решение для декодирования VIN, мы надеемся, что эта статья будет вам полезна, поскольку вы покупаете коммерческий источник для удовлетворения ваших уникальных потребностей. Конечно, будем рады помочь!

Беспроводной декодер жестов с маломощной и растягиваемой гибридной электроникой

Abstract

В этом сообщении описывается перчатка, способная без проводов переводить алфавит американского жестового языка (ASL) в текст, отображаемый на компьютере или смартфоне.Ключевыми компонентами устройства являются тензодатчики, состоящие из пьезорезистивного композитного материала углеродных частиц, внедренных во фторэластомер. Эти датчики интегрированы с носимым электронным модулем, состоящим из дигитайзеров, микроконтроллера и радиомодуля Bluetooth. Анализ методом конечных элементов предсказывает пиковую нагрузку на датчики в 5%, когда суставы полностью согнуты. Исследования утомляемости показывают, что датчики успешно обнаруживают сочленение суставов пальцев даже при их максимальном сгибании 1000 раз.Вместе с акселерометром и датчиками давления перчатка способна переводить все 26 букв алфавита ASL. Наконец, данные, полученные с перчатки, используются для управления виртуальной рукой; это приложение предлагает новые способы, с помощью которых растягиваемая и носимая электроника может позволить людям взаимодействовать с виртуальными средами. Что важно, эта система была построена из компонентов стоимостью менее 100 долларов и не требовала химического синтеза или доступа к чистому помещению. Таким образом, его можно использовать в качестве испытательного стенда для материаловедов для оценки характеристик новых материалов и гибкой и растяжимой гибридной электроники.

Образец цитирования: O’Connor TF, Fach ME, Miller R, Root SE, Mercier PP, Lipomi DJ (2017) The Language of Glove: беспроводной декодер жестов с маломощной и гибкой гибридной электроникой. PLoS ONE 12 (7): e0179766. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179766

Редактор: Дарио Пизиньяно, Университет Саленто, ИТАЛИЯ

Поступила: 15 марта 2017 г .; Принято к печати: 2 июня 2017 г .; Опубликовано: , 12 июля 2017 г.

Авторские права: © 2017 O’Connor et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Эта работа была поддержана наградой директора Национальных институтов здравоохранения за новаторство номер 1DP2EB022358-01.Более ранний прототип устройства, в котором в качестве тензодатчиков использовались проводящие полимеры, и на котором мы черпали вдохновение для устройства в его нынешней форме, был поддержан грантом Управления научных исследований ВВС США для молодых исследователей номер FA9550-13-1-0156. . Дополнительную поддержку оказали Центр носимых датчиков инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего и компании-члены Qualcomm, Sabic, Cubic, Dexcom, Honda, Samsung и Sony.T. F. O. выражает признательность за поддержку программы стипендий для аспирантов по науке и технике национальной обороны, спонсируемой Управлением исследований военно-морского флота. Мы также заявляем, что спонсоры не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, решении опубликовать или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

В этом документе описывается сенсорная перчатка, способная преобразовывать жесты рук в текст по беспроводной сети с использованием американского языка жестов (ASL) и управлять виртуальной рукой.Компоненты всей системы стоят менее 100 долларов США (рис. S1), без учета стоимости ноутбука или смартфона. Недорогие, экспериментально доступные платформы могут позволить лабораториям ускорить открытие материалов, предназначенных для интеграции в целые устройства в реалистичных сценариях. [1] [2] Ключевой особенностью системы является использование промышленного проводящего фторэластомера, обработанного на растворе, в качестве тензодатчика, который стабилен в течение нескольких месяцев в окружающем воздухе и более тысячи циклов деформации.Мы надеемся, что этот материал может сыграть роль в растягиваемой гибридной электронике, аналогичную роли поли (диметилсилоксана) (ПДМС) в мягкой литографии [3] и мягкой робототехнике [4]. То есть недорогой, имеющийся в продаже материал с воспроизводимыми свойствами в прототипах устройств.

