Сталь в20 и сталь 20 в чем разница: Сталь 20: характеристики, свойства, аналоги
alexxlab | 30.09.1970 | 0 | Разное
Сталь 20: характеристики, свойства, аналоги
Сталь 20 – нелегированная качественная сталь, которая применяется для изготовления металлоконструкций и изделий, функционирующих при температуре от -40 до 450°С. Горячекатаный и кованый сортовой прокат из стали 20 выпускается в соответствии с требованиями стандарта ДСТУ 7809 и ГОСТ 1050
Классификация: Сталь конструкционная углеродистая качественная.
Продукция: Листовой и сортовой прокат, в том числе фасонный.
Химический состав стали 20 в соответствии с ДСТУ 7809, %
|
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Cu |
Ni |
|
|
0.17-0.37 |
0.35-0.65 |
≤0.035 |
≤0.040 |
≤0.25 |
≤0.30 |
≤0.30 |
Механические свойства стали 20 после нормализации
|
Предел текучести, Н/мм2, не менее |
Временное сопротивление разрыву, Н/мм2, не менее |
Относительное удлинение, %, не менее |
Относительное сужение,%, не менее |
|
245 |
410 |
25 |
55 |
Аналоги стали 20
|
США |
1020, 1023, 1024, G10200, G10230, h20200, M1020, M1023 |
|
Япония |
S20C, S20CK, S22C, STB410, STKM12A, STKM12A-S, STKM13B, STKM13B-W |
|
Евросоюз |
1.1151, 2C22, C20E2C, C22, C22E |
|
Китай |
20, 20G, 20R, 20Z |
|
Швеция |
1450 |
|
Австралия |
1020, M1020 |
|
Швейцария |
Ck22 |
|
Южная Корея |
SM20C, SM20CK, SM22C |
Применение
Сталь 20 применяется в строительстве, машиностроении, производстве котлов и сосудов, изготовлении нагревательных элементов различного назначения. Нелегированная конструкционная качественная сталь 20 в виде листового и сортового проката используется для изготовления элементов сварных конструкций, трубопроводов, коллекторов, вкладышей подшипников, строп и другой продукции. Валы, шестерни, червяки, фрикционные диски, оси, шпиндели, пальцы, звездочки, шпильки и другие изделия из стали 20 после химико-термической обработки (цементация, азотирование, нитроцементация и др.) приобретают высокую поверхностную твердость и износостойкость при невысокой прочности сердцевины.
Сваривание
Сваривание происходит без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки. Способы сварки стандартные: РДС, АДС, сварка под флюсом и газовой защитой, КТС.
Сталь в20 расшифровка буквы в
Сталь 20в расшифровка – Сталь 20 – характеристики, применение, ГОСТ
- Home
- Вопросы и ответы
- Сталь 20в расшифровка – Сталь 20 — характеристики, применение, ГОСТ
Сталь 20в расшифровка – Сталь 20 — характеристики, применение, ГОСТ
Маркировка сталей — что обозначают буквы и цифры?
Классификация и маркировка сталей проводится по самым разным их признакам. В первую очередь они различаются химическим составом и в зависимости от него делятся на углеродистые либо легированные. Первые, исходя из концентрации в них углерода в процентном отношении, могут быть мало-, средне- и высокоуглеродистыми и содержать, соответственно, до 0,25, 0,25-0,6 и больше 0,6 процентов этого химического элемента. Вторые классифицируются с учетом процентного содержания в них легирующих компонентов. При наличии их в количестве, соответственно, от 2,5, 2,5-10,0 и больше 10,0 процентов, такие стали могут быть низко-, средне- и высоколегированными.
Как расшифровать марку стали?
Маркировка сталей по ГОСТу во многом зависит от их назначения. По этому признаку из них выделяют стали конструкционные, подходящие для строительных целей и производства деталей в машиностроительной отрасли. Имеют специальную маркировку инструментальные стали, предназначенные для изготовления всевозможных инструментов, штамповых, мерительных, режущих и других. В отдельную категорию выделяют стали, наделенные определенными физическими свойствами, такими как особый коэффициент линейного расширения или специальные магнитные и электротехнические параметры. Коррозионностойкие, жаропрочные и жаростойкие стали объединяют в группу сталей со специальными химическими свойствами.
При маркировке сталей обращают внимание на их качество, которое определяется процентным содержанием в них таких вредных примесей, как сера с фосфором. В составе стали обыкновенного качества они присутствуют в количестве, соответственно, 0,06 и 0,07 процентов. По мере уменьшения их содержания стали могут быть качественными, высоко- и особовысококачественными.
Для правильной расшифровки маркировки сталей имеет значение степень их раскисления, то есть показатель удаления из них кислорода. Исходя из данного признака, стали бывают спокойными (раскисленными полностью), они маркируются буквами «СП», проставляемыми после марки. Обозначение «КП» говорит о том, что сталь кипящая (слабораскисленная). А буквами «ПС» помечается сталь, находящаяся по своим показателям раскисления между спокойными и кипящими сталями.
На российском рынке металлопродукции принята буквенно-цифровая маркировка сталей и сплавов. В этой системе обозначений буквы служат для указания названия химического элемента, который содержится в стали, а цифра обозначает его количество. Также буквами указывают степень раскисления.
Индексом Ст маркируется сталь обыкновенного качества. После него следует цифра – условный номер (0-6), обозначающий марку. Чем больше этот номер, тем выше прочностные характеристики стали и больше содержащегося в ней углерода. Затем следует указание степени раскисления. Перед этими обозначениями проставляется индекс группы сталей: А, Б или В, причем для стали группы А индекс обычно не ставят. Буква «А» означает, что сталь гарантированных механических характеристик, «Б» — химического состава, «В» — имеет и то, и другое. Пример маркировки углеродистой стали обыкновенного качества, марки № 2, кипящей, поставляемой с гарантированными механическими свойствами: БСт2КП.
При обозначении углеродистых качественных конструкционных сталей маркировка в начале должна содержать двузначное число по количеству сотых долей процентного содержания углерода, а в конце указывать на степень раскисления. Пример такого обозначения: 08КП. У качественных инструментальных углеродистых сталей маркировка начинается с буквы «У». После нее идет двузначное число, означающее углеродную концентрацию в десятых долях от процента. Примером такой маркировки может служить сталь У8. Если обозначение сталей содержит в конце букву «А», то они относятся к высококачественным.
В маркировке легированных сталей их легирующие компоненты обозначаются определенными буквами. Так, «Х» обозначает хром, «В» — вольфрам, о наличии титана свидетельствует буква «Т», молибдена – «М», алюминия – «Ю». Наличие цифры после буквенного обозначения легирующего компонента говорит о его процентном содержании в стали. Отсутствие такой цифры означает, что данная сталь на 0,8-1,5 процента состоит из указанного легирующего элемента. При обозначении легированных конструкционных сталей маркировка в начале содержит указание на содержание углерода в сотых частях процентного соотношения. У инструментальных легированных сталей маркировка углеродного содержания обозначается только в случаях, когда оно превышает 1,5%, меньшая его концентрация указанию не подлежит.