В настоящее время основными методами отслеживания положения тела человека [5] являются оптические системы, использование электромагнитного поля или массив переносных датчиков. [6] В частности, оптические системы, состоящие из инфракрасных излучателей и приемников, успешно превратились в системы виртуальной реальности и биомеханического анализа.[7] [8] Хотя эти системы имеют низкую задержку и высокое пространственное разрешение, они требуют дорогостоящей и неподвижной инфраструктуры. Камеры, которые делают системы для отслеживания мобильных устройств в видимом или инфракрасном режимах, также были успешно реализованы [9], но такие системы необходимо размещать подальше от человеческого тела, иногда неудобно для поддержания прямой видимости, и более того. имеют большие требования к мощности для сложного оборудования для получения и обработки изображений. Портативная носимая система, напротив, не имеет этих ограничений.Мы выбрали перчатку в качестве испытательной системы, потому что это архетипический форм-фактор для интуитивно понятных человеко-машинных интерфейсов. То есть, в отличие от других пультов дистанционного управления (например, мыши, игрового контроллера, клавиатуры и джойстика), перчатки взаимодействуют напрямую с человеческими руками. Таким образом, перчатка с отслеживанием жестов может обеспечить более цельный интерфейс для бытовой электроники, виртуальной и дополненной реальности, телехирургии, [10] технического обучения [11] и носимых устройств для тайных операций – от пилотирования наземных дронов [12] до управления бомбами. распространяющие роботы.[13]

Многие подходы были использованы для разработки носимых датчиков деформации и их интеграции с вычислениями и коммуникациями. Эластичные пьезорезистивные датчики деформации, изготовленные из кремниевых наномембран с рисунком, [14] композитных наноматериалов, [15] сопряженных полимеров, [16] графена [17] и многих других систем материалов [18], обладают рядом желаемых качеств, таких как сверхтонкость, гибкость или растяжимость [19] или простота изготовления путем печати. ​​[20] Начались работы по разработке более сложных систем, которые объединяют растягиваемые схемы, [21] [22] зондирование, [23] вычисления, [24] и связь [25] в качестве человеко-машинных интерфейсов с использованием систем из современных материалов.В этих системах используются датчики давления и емкостные преобразователи из золота с микротрещинами для измерения сочленения пальцев [26], композиты из золотых нанопроволок и полианилина для управления манипулятором [15], узорчатые гетероструктуры графена [27] и серебряные нанопроволоки для управления виртуальной рукой. , [28] и углеродные нанотрубки для отслеживания передвижения человека. [29] Однако такие материалы могут потребовать дорогих исходных материалов и сложной обработки. Альтернативный подход с использованием легкодоступных материалов принесет пользу этой области.В качестве модельного приложения мы разработали систему для перевода алфавита ASL, поскольку для этого требуется сложная интеграция по крайней мере трех типов датчиков с электроникой и обработкой данных.

Материалы и методы

Изготовление пьезорезистивных датчиков деформации

Схематическая диаграмма процесса производства изображена на S2 Рис. Поли (диметилсилоксан) (PDMS) (Dow Corning Slygard 184 с соотношением основания и сшивающего агента 20: 1) был отлит в чашке Петри и отвержден при температуре 70 ° C. ° C в течение 1 ч.Для создания подложки ПДМС разрезали на полоски размером 3 см × 0,5 см × 340 мкм. Затем наносили угольную краску (Ted Pella DAG-T-502), чтобы получить пьезорезистивную пленку толщиной примерно 50 мкм. Затем вокруг каждого конца датчика была намотана медная лента, а для обеспечения надежного электрического контакта была добавлена ​​нить из нержавеющей стали. На верхнюю часть устройства была нанесена дополнительная углеродная краска для усиления механического и электрического интерфейса. Наконец, тензодатчик был погружен в 10% полиуретан (PU) в тетрагидрофуране (THF), чтобы обеспечить герметизирующий слой.

Характеристики тензодатчиков

Кривые деформации напряжением были измерены с помощью прибора для испытания на растяжение Mark 10, а электрические измерения были выполнены с помощью измерителя напряжения Keithley 2400.

Анализ методом конечных элементов

В Autodesk Inventor было произведено

моделей FEA, в которых смоделированный датчик был деформирован до того же радиуса кривизны, что и переносной датчик деформации (0,49 см). Нижние края обеих сторон датчика были ограничены, а 1,05 x 10 −3 Па прикладывалось к нижней поверхности в направлении вверх.

Изготовление сенсорной перчатки

Были изготовлены девять пьезорезистивных датчиков, которые поместили на заднюю часть кожаной спортивной перчатки в местах, соответствующих пястным и проксимальным суставам. Эластомерный клей E6000 (Eclectic Products, Inc) промышленной прочности был использован для приклеивания датчиков к перчатке. Для изготовления носимых цепей использовалась токопроводящая металлическая нить из нержавеющей стали. E6000 также использовался для приклеивания резьбы и изоляции их от короткого замыкания друг с другом.Также при использовании E6000 специально разработанная печатная плата была приклеена к задней части кожаной перчатки на липучке, чтобы пользователь мог легко надевать и снимать перчатку.

Проектирование печатной платы

Печатная плата была разработана в EAGLE CAD, а печатная плата и принципиальные схемы доступны в S3 – S13 Рис. Плата предназначена для включения / выключения, батареи, регуляторов мощности, резисторов, конденсаторов, входов для Teensy 3.1, BLE nrf8001, MPU 6050 и девяти схем делителя напряжения.Файлы gerber доступны для загрузки как файл S1.

Код

Teensy был написан в среде Arduino IDE. Этот код доступен для загрузки в виде файла S2.

Выбор букв

буквы были выбраны путем мониторинга состояния каждого датчика, присвоения 0 или 1 в зависимости от того, насколько палец был согнут (0 для расслабленного, 1 для согнутого). Затем отдельные числа для каждого сустава были объединены в девятизначный код путем суммирования степеней 10 (см. Код).Например, если рука была полностью расслаблена, код был бы «000000000», а если бы был сформирован кулак, сгибающий все суставы, код был бы «111111111.» Каждой букве была назначена девятизначная клавиша. Таблица, используемая для определения того, какой букве будет назначена какая клавиша, показана ниже на рис. S14. На этом изображении показана таблица, порядок датчиков при построении клавиши, а также какие буквы имеют вырожденные клавиши, а также какое оборудование потребуется для различения между этими буквами. Выходы датчика давления и акселерометра показаны на S15 Рис.Видео распознавания жестов и перевода ASL доступно для скачивания в виде файла S3.

Виртуальная рука

Датчик перчатки был связан с виртуальной рукой с помощью специально созданного объектно-ориентированного кода Python. Сначала была построена модель руки с двадцатью четырьмя узлами в декартовых координатах. Каждый проксимальный и пястный суставы были связаны с тремя узлами, чтобы сформировать суставной объект. С каждым соединенным объектом связано состояние изгиба, а также метод регулировки состояния изгиба с использованием стандартного геометрического преобразования.Был разработан простой алгоритм для приема сигналов напряжения от Arduino (через последовательный порт или текстовый файл) и согласования состояния изгиба каждого сустава на виртуальной руке с состоянием реальной руки. Траектория руки сохранялась в файл для последующей визуализации с помощью открытого инструмента визуализации OVITO [30]. Код находится в открытом доступе в следующем репозитории на github: https://github.com/seroot/Glove. Видео, в котором система распознает жест для управления виртуальной рукой, доступно для загрузки в виде файла S4.

Результаты и обсуждение

Ключевые аспекты системы проиллюстрированы на рис. 1. Прототип системы был сконструирован на дорсальной стороне кожаной спортивной перчатки и состоял из двух основных компонентов: один для измерения и один для вычислений (рис. 1A). . В чувствительном компоненте использовались девять эластомерных датчиков деформации, размещенных на каждой пястной и проксимальной части сустава, и один датчик давления, размещенный на большом пальце. Компонент вычислений, подробно описанный на рисунке 1B, использовал специальную печатную плату (PCB), в которую интегрирован микропроцессор (Teensy 3.1), чип Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE 4.0 nRF8001) и 6-осевой акселерометр / гироскоп (MPU 6050) (рис. 1B). Печатная плата также включала девять схем делителя напряжения (рис. 1C), которые использовались для преобразования динамически изменяющегося сопротивления каждого тензодатчика в напряжение. Для подключения каждого датчика к печатной плате использовалась проводящая нить. Схематическая диаграмма потока информации изображена на рис. 1D. Процесс начался с физического жеста, при котором сгибание разных суставов приводило к разной нагрузке на каждый из датчиков.При сгибании пальцев измеряемое сопротивление датчиков происходило обратимо. Полный процесс происходил в четыре этапа: (1) был сделан жест, и тензодатчики преобразовали положение суставов пальцев в переменные значения сопротивления; (2) значения сопротивления были преобразованы в напряжения с помощью делителей напряжения; (3) микроконтроллер Teensy (MCU) измерил каждое из девяти напряжений и использовал их для генерации 9-битного двоичного ключа, описывающего состояние каждого сустава; и (4) двоичный ключ использовался, чтобы определить, какая буква должна быть передана по беспроводной сети.Вычисления проводились на борту носимого устройства, чтобы ограничить объем информации, которая должна быть отправлена ​​по беспроводной сети, и сохранить низкое энергопотребление системы. Были добавлены акселерометр и имеющийся в продаже датчик давления (S3, рис.), Чтобы система могла различать буквы с вырожденными кодами (E / S, G / L, H / K, R / U / V) или буквы, требующие движения (I / J и D / Z). Перчатка смогла успешно определить все 26 букв алфавита (критерии обнаружения букв см. В разделе «Вспомогательная информация»).

Рис. 1. Обзор перчатки для декодирования жестов.