Особую маркировку имеют отдельные группы сталей. К примеру, шарикоподшипниковая обозначается буквами «ШХ». После них в десятых долях процентного содержания указывают наличие хрома. Так, шарикоподшипниковую сталь с 1,5%-ным содержанием хрома, 0,8-1,5%-ным – марганца с кремнием обозначают маркировкой: ШХ15ГС. Обозначающая сложнолегированную (быстрорежущую) сталь маркировка содержит букву «Р». Цифра, идущая после нее, свидетельствует о содержании в стали вольфрама в процентах. А, к примеру, маркировка Р6М5К5 указывает на содержание в быстрорежущей стали, помимо 6% вольфрама, еще и по 5% кобальта с молибденом. Буквой «А» с цифрой маркируют автоматные стали, например, А12. Цифра в данном случае указывает на содержание 0,12% углерода. Все автоматные стали отличаются довольно высоким содержанием фосфора с серой, а обозначение А40Г, к примеру, еще и указывает на повышенное содержание марганца (около 1,5%).
Для обозначения нержавеющих сталей маркировка стандартных их видов выполняется буквами с цифрами так же, как у конструкционных легированных сталей. А нестандартную нержавейку вместе с прочими сталями опытных образцов принято маркировать буквенными индексами заводов-изготовителей, впервые выплавивших данную сталь, с порядковым номером. К примеру, буквы «ЧС» в маркировке означают Челябинский завод «Мечел», «ДИ» — Днепроспецсталь, «ЭП» — Электросталь. Обозначение некоторых сталей может дополняться буквенным индексом, указывающим на способ выплавки, например, «ВИ», то есть вакуумно-индукционный.
При складском хранении металла предусмотрена дополнительная цветовая маркировка сталей. Она наносится на торцы листов или профилей вместе с указанием марки и номера акта приемки Определенным маркам соответствует свой цвет, а рядом с цветовым обозначением стали проставляется цифра, означающая ее категорию. Чтобы такая маркировка удобно читалась, на складе предусмотрена ступенчатая укладка металлопроката.
Буквенные обозначения сталей и их расшифровка
Химический состав многих легированных конструкционных сталей определен ГОСТ 4543–71 «Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия». Этот же стандарт определяет основные буквенные символы для обозначения легирующих элементов. Необходимо учитывать, что в настоящее время выпускают стали с добавками элементов, обозначение которых не предусмотрено стандартом. В этом случае элементы в марке стали обычно обозначают по первым буквам названия.
Условные буквенные обозначения основных легирующих элементов приведены ниже.
Марки стали — это классификация сталей по их химическому составу и физическим свойствам. В России, США [1] , Европе [2] , Японии [3] и Китае [4] используются различные способы маркировки для аналогичных сталей.
Содержание
Виды сталей [ править | править код ]
Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в ней составляет не более 2,14 %, а железа более 50 %. Углерод придает сплаву твердость, но при его избытке металл становится слишком хрупким.
Одним из важнейших параметров, по которому стали делят на различные классы, является химический состав. Среди сталей по данному критерию выделяют легированные и углеродистые, последние подразделяются на мало- (углерода до 0,25 %), средне- (0,25-0,6 %) и высокоуглеродистые (в них содержится больше 0,6 % углерода).
Сталь подлежит обязательной маркировке.
Для уточнения сведений по конкретной марке стали могут использоваться так называемые марочники. 2-е (2003) и 3-е (2011) издания «Марочника сталей и сплавов» под ред. А. С. Зубченко содержат описание около 600 марок сталей и сплавов черных металлов, 4-е (2014) издание — более 700 марок [5] .
Легированные стали, в отличие от нелегированных, имеют несколько иное обозначение, поскольку в них присутствуют элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. К примеру:
- хром (Cr) повышает твёрдость и прочность
- никель (Ni) обеспечивает коррозионную стойкость и увеличивает прокаливаемость
- кобальт (Co) повышает жаропрочность и увеличивает сопротивление удару
- ниобий (Nb) помогает улучшить кислостойкость и уменьшает коррозию в сварных конструкциях.
Маркировка элементов сталей [ править | править код ]
| Наименование маркировки | Название | Зарядовое число атомного ядра | Обозначение элемента |
|---|---|---|---|
| Л | Бериллий | № 4 | Be |
| Р | Бор | № 5 | B |
| А | Азот | № 7 | N |
| Ш | Магний | № 12 | Mg |
| Ю | Алюминий | № 13 | Al |
| С | Кремний | № 14 | Si |
| П | Фосфор | № 15 | P |
| Т | Титан | № 22 | Ti |
| Ф | Ванадий | № 23 | V |
| Х | Хром | № 24 | Cr |
| Г | Марганец | № 25 | Mn |
| К | Кобальт | № 27 | Co |
| Н | Никель | № 28 | Ni |
| Д | Медь | № 29 | Сu |
| Гл | Галлий | № 31 | Ga |
| Е | Селен | № 34 | Se |
| Ц | Цирконий | № 40 | Zr |
| Б | Ниобий | № 41 | Nb |
| М | Молибден | № 42 | Mo |
| Кд | Кадмий | № 48 | Cd |
| В | Вольфрам | № 74 | W |
| и | Иридий | № 77 | Ir |
| АС | Свинец | № 82 | Pb |
| Ви | Висмут | № 83 | Bi |
| Ч | Редкоземельные металлы | – |
Маркировка сталей в России [ править | править код ]
Расшифровка марок сталей требует знать, какими буквами принято обозначать те или иные химические элементы, входящие в состав марки или сплава.
Если в самом конце марки стоит буква А, то таким образом обозначается высококачественная сталь, содержание фосфора и серы в которой сведено к минимуму (S [6] :
- «кп» — кипящая
- «пс» — полуспокойная
- «сп» — спокойная
Нестандартные стали обозначают по разному. Так, опытные марки, выплавленные на заводе «Электросталь», обозначаются буквой И (исследовательские) и П (пробные) и порядковым номером, например, ЭИ179, ЭИ276, ЭП398 и т. д. Опытные марки, выплавленные на металлургическом заводе «Днепроспецсталь», обозначают ДИ 80, где Д — завод-изготовитель, И — исследовательская, 80 — порядковый номер, присвоенный марке стали.
Пример расшифровки марки стали 12Х18Н10Т [ править | править код ]
12Х18Н10Т — это популярная сталь (коррозионно-стойкая, жаростойкая аустенитного класса), которая применяется в сварных аппаратах и сосудах, работающих в разбавленных растворах кислот, в растворах щелочей и солей, а также в деталях, работающих под давлением при температуре от −196 °C до +600 °C [7] .
Две цифры, стоящие в самом начале марки легированной стали, — это среднее содержание углерода в сотых долях процента. В данном примере содержание углерода составляет 0,12 %. Если вместо двух цифр стоит одна, то она показывает, сколько углерода (C) содержится в десятых долях процента. Если же цифр в начале марки стали совсем нет, то углерода в ней от 1 % и выше.
Буква Х и следующая за ней число 18 говорят, что в данной марке содержится 18 % хрома. Соотношение элемента в долях процента выражает только первое число, стоящее в начале марки, и это относится только к углероду. Все остальные числа в названии марки выражают количество конкретных элементов в процентах.