(а) Фотография перчатки. (b) Фотография, на которой показаны коммутационные платы для MCU, акселерометра и Bluetooth на печатной плате. (c) Принципиальная схема делителя напряжения. (d) Схематическое изображение беспроводной системы распознавания жестов и потока информации. Шаг 1: был сделан жест, и тензодатчики преобразовали положение суставов пальцев в переменные значения сопротивления. Шаг 2: переменные значения сопротивления были преобразованы в напряжения с помощью делителей напряжения.Шаг 3: MCU измерил девять напряжений и в процессе двоичного сравнения использовал их для генерации девятиразрядного ключа. Шаг 4: двоичный ключ использовался, чтобы определить, какая буква должна быть передана по беспроводной сети.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179766.g001

Чтобы преобразовать изгибающие движения суставов пальцев в электрический сигнал, механически совместимые датчики деформации были изготовлены с использованием коммерчески доступного проводящего композитного материала (DAG-T-502). , Ted Pella, Inc.) в качестве пьезорезистивного материала (рис. 2А). На рис. 2В показаны слои устройства в разобранном виде. Сенсоры были изготовлены путем нанесения композитного слоя (~ 50 мкм) на подложку из ПДМС (~ 350 мкм). Затем добавляли медную ленту и нить из нержавеющей стали перед герметизацией устройства полиуретаном (ПУ, ~ 200 мкм). Средняя общая толщина устройств составляла 616 мкм ± 50,2 мкм. Герметизирующий полиуретан увеличивал стойкость датчика к истиранию, укреплял непрочную поверхность раздела между медной лентой и угольными чернилами и предотвращал расслоение пьезорезистивного слоя и подложки PDMS после повторяющихся циклов деформации.Изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) поперечного сечения интерфейса устройств, показано на рис. 2С. Дальнейшее увеличение композитных пленок (рис. 2D и рис. 2E) показывает, что пьезорезистивный слой состоит из наноразмерных углеродных частиц (~ 100 нм), соединенных аморфной эластомерной сеткой. Датчики были спроектированы так, чтобы быть недорогими и простыми в обработке, иметь легко измеряемое изменение сопротивления (Δ R ) при сгибании на суставах и выдавать последовательный электрический сигнал в течение многих циклов деформации, не мешая движению перчатка.

Рис. 2. Обзор носимых пьезорезистивных датчиков.

(а) Фотография датчика. (б) Принципиальная схема датчика. (c) Оптическая микрофотография поперечного сечения датчика. (d) СЭМ-изображение поверхности проводящего фторэластомера. (e) СЭМ изображение наноскопических углеродных частиц.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179766.g002

Материалы для пьезорезистивного датчика были выбраны из-за их механической прочности, простоты обработки, низкой стоимости и коммерческой доступности.DAG-T-502 был достаточно механически устойчивым, чтобы приспособиться к границе раздела между растяжимым проводящим материалом и медными контактами. Подложки из PDMS было просто отлить в виде гладких, тонких подложек, а герметик из полиуретана обеспечивал повышенную механическую стабильность с помощью простого метода нанесения покрытия погружением. И субстрат PDMS (основа 20: 1: сшивающий агент), и полиуретановый герметик имеют низкие модули растяжения, 1 МПа [31] и 7,5 МПа [32]. Вместо металлической проводки использовалась проводящая нить, чтобы лучше интегрировать схему с тканью.Электроника с открытым исходным кодом была выбрана из-за ее низкой стоимости, доступности и простоты интеграции всей системы. Таким образом, цель заключалась в том, чтобы сделать быстрое прототипирование и тестирование новых материалов и гибридных электронных устройств реалистичным процессом для исследовательских лабораторий, которые могут не быть экспертами в области электротехники.

Для исследования распределения деформации и усталости, испытываемой датчиками во время изгиба, было выбрано четыре датчика для электромеханических характеристик. Датчики были прикреплены к средней пястной позиции перчатки, и кулак был плотно сжат.Вызванная деформация и деформация вызвали среднее увеличение сопротивления от R в несогнутом состоянии 560 ± 120 Ом до R в изогнутом 1120 ± 280 Ом, что соответствует увеличению сопротивления в 2 раза (рис. 3A, красная кривая ). (Различия между датчиками объяснялись ручной окраской пьезоэлектрического углеродного слоя, и распределение значений сопротивления можно легко учесть при калибровке сенсорной системы.) Затем датчик снимали с перчатки и помещали на линейный привод, где Для достижения такого же увеличения сопротивления использовали контролируемые количества деформации (рис. 3А, черная кривая).На основе этого измерения средняя деформация датчика была оценена в 4,5 ± 1%, когда деформация применялась линейно (рис. 3В вверху). Используя моделирование методом конечных элементов, было смоделировано распределение деформации датчика при линейной деформации и датчика, который был изогнут до того же радиуса кривизны, что и датчик, установленный на шарнире, (, рис. 3B внизу). По модели FEA изогнутого датчика пиковая деформация составила около 5,5%.

Рис. 3. Характеристика пьезосопротивления и моделирование деформации датчиков методом МКЭ.

(a) Сопротивление в зависимости от деформации типичного датчика деформации на руке (красный) и в условиях контролируемого растяжения на линейном приводе (черный). (б) Конечно-элементная модель, моделирующая распределение деформации по поверхности датчика в режиме линейного растяжения (вверху) и в режиме деформации кулака (внизу). (c) Кривые напряжение-деформация (черный) и сопротивление-деформация (красный) датчиков, измеряющих модуль упругости 3,9 МПа. (d) Сопротивление по сравнению с деформацией того же образца при повторении до 1000 циклов по 5.5%.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179766.g003

Рис. 3C (красный) показывает экспериментально измеренное нелинейное сопротивление как функцию деформации. Анализ кривой напряжение-деформация (рис. 3C, черная кривая) показал модуль упругости 3,9 МПа и упругие свойства в рабочем диапазоне датчиков. Хотя модуль упругости по-прежнему примерно в 100 раз больше, чем у кожи, [33] датчики не воспринимаются пользователем через перчатку, которая намного жестче датчиков.Датчики имели почти мгновенное время отклика при растяжении, измеренное равным 0,2 ± 0,05 с, и значительно большее время отклика, связанное с расслаблением пальцев, измеренное как 1,7 ± 0,1 с, из-за вязкоупругих свойств растягиваемого датчика. График гистерезиса можно найти во вспомогательной информации (S16, рис.). Наконец, эластомерные датчики неоднократно подвергали нагрузке до их пикового напряжения, чтобы определить влияние усталости на электрический сигнал (рис. 4D). После 1000 циклов относительное изменение сопротивления увеличилось с 1.2–2,9, но способность системы определять правильную букву была сохранена, поскольку код, отвечающий за обнаружение буквы, зависит только от сопротивления, превышающего заданное пороговое напряжение. Фактически, большее увеличение сопротивления с деформацией потенциально улучшает способность распознавать букву, поскольку важны различия в сопротивлении.

Рис. 4. Расшифровка жестов рук на буквы алфавита ASL.

(a) Значения напряжения, связанные с каждым суставом, пока рука подписывает буквы алфавита ASL по порядку.Каждому знаку давалось ~ 30 секунд на формирование и удерживание буквы, и с помощью датчика давления и акселерометра все 26 букв были успешно расшифрованы. Пунктирные линии представляют пороговое значение для определения состояния включения / выключения датчика. (b) Фотографии руки в конфигурациях, соответствующих жестам ASL для букв «U», «C», «S» и «D». (c) Снимки экрана смартфона, когда буквы были получены для построения слова. (d) Изображения виртуальной руки, в которых состояние сгибания каждого пальца соответствовало значениям сопротивления датчиков.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179766.g004

MCU был запрограммирован на определение правильной буквы путем генерации девятизначного двоичного ключа на основе состояний включения / выключения девяти датчиков. Красные кривые на рис. 4A показывают значения напряжения, связанные с каждым датчиком, когда рука подписала буквы алфавита ASL по порядку. Когда поворотный кулак был согнут, значение сопротивления на датчике (и, следовательно, значение напряжения, измеренного микроконтроллером) увеличивалось.Если измеренное значение напряжения было выше, чем предварительно запрограммированное пороговое значение (пунктирная горизонтальная линия на каждой диаграмме), датчику присваивался 1. Недостаточно изогнутый сустав присваивался 0. Девятизначный. Затем ключ был сформирован путем объединения отдельных значений, присвоенных каждому датчику, и эти ключи были связаны с соответствующими буквами алфавита ASL (их таблица генерации ключей доступна на рис. S14). На рис. 4В изображена рука в конфигурациях, соответствующих буквам «U», «C», «S» и «D».Эти письма были отправлены на смартфон по беспроводной сети (Рис. 4C и видео файл S3). Подавая последовательный выходной сигнал датчиков в модель виртуальной руки, мы смогли заставить виртуальную руку воспроизводить жесты знаков ASL (рис. 4D и видео S4 файл ) . Использование акселерометра и датчика давления, чтобы система могла различать буквы с вырожденными кодами (E / S, G / L, H / K, R / U / V) или буквы, требующие движения (I / J и D / Z), перчатка смогла определить все 26 букв алфавита (S15 рис.).