Далее следует комбинация Н10, это 10 % никеля.
В самом конце стоит буква Т без каких-либо цифр. Это значит, что содержание элемента мало, как правило, около 1 % (иногда — до 1,5 %). В данной марке легированной стали количество титана не превышает 1,5 %.
Итак, марка стали 12Х18Н10Т (конструкционная криогенная, аустенитного класса) содержит следующие сведения: 0,12 % углерода, 18 % хрома (Х), 10 % никеля (Н) и небольшое содержание титана (Т), не превышающее 1,5 %.
Сталь в20 расшифровка буквы в – Как расшифровать марку стали. Обозначения типов сталей и сплавов
- Home
- Разное
- Сталь в20 расшифровка буквы в – Как расшифровать марку стали. Обозначения типов сталей и сплавов
Сталь в20 расшифровка буквы в – Как расшифровать марку стали. Обозначения типов сталей и сплавов
Условное обозначение сталей
Маркировка сталей
Сочетания букв и цифр дают характеристику легированной стали. Если впереди марки стоят две цифры, они указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента. Одна цифра впереди марки указывает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Если впереди марки нет цифры, это значит, что углерода в ней либо 1%, либо выше 1%. Цифры, стоящие за буквами, указывают среднее содержание данного элемента в процентах, если за буквой отсутствует цифра – значит содержание данного элемента около 1% (не более 1,5%). Буква А в конце марки, как и в углеродистой, так и в легированной стали, обозначает высококачественную сталь, т.е. сталь, содержащую меньше серы и фосфора.
Указанная система маркировки охватывает большинство существующих легированных сталей. Исключение составляют отдельные группы сталей, которые дополнительно обозначаются определенной буквой: Р – быстрорежущие, Е – магнитные, Ш – шарикоподшипниковые, Э – электротехнические.
Пример расшифровки марки стали
Условные обозначения химических элементов:
алюминий ( Аl ) — Ю
бериллий ( Be ) — Л
висмут ( Вi ) — Ви
вольфрам ( W ) — В
галлий ( Ga ) — Гл
кадмий ( Cd ) — Кд
кобальт ( Co ) — К
кремний ( Si ) — C
марганец ( Mn ) — Г
свинец ( Pb ) — АС
молибден ( Mo ) — М
цирконий ( Zr ) — Ц
Влияние примесей на стали и ее свойства
Углерод находится в стали обычно в виде химического соединения Fe3C, называемого цементитом. С увеличением содержания углерода до 1,2% твердость, прочность и упругость стали увеличиваются, но пластичность и сопротивление удару понижаются, а обрабатываемость ухудшается, ухудшается и свариваемость.
Кремний, если он содержится в стали в небольшом количестве, особого влияния на ее свойства не оказывает. При повышении содержания кремния значительно улучшаются упругие свойства, магнитопроницаемость, сопротивление коррозии и стойкость против окисления при высоких температурах.
Марганец, как и кремний, содержится в обыкновенной углеродистой стали в небольшом количестве и особого влияния на ее свойства также не оказывает. Однако марганец образует с железом твердый раствор и несколько повышает твердость и прочность стали, незначительно уменьшая ее пластичность. Марганец связывает серу в соединение MnS, препятствуя образованию вредного соединения FeS. Кроме того, марганец раскисляет сталь. При высоком содержании марганца сталь приобретает исключительно большую твердость и сопротивление износу.
Сера является вредной примесью. Она находится в стали главным образом в виде FeS. Это соединение сообщает стали хрупкость при высоких температурах, например при ковке, — свойство, которое называется красноломкостью. Сера увеличивает истираемость стали, понижает сопротивление усталости и уменьшает коррозионную стойкость.
В углеродистой стали допускается серы не более 0,06-0,07%.
Увеличение хрупкости стали при повышенном содержании серы используется иногда для улучшения обрабатываемости на станках, благодаря чему повышается производительность при обработке.
Фосфор также является вредной примесью. Он образует с железом соединение Fe3P, которое растворяется в железе. Кристаллы этого химического соединения очень хрупки. Обычно они располагаются по границам зерен стали, резко ослабляя связь между ними, вследствие чего сталь приобретает очень высокую хрупкость в холодном состоянии (хладноломкость). Особенно сказывается отрицательное влияние фосфора при высоком содержании углерода. Обрабатываемость стали фосфор несколько улучшает, так как способствует отделению стружки.
Легирующие элементы и их влияние на свойства стали
Хром – наиболее дешевый и распространенный элемент. Он повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность, увеличивает коррозионную стойкость; содержание больших количеств хрома делает сталь нержавеющей и обеспечивает устойчивость магнитных сил.
Никель сообщает стали коррозионную стойкость, высокую прочность и пластичность, увеличивает прокаливаемость, оказывает влияние на изменение коэффициента теплового расширения. Никель – дорогой металл, его стараются заменить более дешевым.
Вольфрам образует в стали очень твердые химические соединения – карбиды, резко увеличивающие твердость и красностойкость. Вольфрам препятствует росту зерен при нагреве, способствует устранению хрупкости при отпуске. Это дорогой и дефицитный металл.
Ванадий повышает твердость и прочность, измельчает зерно. Увеличивает плотность стали, так как является хорошим раскислителем, он дорог и дефицитен.
Кремний в количестве свыше 1% оказывает особое влияние на свойства стали: содержание 1-1,5% Si увеличивает прочность, при этом вязкость сохраняется. При большем содержании кремния увеличивается электросопротивление и магнитопроницаемость. Кремний увеличивает также упругость, кислостойкость, окалиностойкость.
Марганец при содержании свыше 1% увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок, не уменьшая пластичности.
Кобальт повышает жаропрочность, магнитные свойства, увеличивает сопротивление удару.
Молибден увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах.
Титан повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, является хорошим раскислителем, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.
Ниобий улучшает кислостойкость и способствует уменьшению коррозии в сварных конструкциях.
Алюминий повышает жаростойкость и окалиностойкость.
Медь увеличивает антикоррозионные свойства, она вводится главным образом в строительную сталь.
Церий повышает прочность и особенно пластичность.
Цирконий оказывает особое влияние на величину и рост зерна в стали, измельчает зерно и позволяет получать сталь с заранее заданной зернистостью.
Лантан, цезий, неодим уменьшают пористость, способствуют уменьшению содержания серы в стали, улучшают качество поверхности, измельчают зерно.
Расшифровка маркировки стали
Сталью называют ковкий сплав основного компонента железа с рядом химических элементов и углеродом.
От состава, обработки, применения и ряда других свойств зависят служебные характеристики каждого вида стали. Для упрощения ориентации в этом многообразии сплавов, приняты правила классификации и специальной обязательной маркировки по ряду обобщающих и специфических признаков.
Наиболее общим считается разделение по хим.составу: на углеродистую сталь и сталь, содержащую легирующие элементы. Концентрация в составе углерода менее 0,25 дает малоуглеродистые стали, при его содержании до 0,6-ти — средние, а при больших значениях получают высокоуглеродистые образцы. По процентным показателям легирующих веществ в составе проводится классификация на:
- низколегированные, с присутствием углерода до 2,5%;
- средние, до 10-ти%;
- более высокие значения соответствуют высоколегированной стали.
Маркировка по области применения
В ГОСТовской маркировке учтено назначение стали. Исходя из этого, различают:
- конструкционные, используемые в строительстве и машиностроительной области;
- инструментальные, идущие на производство режущих, измерительных, штамповых и других видов инструментов. Маркировка показывает улучшающие легирующие вещества;
- с особыми физическими свойствами, к которым относятся магнитные, специфические электротехнические и другие показатели;
- со специальными химическими особенностями, определяющими жаропрочность, жаростойкость и коррозийную устойчивость.
Качественные характеристики в обозначении
Маркировкой обозначено разделение по качеству стали, определяемое в зависимости от наличия в составе вредных примесей. К таким веществам относят серу, азот и фосфор. С учетом их процентного содержания в сплаве различают:
- обычное качество конструкционной углеродистой стали, когда в ней находится около 0,06% серы и фосфора. Она идет на изготовление механизмов и деталей для работы в стандартных условиях;
- качественную при уменьшении их содержания до 0,04 и 0,035%. Производится при более строгих технологических условиях. Из нее делают ответственные детали механизмов и конструкций, служащие в нормальных условиях;
- высококачественную легированную инструментальную с менее 0,03% примесей. Получают в дуговых электрических печах, возможно и с электрошлаковым переплавом. Служит для изготовления значимых деталей для сложных условий последующей эксплуатации;
- особовысококачественную при показателях ниже 0,015% и 0,025% соответственно. Специальные свойства позволяют изготавливать из нее особо нагруженные или ответственные узлы для применения в экстремальных условиях, включая авиационную и космическую отрасль.
Различие марок по степени раскисления
Технология производства стали предполагает некоторую степень насыщения сплава кислородом в ходе самого процесса. Этот вид примеси способен вызывать окисление при легировании. Для удаления кислорода проводят процедуру раскисления, вводя в состав для связывания части кислорода, марганец и кремний.
Для маркировки степени его устранения или раскисления приняты специальные буквенные обозначения, которые ставятся за указанной маркой:
- «СП» — спокойные или полностью раскисленные виды стали. Весь кислород собран в капсуле наверху. После ее удаления получается сплав с равномерным распределением всех химических составляющих;
- «ПС» — полуспокойные с промежуточными показателями. Пузыри у поверхности слитка убираются при прокате;
- «КП» — слабонаправленные кипящие стали с неоднородным составом готового слитка. Наружный чистый слой используется для проката. Слой, располагающийся ближе к средине, подойдет для производства проволоки, труб и листовых изделий.
Принципы и правила цифробуквенной маркировки
В РФ принята обязательная система обозначений всех видов металлопродукции. В ней буквами отмечены химические элементы, которые входят в состав стали. Цифра покажет количество самого вещества. Буквенное выражение используются и для показателей степени раскисления.
Индекс «Ст» ставится при маркировке обыкновенной по качеству стали. Следующий за ним цифровой показатель — условный номер марки от 0 до 6. Его возрастание свидетельствует о росте прочностных характеристик материала, а значит, о более высоком содержании углерода. Правда, пластичность при этом уменьшается. В конце указывается степень раскисления, а вначале — одна из букв А, Б или В, относящие сталь к группам:
- «А» — с гарантированными механическими качествами. Этот индекс не обязателен для обозначения;
- «Б» — с обеспеченным присутствием химических свойств;
- «В» — в сплаве гарантируется наличие всех механических и химических качеств.
В маркировке легированной стали добавленный, улучшающий химкомпонент указан после содержания углевода и обозначается:
- «Х» — при наличии в составе хрома;
- «В» — вольфрама;
- «Т» — когда лигирующим веществом выступает титан;
- «М» — молибден;
- «Ю» — алюминий.
Цифра, идущая после буквы, показывает процентное содержание легирующего элемента в стали. При ее отсутствии концентрация данного вещества в составе не выходит за пределы от 0,8 до 1,5%. У легированных конструкционных сталей вначале указано содержание углерода. Двузначное число показывает сотые процентной концентрации. Маркировка инструментальных видов стали позволяет не обозначать этот показатель при его значении, не превышающем 1,5%.
Маркировка отдельных видов стали
Специфические обозначения есть и у шарикоподшипниковой стали. Она отличается повышенной прочностью и износостойкостью при переменных нагрузках. Ее отмечают буквами «ШХ», за которыми следует процентная концентрация хрома в десятых долях.
Автоматную сталь принято обозначать «А». Она хорошо обрабатывается резанием и подходит для болтов и винтовых деталей. Ее можно дополнительно легировать никелем, хромом или свинцом. Цифра показывает углеродную составляющую.
Быстрорежущая сталь со сложным легированием отмечается буквой «Р». Далее ставится среднее процентное содержание в составе вольфрама. Следующие символы покажут дополнительные элементы, а также их долю.
Нержавеющая обыкновенная сталь имеет маркировку, аналогичную конструкционным легированным. Все виды опытных и нестандартных образцов, включая нержавейку, отличают буквенные обозначения индексов заводов, впервые выпустивших эту новую сталь. Иногда буквы связаны с определенным способом выплавки.
При складировании приняты дополнительные отличительные цветовые обозначения. Они наносятся на торцевую часть. Цвета соответствуют маркам, также нанесен номер акта приемки.
Пользуясь стандартными правилами справочного материала, несложно разобраться в маркировке любых видов сталей.
Маркировка сталей | Сварочные работы
Марка сталей обозначается сочетанием букв и цифр. Сталь углеродистая обыкновенного качества маркируется буквами Ст, что означает «сталь», после которых ставится одна из цифр от 0 до 6. Цифра в обозначении марки указывает номер стали, определяющий ее состав и свойства. Причем, чем выше номер, тем больше в стали углерода. Так, в Ст1 углерода может быть 0,06—0,12 %; в стали Ст3 — углерода 0,14—0,22%; в стали Стб — углерода 0,38—0,49 %.
Углеродистая сталь может быть трех степеней раскисления — спокойная, полуспокойная и кипящая. Для лучшей характеристики стали к ее марке добавляют соответствующие буквы сп, пс, кп. Например, Ст2кп, Ст3сп, Ст5пс, Стбсп.
В соответствии с ГОСТ 380—71 в некоторых марках стали допускается содержание марганца до 1 % и более. При маркировке таких сталей перед буквами, означающими степень раскисления, ставится буква Г. Например, Ст3пс может содержать марганца 0,4—0,65 %, а Ст3Гпс содержит марганца 0,8—1,1 %; Ст5пс содержит марганца 0,5—0,8%, а Ст5Гпс — 0,8—1,2 %.
Стали углеродистые обыкновенного качества, изготовляемые по ГОСТ 380—71, в зависимости от гарантируемых характеристик и назначения делятся на три группы.
Стали группы А характеризуются механическими свойствами.
Стали группы Б характеризуются химическим составом. Эти стали, так же как и стали группы А, бывают различных степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца, т. е. могут быть стали марок БСт3кп, БСт3пс, БСт3сп и БСт3Гпс.
Стали группы В характеризуются механическими свойствами и химическим составом. К этой группе относятся стали марок ВСт2, ВСт3, ВСт4 и ВСт5, из них некоторые могут быть всех степеней раскисления и с повышенным содержанием марганца.
По химическому составу стали группы В должны соответствовать нормам, указанным в ГОСТ для стали группы Б, за исключением нижнего предела по содержанию углерода. Сталь всех групп с номерами от 1 до 4 может быть всех степеней раскисления, а с номерами 5 и 6—только спокойной или полуспокойной.
В зависимости от нормируемых показателен счаль каждой группы подразделяется на категории.
Сталь группы А имеет три категории, для каждой из которых установлены заданные нормы механических свойств.
Сталь группы Б подразделяется на две категории. К первой категории относятся стали марок БСт0 — БСтб всех степеней раскисления, нормируемые по углероду, марганцу, кремнию, сере, фосфору и азоту. Ко второй категории относятся стали марок БСт1 — БСтб, нормируемые кроме указанного для первой категории еще и содержанием хрома, никеля и меди.
Стали группы В подразделяются на шесть категорий, а к нормируемым показателям относится временное сопротивление, предел текучести, относительное удлинение, изгиб в холодном состоянии, химический состав и ударная вязкость при различных температурах.
Сталь группы В третьей — шестой категорий поставляется только полуспокойной и спокойной.
Для обозначения категории стали к обозначению марки добавляют номер соответствующей категории, например ВСт3псЗ, БСт3кп2, Ст3пс2 и т. п.
По ГОСТ 1050—74 выпускается углеродистая качественная конструкционная сталь. В зависимости от механических свойств эта сталь делится на пять категорий. В углеродистых качественных сталях нормируется содержание углерода, кремния, марганца, хрома, серы и фосфора. По содержанию углерода сталь и маркируется.
Марка углеродистых качественных сталей состоит из двух цифр, которые указывают на примерное содержание углерода в сотых долях процента. Например, сталь 08 содержит углерода 0,5—0,12 %; сталь 20 содержит углерода 0,17—0,24.
В качественных конструкционных сталях жестче ограничения по содержанию вредных примесей, чем в сталях обыкновенного качества.
Диапазоны химического состава низко- и среднеуглеродистых качественных сталей и сталей обыкновенного качества в значительной степени перекрываются. Это позволяет при необходимости осуществлять их замену. Например, Сталь 20 может быть заменена сталью ВСт3сп, но стандарт на качественную сталь не регламентирует их ударную вязкость при отрицательных температурах и после механического старения.
При производстве стальных строительных конструкций большое применение находят низколегированные стали и стали повышенной прочности. Маркировка легированных сталей состоит из сочетания прописных букв и цифр. Буквы указывают наличие в стали легирующих элементов. Условное обозначение химических элементов, входящих в состав сталей, приведено в табл. 3.
Cталь марки 20: характеристики, применение, ГОСТ
По классификации сталь марки 20 относится к углеродистым конструкционным качественным соединениям. Рассмотрим это обозначение подробнее.
- Конструкционная. Означает, что данная сталь отлично подходит для изготовления различных строительных конструкций, деталей и механизмов в машиностроении.
- Качественная. Означает, что к химическому составу, технологии и процессу изготовления проката из стали 20 предъявляются жесткие требования, в отличие от марок обычных сталей. В качественной стали – минимум неметаллических примесей, газов, серы и фосфора. Это улучшает ее эксплуатационные характеристики. Например, уменьшение содержания серы снижает риск ломкости стального проката при холодной обработке, а фосфора – риск появления трещин при горячей. Также в марках качественных сталей регламентируется допустимое максимальное отклонение процентного содержания углерода – 0,08% от нормы.
- Углеродистая. Означает, что основным легирующим элементом в ней является углерод. Содержание иных добавок в ней минимально (точные значения зависят от марки стали).
Состав стали марки 20
Химический состав стали 20 регламентирован ГОСТ 1050-58. Согласно его требованиям, массовая доля углерода в ковшевой пробе сплава должна составлять от 0,17% до 0,24%. Поэтому сталь 20 относится к низкоуглеродистым.
Нормы содержания в ней других химических элементов по ГОСТу:
- никеля и меди – не более 0,3%
- мышьяка – не выше 0,08%;
- марганца – 0,35% – 0,65%;
- хрома – не выше 0,25%;
- кремния – 0,17% – 0,37%;
- серы и фосфора – соответственно, не более 0,040% и 0,035%.
Свойства
Углеродистая сталь марки 20 отличается низкой хрупкостью. Благодаря невысокому содержанию Carboneum она также:
- мало подвержена образованию флокенов (внутренних разрывов) при изготовлении;
- пластична, легко поддается штампованию;
- отлично сваривается;
- обладает повышенной износостойкостью.
Однако ее нельзя отнести к высокопрочным материалам. Для увеличения поверхностной прочности применяют цементирование – насыщают верхние слои деталей из стали 20 углеродом.
Применение стали 20
Сталь 20 используется для изготовления:
- труб и трубной арматуры, крюков и других деталей, эксплуатируемых в условиях высокого давления и температур от -40°C до 450°C;
- тонких запчастей, эксплуатируемых в условиях повышенного истирания;
- упоров, шестерен, пальцев и других деталей, которые используются под малой нагрузкой;
- сварных профилей;
- (после химико-термической обработки) деталей, которым требуется усиленная прочность поверхности, но не сердцевины (шестерни, червяки и т. п.).
ООО «ТД «Ареал» предлагает широкий сортамент металлопроката из стали 20. С каждым клиентом личный менеджер индивидуально согласовывает сроки оплаты, типы отгрузки, желаемые характеристики и т. д. Дополнительно осуществляются услуги резки в нужный размер. Быстрая погрузка и доставка по Москве, МО и центральному региону России.
Сталь 20, сталь 09Г2С, сталь 12Х18Н10Т
Характеристики материала сталь 20, фланцы сталь 20.
Самая распространенная марка стали для производства фланцев и фланцевых соединений, сталь конструкционная углеродистая качественная получил самое широкое распространение в производстве трубопроводной арматуры, водо, газо, нефте оборудовании. Фланцы из стали 20 применяются в котлостроении и других элементах тепло газо и нефтеснабжения, работающих при температурах до + 350 С. Ниже мы приводим основные физические, химические, технологические свойства стали 20, применяемой, как основной материал производства стальных фланцев из стали 20.
|
Марка стали: |
20 |
| Заменитель стали: | 15, 25 |
| Классификация стали: | Сталь конструкционная углеродистая качественная |
| Применение стали: | трубы перегревателей, коллекторов и трубопроводов котлов высокого давления, листы для штампованных деталей, цементуемые детали для длительной и весьма длительной службы при температурах до 350 град. |
Химический состав в % материала сталь 20
ГОСТ 1050 – 88
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | As |
| 0.17-0.24 | 0.17-0.37 | 0.35-0.65 | до 0.25 | до 0.04 | до 0.04 | до 0.25 | до 0.25 | до 0.08 |
Температура критических точек материала сталь 20.
| Ac1 = 724 , Ac3(Acm) = 845 , Ar3(Arcm) = 815 , Ar1 = 682 |
Механические свойства (характеристики) при Т=20oС материала сталь 20.
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| – | мм | – | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | – |
| Прокат горячекатан. | до 80 | 420 | 250 | 25 | 55 | Нормализация | ||
| Пруток | Прод. | 480 | 270 | 30 | 62 | 1450 | Отжиг 880 – 900oC, | |
| Пруток | Прод. | 510 | 320 | 30.7 | 67 | 1000 | Нормализация 880 – 920oC, |
| Твердость материала сталь 20 после отжига, | HB 10 -1 = 163 МПа |
| Твердость материала сталь 20 калиброванного нагартованного, | HB 10 -1 = 207 МПа |
| Твердость материала сталь 20 , Трубы горячедеформир. ГОСТ 550-75 | HB 10 -1 = 156 МПа |
Физические свойства (характеристики) материала сталь 20 .
| T | E 10- 5 | a 10 6 | l | r | C | R 10 9 |
| Град | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
| 20 | 2.13 | 52 | 7859 | |||
| 100 | 2.03 | 11.6 | 50.6 | 7834 | 486 | 219 |
| 200 | 1.99 | 12.6 | 48.6 | 7803 | 498 | 292 |
| 300 | 1.9 | 13.1 | 46.2 | 7770 | 514 | |
| 400 | 1.82 | 13.6 | 42.8 | 7736 | 533 | 487 |
| 500 | 1.72 | 14.1 | 39.1 | 7699 | 555 | 601 |
| 600 | 1.6 | 14.6 | 35.8 | 7659 | 584 | 758 |
| 700 | 14.8 | 32 | 7617 | 636 | 925 | |
| 800 | 12.9 | 7624 | 703 | 1094 | ||
| 900 | 7600 | 703 | 1135 | |||
| 1000 | 695 | |||||
| Т | МПа | 1/Град | Вт/(м·град) | кг/м3 | Дж/(кг·град) | Ом·м |
Технологические свойства (характеристики) материала сталь 20 .
| Свариваемость: | без ограничений. |
| Флокеночувствительность: | не чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | не склонна. |
Литейно-технологические свойства материала сталь 20 .
| Температура плавления, °C: | 1.1 – 2.2 |
| Температура горячей обработки,°C: | 3.3 – 4.4 |
| Температура отжига, °C: | 5.5 – 66 |
Обозначения:
Механические свойства материала сталь 20:
sв – Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT – Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5 – Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y – Относительное сужение , [ % ]
KCU – Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB – Твердость по Бринеллю , [МПа]
Физические свойства материала сталь 20:
T – Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E – Модуль упругости первого рода , [МПа]
a – Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o – T ) , [1/Град]
l – Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r – Плотность материала , [кг/м3]
C – Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o – T ), [Дж/(кг·град)]
R – Удельное электросопротивление, [Ом·м]
Свариваемость материала сталь 20:
без ограничений – сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая – сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая – для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки – отжиг
Аналоги стали 20 в классификациях зарубежных сталей
| Россия (ГОСТ) | Евронормы (EN) | Германия (DIN) | США (AISI) | Китай (GB) |
| 20 | 1.1151 | 1.0402 | 1020 | 20 |
описание, расшифровка, аналоги, характеристики, химический состав
Описание
Сталь 20 относится к конструкционным углеродистым качественным сталям. Применяется для изготовления деталей, требующих большой вязкости и не подвергающихся при эксплуатации напряжениям. В частности эта сталь применяется для изготовления неогневой аппаратуры нефтеперерабатывающих заводов: реакционных камер, эвапораторов, ректификационных колонн, газосепараторов, корпусов теплообмеников и других сосудов, а также приварных фланцев. В нефтяном машиностроении изготавливают сердечники поршней грязевых насосов, сухари кованных бурильных ключей, оси, соединительные муфты, пальцы крецкопфов и шестерни привода насоса компрессоров, различные болты, гайки, винты, шпильки, вилки, рычаги, шайбы и т.д.
После нормализации или без термообработки из стали 20 изготавливают крюки кранов, муфты, вкладыши подшипников и другие детали, работающие при температуре от -40 до 450 °С под давлением, после ХТО — шестерни, червяки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины.
к содержанию ↑Расшифровка стали 20
Число 20 указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента, т.е. содержание углерода в стали 20 равно 0,2%.
Если сталь имеет обозначение 20А, то буква «А» в конце марки указывает, что сталь относится к категории высококачественной
Заменители и аналоги
Стали заменители:
Иностранные аналоги:
- С22 — Германия DIN
- 1.0402 — Евронормы (EN)
- 1020 — США (AISI, ASTM)
- XC18, AF 40 C20, AF 42 — Франция (AFNOR)
- 050A20- Великобритания BS
- S 20 — Япония JIS
- 12024 — Чехия (CSN)
- 20 — Польша(PN/H)
Химический состав, % (ГОСТ 19281-2014)
| C, углерод | Mn, марганец | Si, кремний | P, фосфор | S, сера | Cr, хром | Ni, никель | Cu, медь | As, мышьяк |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| не более | ||||||||
| 0,17-0,24 | 0,17-0,37 | 0,35-0,65 | 0,25 | 0,04 | 0,035 | 0,25 | 0,25 | 0,08 |
Термообработка Стали 20
Для повышения поверхностной твердости и, следовательно, увеличения стойкости против износа детали, изготовленные из стали 20, в ряде случаев подвергаются цементации или цианированию (например, пальцы крейцкопфов, шестерни, оси).
Цементация производится при температуре 910—930 °С; цементованные изделия закаливаются с температуры 780—800° С в воде и отпускаются при 150—180 °С. Цианируют, как правило, в ваннах из расплавленных солей, содержащих 20—25% цианистого натрия, при температуре 820—850 °С в течение 20-40 мин. При таком режиме цианирования можно получить цианированный глубиной 0,2—0,3 мм. После цианирования и закалки с отпуском при 150-180 °С изделия имеют твердость на поверхности HRC 62—64.
к содержанию ↑Механические свойства
| ГОСТ | Состояние поставки | σв, МПа, | δ5, % | Ψ, % | Твердость HB, не более |
| не менее | |||||
| ГОСТ 1050-88 | Сталь калиброванная: | ||||
| горячекатаная, кованая и серебрянка 2-й категории после нормализации | 410 | 25 | 55 | — | |
| 5-й категории после нагартовки | 490 | 7 | 40 | — | |
| 5-й категории после отжига или высокого отпуска | 390 | 21 | 50 | — | |
| ГОСТ 10702-78 | Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой: | ||||
| после отпуска или отжига | 390-490 | — | 50 | 163 | |
| после сфероидизирующего отжига | 340-440 | — | 50 | 163 | |
| нагартованная без термообработки | 490 | 7 | 40 | 207 | |
| ГОСТ 1577-93 | Полоса нормализованная или горячекатаная | 410 | 25 | 55 | — |
| ГОСТ 4041-71 (образцы поперечные) | Лист термообработанный 1 и 2-й категории | 340-490 | 28 | — | 127 |
Механические свойства поковок (ГОСТ 8479-70)
| Термообработка | Сечение, мм | КП | σ0,2, МПа, | σв, МПа, | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см2 | Твердость HB, не более |
| не более | Нормализация | До 100 | 175 | 175 | 350 | 28 | 55 | 64 | 101-143 |
| 100-300 | 350 | 24 | 50 | 59 | 101-143 | |||
| 300-500 | 350 | 22 | 45 | 54 | 101-143 | |||
| 500-800 | 350 | 20 | 40 | 49 | 101-143 | |||
| До 100 | 195 | 195 | 390 | 26 | 55 | 59 | 111-156 | |
| 100-300 | 390 | 23 | 50 | 54 | 111-156 | |||
| До 100 | 215 | 215 | 430 | 24 | 53 | 54 | 123-167 | |
| 100-300 | 430 | 20 | 48 | 49 | 123-167 | |||
| Закалка + отпуск | 100-300 | 245 | 245 | 470 | 19 | 42 | 39 | 143-179 |
Механические свойства стали после ХТО
| Режим ХТО | Сечение, мм | σ0,2, МПа, | σв, МПа, | δ5, % | Ψ, % | KCU, Дж/см2 | Твердость HB, не более |
| не более | Цементация при 920- 950 °С, охл. на воздухе; закалка с 800-820 °С в воде; отпуск при 180- 200 “С, охл. на воздухе | 50 | 290-340 | 490-590 | 18 | 45 | 54 | HRCэ 156 — сердцевины; НВ 55-63 — поверхности |
Предел выносливости (
n = 107)| Характеристики прочности | σ-1, МПа | τ-1, МПа |
| σ0,2 = 320 МПа, σв = 500 МПа, | 206 | — |
| σ0,2 = 310 МПа, σв = 520 МПа, | 245 | — |
| σ0,2 = 280 МПа, σв = 490 МПа, | 225 | — |
| — | 127*1 | — |
| σ0,2 = 280 МПа, σв = 420 МПа, | 193 | — |
| — | 255 | 127*2 |
*1 — Нормализация при 910 °С, отпуск при 620 °С.
*2 — Цементация при 930 °С, отпуск при 190 °С.
Механические свойства при повышенных температурах
| tисп, °С | σ0,2, МПа | σв, МПа | δ5, % | ψ, % | KCU, Дж/см2 |
| 20 | 280 | 430 | 34 | 67 | 218 |
| 200 | 230 | 405 | 28 | 67 | 186 |
| 300 | 170 | 415 | 29 | 64 | 188 |
| 400 | 150 | 340 | 39 | 81 | 100 |
| 500 | 140 | 245 | 40 | 86 | 88 |
| 700 | — | 130 | 39 | 94 | — |
| 800 | — | 89 | 51 | 96 | — |
| 900 | — | 75 | 55 | 100 | — |
| 1000 | — | 47 | 3 | 100 | — |
| 1100 | — | 30 | 59 | 100 | — |
| 1200 | — | 20 | 64 | 100 | — |
Ударная вязкость KCU
| Термообработка | KCU, Дж/см2, при температуре, °С | |||
| +20 | -20 | -40 | -60 | |
| Отжиг | 110 | 68 | 47 | 10 |
| Нормализация | 157 | 109 | 86 | 15-38 |
Примечание. σ4001/10000 = 98 МПа;
σ4751/100000 = 35 МПа;
σ4501/10000 = 120 МПа;
σ4751/1000000 = 78 МПа;
σ4501/1000 = 59 МПа;
Технологические свойства
Температура ковки, °С: начала 1280, конца 750. Охлаждение на воздухе.
Свариваемость — сваривается без ограничений, кроме деталей после ХТО.
Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС.
Обрабатываемость резанием — Kv тв.сп = 1,7 и Kv б.ст = 1,6 в горячекатаном состоянии при НВ 126—131 и σв =450—490 МПа.
Флокеночувствительность — не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.
Температура критических точек, °С
| Ac1 | Ac3 | Ar3 | Ar1 |
|---|---|---|---|
| 735 | 850 | 835 | 680 |
Выбираем конструкционную сталь. Характеристики стали 3, 20 и 45, 40х
Сталь ст 3
Сталь 3 (ст3) входит в список конструкционных углеродистых стали. Продукция выпускается различных видов в форме сортового и листового проката. Свойства этого вида стали являются условием для включения их к группе А, вот почему в ее наименовании отсутствуют дополнительные обозначения – ст3. Сталь данного типа производится методом сварки и давления, без горячей или другой дополнительной обработки. При этом используется углеродистая сталь 3.
Представим расшифровку стали 3: «ст» обозначает «сталь», а цифра – номер марки. Процент содержания углерода в данном виде стали указан в номере, и необходимо знать – чем выше номер, тем выше содержание углерода. После номера марки иногда указывается степень раскисления продукта, по параметрам которого сталь подразделяют на кипящие (кп), спокойные (сп) и полуспокойные (пс). Благодаря хорошей свариваемости и простоте данная марка применяется в различных металлических конструкциях и в строительстве.
Сталь 20 и 45
Данные виды стали относятся к качественным углеродистым конструкционным. Являясь низкоуглеродистой, сталь 20 характеризуется отличной свариваемостью, пластичностью и штамповкой. Сталь 20 с такими характеристикам, как правило, используется в производстве разных видов деталей для крепежа – валики, оси и т.д. Данный вид продукции может дополнительно цементироваться, что увеличивает прочность поверхности, одновременно насыщаясь углеродом.
Сталь 45 является среднеуглеродистой качественной конструкционной, особенность которой – невосприимчивость к сварке. В ее характеристики входит также повышенная прочность и, в то же время, низкая вязкость и пластичность. Способ термообработки деталей зависит от условий, в которых протекает работа, где применяются нормализация и улучшение, а также закалка с низким отпуском и ТВЧ. Сталь 45 применяется в производстве деталей небольшого размера: зубчатые колеса, валы, шатуны и детали, подвергающиеся циклическим нагрузкам.
Сталь 40х
Указанный вид стали относится к хромистым конструкционным улучшаемым легированным. Цифры в начале названия показывают процент содержания углерода, а буквы – легирующие элементы. Буква «х» в свою очередь обозначает применение хрома в производстве стали 40х.
Из нее чаще изготавливают средненагруженные детали небольшого размера, причем, чем выше содержание углерода в данной линейке стали, тем выше прочность и ниже пластичность и вязкость. Кроме этого, стали из хрома характеризуются довольно низкой прокаливаемостью
- Конструкционная сталь — это углеродистая или легированная сталь, которая обладает химическими, физическими, механическими свойствами. Сталь данного качества используется в изготовлении механизмов, различных деталей, машиностроительных конструкций и в строительстве. Процесс легирования происходит с помощью следующих химических элементов: титан, марганец, ванадий, молибден, хром, никель, медь, кремний, азот, ниобий, селен, кобальт, вольфрам, бериллий, бор, алюминий.
- Инструментальная сталь — это легированная или углеродистая сталь, из которой изготавливаются измерительные и режущие инструменты, штампы горячего и холодного деформирования, а также детали машин. Острота кромки режущих инструментов объясняются именно наличием в стали молибдена. Процесс легирования инструментальной стали происходит с помощью следующих химических элементов: титан, бериллий, молибден, алюминий, вольфрам, ванадий, медь, хром, марганец, кремний, никель, азот, ниобий, селен, кобальт, молибден, бор.
Марка стали 20 особенности- Металлмаш
Сталь 20 — конструкционная углеродистая высококачественная сталь для производства металлической продукции – калиброванного металлопроката. Сфера её применение также распространяется на изготовление труб перегревателей, коллекторов, трубопроводов котлов высокого давления, а также цементируемых деталей для длительной службы при высоких температурах (до 350 градусов по Цельсию).
Сталь 20 в производстве металлопродукции
Сталь 20 не склонна к отпускной хрупкости, характеризуется высокой свариваемостью, что делает её идеальной для производства труб, листового и сортового проката, стальных шестигранников.
Шестигранник представляет собой металлопрокат с шестигранным сечением и диаметром вписанного круга 8-100 мм. Клиенты «МеталлМаш» могут купить шестигранники двух видов (сталь 20, 35, 40 и 45):
- Горячекатаный (ГОСТ 2879-88). В основном, применяется для изготовления крепежных деталей (гаек, болтов, шурупов), частей механизмов и машин. Качество проката шестигранника определяется категориями: Б –высокой точности, В – нормальной точности. Изделие может включать разную долю хрома, никеля и меди.
- Калиброванный (ГОСТ 8560-78). Выпускается с шестигранным сечением 3-100 мм.
Для изготовления шестигранников используется сталь различных марок (от малоуглеродистой стали до легированной). Длина шестигранного прута составляет 2 — 6 метров. Высокая прочность и отличные эксплуатационные характеристики шестигранников позволили этой продукции найти свое применение в строительстве для изготовления каркасов, в производстве специального оборудования для химической и пищевой индустрии, в легком и тяжелом машиностроении, а также в авиастроении, поскольку изделия способны выдерживать самые большие нагрузки.
Круг стальной. Также встречается название «прокат круглого сечения».
Стальной круг имеет форму прута с круглым, иногда овальным, сечением. Обладая высокой прочностью и эластичными свойствами, изделие хорошо поддается обработке и сварке. Круг стальной чаще всего используется как заготовка в производстве труб, однако это не мешает ему быть задействованным в разных сферах, начиная от бытовой и заканчивая космическим строением. В быту стальной круг применяется для изготовления подставок, вешалок, изгородей, лестниц и других конструкций, в строительстве – в качестве укрепляющего элемента, а также при армировании бетона.
«МеталлМаш» поставляет два вида стального круга (можно купить сталь 20, 35, 40 и 45):
- Горячекатаный (ГОСТ 2590-88). Горячекатаный металлопрокат круглого сечения может иметь диаметр 5 — 270 мм. Сырье – низкоуглеродистая, легированная или автоматная сталь. Точность круга определяется тремя классами: А – высокая точность, Б – повешенная, В – нормальная. Допустимое отклонение – 30-50 мм. Поставляется в виде прутков или в мотках (при диаметре менее 9 мм) длиной 2-12 м.
- Калиброванный (ГОСТ 1051-73): холоднотянутый (изготавливается методом холодного волочения из горячекатаного круга), холоднокатаный (изготавливается методом холодной прокатки).
Благодаря тщательной обработке с применением дополнительных технологий (шлифованию, полированию и т.д.) круг калиброванный имеет точные размеры по сечению и гладкую поверхность. Поставляется в виде прутков или в мотках (при диаметре менее 25 мм). Калиброванный прокат с круглым сечением находит широкое применение в изготовлении валов, осей, толкателей и других частей машинных механизмов.
Компания «МеталлМаш» предлагает металлопрокатную продукцию для всех регионов Украины. Если вам необходимо купить сталь 20, 35, 40 и 45 высокого качества вы можете, непосредственно связавшись с нами по телефону или электронной почте.
Что нужно знать о … сплавах тарелок
Билли Бреннан
Сплав в самом основном смысле представляет собой смесь двух или более металлов. Поскольку металлы в своем естественном состоянии химически не связаны, они плавятся – и создаются сплавы – в расплавленном состоянии путем плавления и смешивания. Этот фундаментальный процесс лежит в основе производства тарелок.
Тарелкиизготавливаются из различных медных сплавов – не только потому, что пластичность меди позволяла использовать ее на протяжении всей истории даже с простыми инструментами, но, что более важно, потому, что медь обладает желаемыми звуковыми свойствами.Наиболее распространенными медными сплавами, используемыми в тарелках, являются бронзы, которые представляют собой сплавы меди и олова с небольшими количествами других металлов, таких как серебро. Бронза B20 (80 процентов меди, 20 процентов олова), также известная как колокольная бронза, и бронза B8 (92 процента меди, 8 процентов олова) являются наиболее распространенными, но такие компании, как Zildjian, Meinl и Paiste, экспериментируют с различным оловом. отношения к меди. Латунь – сплав меди и цинка, а не олова – также все еще используется в некоторых тарелках, хотя никелевое серебро (обычно 60 процентов меди, 20 процентов никеля и 20 процентов цинка) практически исчезло с тарелок, несмотря на то, что оно более распространено в прошлое, как в моделях Paiste 40-50-х годов.(Никелевое серебро до сих пор иногда используется, например, в некоторых гонгах Пайсте.)
В идеале качество звука лежит в основе любого музыкального инструмента, но никогда не бывает так просто. Существует бесчисленное множество жанров, настроек исполнения и личных мнений о том, что звучит «хорошо». Не говоря уже о том, что расходы почти всегда играют огромную роль в производстве и розничной торговле – в конце концов, не каждый может позволить себе приобрести тарелку за 400 долларов. Это может довольно быстро запутаться. Но ознакомьтесь с основами сплавов тарелок, и вы будете гораздо лучше подготовлены, чтобы делать правильные покупки тарелок для того типа музыки, которую вы играете.
Базовая бронза
Поскольку бронза в той или иной форме составляет подавляющее большинство сплавов тарелок, это хорошее место для начала. Пол Фрэнсис, директор по исследованиям и дизайну / качеству Zildjian, говорит: «Как правило, чем меньше олова, тем ярче и четче будет звучать тарелка с более высокими частотами», в то время как Пайсте, менеджер по международным связям с артистами и специалист по продукции Кристиан Венцель описывает звучание сплавов с повышенным содержанием олова как «более богатое и устойчивое».”
Сопутствующее практическое правило состоит в том, что чем выше соотношение олова и меди, тем дороже тарелка (хотя это не всегда верно, например, с серией 2002 профессионального качества Paiste, в которой используется бронза B8). Одна из причин этого – повышенная сложность работы со сплавом с повышенным содержанием олова. Другой – диапазон звука, обеспечиваемый различными сплавами. Мы более внимательно рассмотрим известные бронзовые сплавы и приведем несколько примеров тарелок, в которых используется каждый тип.
B20
Независимо от того, обозначена ли эта бронза как B20 (Sabian и Meinl), CuSn20 (Paiste) или Zildjian Secret Alloy, эта бронза на 80 процентов состоит из меди и на 20 процентов олова, часто со следами серебра. С B20 может быть сложно работать, требуя обширной доработки и отжига из-за его естественного хрупкого состояния, но он использовался дольше, чем любой другой сплав