Заключение

За счет интеграции пьезорезистивных эластомеров, вычислений с открытым исходным кодом и Bluetooth с низким энергопотреблением мы разработали недорогую систему для декодирования и передачи жестов рук человека. Эта система может служить платформой для испытаний новых материалов, гибкой гибридной электроники и схем с низким энергопотреблением в интерфейсах человек-машина. Привлекательными особенностями системы являются низкая стоимость (менее 100 долларов США), модульность (можно обменивать материалы и компоненты) и полное описание (во вспомогательной информации), что позволит другим лабораториям использовать систему.В частности, растягиваемый проводящий эластомер, используемый в качестве пьезорезистивных датчиков, коммерчески доступен и, таким образом, может играть аналогичную роль в растягиваемой электронике для интерфейсов человек-машина, которую PDMS теперь играет в микромоделировании и мягкой робототехнике. В то время как электронные компоненты, используемые для декодирования и передачи данных, представляют собой модифицированные жесткие стандартные компоненты, существует возможность изготавливать специально разработанные компоненты в гибких гибридных форм-факторах. Описанные здесь материалы и методы распознавания человеческих жестов также могут применяться для сбора биометрических и диагностических данных.Наличие тестовых систем с открытым кодом может ускорить разработку материалов и стратегий интеграции для недорогих человеко-машинных интерфейсов.

Дополнительная информация

S2 Рис. Схема изготовления пьезорезистивных датчиков.

Схематическая диаграмма процесса производства изображена на рис. S1. Поли (диметилсилоксан) (PDMS) (Dow Corning Slygard 184 с соотношением основания и сшивающего агента 20: 1) был отлит в чашке Петри и отвержден при температуре 70 ° C в течение 1 ч.Для создания подложки ПДМС разрезали на полоски размером 3 см × 0,5 см × 340 мкм. Затем наносили угольную краску (Ted Pella DAG-T-502), чтобы получить пьезорезистивную пленку толщиной примерно 50 мкм. Затем вокруг каждого конца датчика была намотана медная лента, а для обеспечения надежного электрического контакта была добавлена ​​нить из нержавеющей стали. На верхнюю часть устройства была нанесена дополнительная углеродная краска для усиления механического и электрического интерфейса. Наконец, тензодатчик был погружен в 10% полиуретан (PU) в тетрагидрофуране (THF), чтобы обеспечить герметизирующий слой.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179766.s002

(TIF)

S3 Рис. Конструкция печатной платы.

Изображение доски EAGLE CAD. Плата предназначена для включения / выключения, батареи, регуляторов мощности, резисторов, конденсаторов, входов для Teensy 3.1, BLE nrf8001, MPU 6050 и девяти схем делителя напряжения. Файлы gerber («gerber.zip») прикреплены к SI, а печатная плата была изготовлена ​​на сайте 4pcb.com.

https://doi.org/10.1371 / journal.pone.0179766.s003

(TIF)

S14 Рис. Таблица выбора букв.

Таблица генерации ключей, показывающая, какие буквы соответствуют каким клавишам. В таблице также показано, какие буквы имеют избыточные ключи и какой тип оборудования использовался для различения этих избыточных букв. Буквы были выбраны путем отслеживания состояния каждого датчика, присвоения 0 или 1 в зависимости от того, насколько палец был согнут (0 для расслабленного, 1 для согнутого). Затем отдельные числа для каждого сустава были объединены в девятизначный код путем суммирования степеней 10 (см. Код).Например, если рука была полностью расслаблена, код был бы «000000000», а если бы был сформирован кулак, сгибающий все суставы, код был бы «111111111.» Каждой букве была назначена девятизначная клавиша. Таблица, используемая для определения того, какой букве будет назначена какая клавиша, показана ниже на рис. S5. На этом изображении показана таблица, порядок датчиков при построении клавиши, а также какие буквы имеют вырожденные клавиши, а также какое оборудование потребуется для различения между этими буквами.

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0179766.s014

(TIF)

S15 Рис. Определение вырожденных ключей с помощью датчиков давления и акселерометра.

Таблица, показывающая последовательные выходы параметров, используемых для различения букв с вырожденными ключами. Датчик давления использовался для различения E / S, G / L, H / K и R / U / V, в то время как акселерометр использовался для разделения букв D / Z и I / J. Порог x-ускорения был установлен на | 3000 |, в то время как датчик давления был установлен на Давление = 3.3 для высокого, 3,3> Давление ≥ 1,0 для среднего и 1,0> Давление для низкого.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0179766.s015

(TIF)

S16 Рис. Гистерезис растягиваемых тензодатчиков.

Гистерезис сопротивления по сравнению с деформацией, когда датчик растягивали из состояния покоя до 5,5%, а затем управляемым образом возвращали обратно к своей исходной длине. (Падение сопротивления на 5,5% связано с остановкой машины и вязкоупругими эффектами в датчике).

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0179766.s016

(TIF)

Благодарности

Эта работа была поддержана наградой за новатора Национального института здравоохранения № 1DP2EB022358-01. Более ранний прототип устройства, в котором в качестве тензодатчиков использовались проводящие полимеры, и на котором мы черпали вдохновение для устройства в его нынешней форме, был поддержан грантом Управления научных исследований ВВС США для молодых исследователей номер FA9550-13-1-0156. . Дополнительную поддержку оказали Центр носимых датчиков инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего и компании-члены Qualcomm, Sabic, Cubic, Dexcom, Honda, Samsung и Sony.T. F. O. выражает признательность за поддержку программы стипендий для аспирантов по науке и технике национальной обороны, спонсируемой Управлением исследований военно-морского флота. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Ссылки

  1. 1. Альберт Д.Р., Тодт М.А., Дэвис Х.Ф. Недорогой количественный абсорбционный спектрофотометр. J Chem Educ. 2012; 89: 1432–1435.
  2. 2. Schausberger SE, Kaltseis R, Drack M, Cakmak UD, Major Z, Bauer S.Экономичная настольная система радиального растяжения с открытым исходным кодом и датчиком силы. Доступ IEEE. 2015; 3: 556–561.
  3. 3. Ся Й, Уайтсайдс GM. Мягкая литография. Angew Chem Int Ed. 1998. 37: 550–575.
  4. 4. Чжао Х., О’Брайен К., Ли С., Шепард РФ. Мягкий протез кисти руки с оптоэлектронной иннервией с помощью растягиваемых оптических волноводов. Научный робот. 2016; 7529: eaai7529.
  5. 5. Чжоу Х., Ху Х. Отслеживание движения человека для реабилитации – исследование.Биомедицинское управление сигнальным процессом. 2008; 3: 1–18.
  6. 6. Чжоу Х., Стоун Т., Ху Х., Харрис Н. Использование нескольких носимых инерциальных датчиков для отслеживания движения верхней конечности. Med Eng Phys. 2008. 30: 123–133. pmid: 17251049
  7. 7. Малецкий Л.П., Сун Дж., Мортон Н.А. Точность оптической системы активного маркера для отслеживания относительного движения твердых тел. J Biomech. 2007. 40: 682–685. pmid: 16580000
  8. 8. Milne AD, Chess DG, Johnson JA, King G. Точность устройства электромагнитного слежения: исследование оптимального рабочего диапазона и металлических помех.J Biomech. 1996; 29: 791–793. pmid:

    76

  9. 9. Масторакис Г., Макрис Д. Система обнаружения падений с использованием инфракрасного датчика Kinect. J Обработка изображений в реальном времени. 2012; 9: 635–646.
  10. 10. Мареско Дж., Лерой Дж., Гагнер М., Рубино Ф., Муттер Д., Викс М. и др. Трансатлантическая роботизированная телехирургия. Природа. 2001; 413: 379–380. pmid: 11574874
  11. 11. Датта В., Маккей С., Мандалия М., Дарзи А. Использование анализа слежения за электромагнитным движением для объективного измерения открытых хирургических навыков в лабораторной модели.J Am Coll Surg. 2001; 193: 479–485. pmid: 11708503
  12. 12. Наги Дж., Джусти А., Ди Каро Г. А., Гамбарделла Л. М.. Управление БПЛА человеком с использованием оценок позы лица и жестов рук. Proc 2014 ACM / IEEE Int Conf Взаимодействие человека и робота – HRI ’14. 2014; 252–253. 10.1145 / 2559636.2559833
  13. 13. Лапидес П., Шарлин Э., Суза М.С. Трехмерный материальный пользовательский интерфейс для управления робототехнической командой. Взаимодействие человека и робота (HRI), 2008 г., 3-я Международная конференция ACM / IEEE. 2008; 343–350. 10.1145 / 1349822.1349867
  14. 14. Инь М., Бонифас А.П., Лу Н, Су Й, Ли Р., Ченг Х и др. Кремниевые наномембраны для электроники на кончиках пальцев. Нанотехнологии. 2012; 23: 344004. pmid: 22885907
  15. 15. Gong S, Lai DTH, Wang Y, Yap LW, Si KJ, Shi Q и др. Подобные татуировкам патчи из золотой нанопроволоки, легированные полианилиновыми микрочастицами, в качестве долговечных носимых датчиков. Интерфейсы приложения ACS Mater. 2015; 7: 19700–19708. pmid: 26301770
  16. 16. Савагатруп С., Чан Э., Рентерия-Гарсия С.М., Принц А.Д., Зарецкий А.В., О’Коннор Т.Ф. и др. Пластификация PEDOT: PSS обычными добавками для механически прочных органических солнечных элементов и переносных датчиков. Adv Funct Mater. 2015; 25: 427–436.
  17. 17. Ян С., Ван Дж., Кан В., Цуй М., Ван Х, Фу Си и др. Сильно растяжимая пьезорезистивная нанобумага графен-наноцеллюлоза для тензодатчиков. Adv Mater. 2014; 26: 2022–2027. pmid: 24343930
  18. 18. Park J, You I, Shin S, Jeong U. Материальные подходы к растяжимым датчикам деформации. ХимФисХим.2015; 16: 1155–1163. pmid: 25641620
  19. 19. Секитани Т., Сомея Т. Растягиваемая органическая электроника большой площади. Adv Mater. 2010; 22: 2228–2246. pmid: 20229571
  20. 20. Muth JT, Vogt DM, Truby RL, Meng ???? Y, Колесский Д.Б., Вуд Р.Дж. и др. Встроенная 3D-печать тензодатчиков внутри эластомеров с высокой степенью растяжения. Adv Mater. 2014; 26: 6307–6312. pmid: 24934143
  21. 21. Актер Т, Ким WS. Обратимо растягиваемые прозрачные проводящие покрытия из напыленных серебряных нанопроволок.Интерфейсы приложения ACS Mater. 2012; 4: 1855–1859. pmid: 22471630
  22. 22. Лин И, Купер С., Ван М., Адамс Дж. Дж., Гензер Дж., Дики, доктор медицины. Рукописные мягкие печатные платы и антенны с использованием жидких металлических наночастиц. Маленький. 2015; 11: 6397–6403. pmid: 26568095
  23. 23. Ван Т, Го И, Ван П, Чжан Х, Чен Х, Сунь Х. Гибкие прозрачные электронные датчики газа. Маленький. 2016; 3748–3756. pmid: 27276698
  24. 24. Ch EAR. Re s ear ch | р е р т ы. 2008; 21.
  25. 25. Хадж-Омар А., Томпсон В.Л., Ким Ю.С., Глик П., Толли М., Коулман Т.П. Растяжимая и гибкая антенна со встроенным клеем для биомедицинских приложений. 2016 IEEE Antennas Propag Soc Int Symp APSURSI 2016 — Proc. 2016; 459–460. 10.1109 / APS.2016.7695938
  26. 26. Герратт А.П., Мишо Х.О., Лакур С.П. Эластомерная электронная кожа для тактильных ощущений протеза. Adv Funct Mater. 2015; 25: 2287–2295.
  27. 27. Lim S, Son D, Kim J, Lee YB, Song JK, Choi S и др.Прозрачный и растягиваемый интерактивный человеко-машинный интерфейс на основе узорчатых графеновых гетероструктур. Adv Funct Mater. 2015; 25: 375–383.
  28. 28. Амджади М., Пичитпаджонгкит А., Ли С., Рю С., Парк И. Сильно растягиваемый и чувствительный датчик деформации на основе нанокомпозита из серебряной нанопроволоки и эластомера. САУ Нано. 2014; 8: 5154–5163. pmid: 24749972
  29. 29. Ямада Т., Хаямизу Ю., Ямамото Ю., Йомогида Ю., Изади-Наджафабади А., Футаба Д. Н. и др. Растягивающийся датчик деформации углеродных нанотрубок для обнаружения движения человека.Nat Nanotechnol. Издательская группа «Природа»; 2011; 6: 296–301. pmid: 21441912
  30. 30. Штюк Р., Бургер М., Хохаге Т. Итерационно регуляризованный метод Гаусса – Ньютона с выпуклыми ограничениями и приложениями в 4-пи-микроскопии. Обратная Пробл. 2012; 28: 15012.
  31. 31. Ван З., Волынский А.А., Галантный Н.Д. Исследование модуля упругости полидиметилсилоксана методом наноиндентирования с использованием наконечников берковича и плоских пуансонов. J Appl Polym Sci. 2015; 132: 1–7.
  32. 32. Nunes RCR, Fonseca JLC, Pereira MR.Взаимодействие полимера с наполнителем и механические свойства полиуретанового эластомера. Полим-тест. 2000. 19: 93–103.
  33. 33. Пайллер-Маттей С., Бек С., Захуани Х. Измерения упругих механических свойств кожи человека in vivo с помощью тестов на вдавливание. Med Eng Phys. 2008. 30: 599–606. pmid: 17869160
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *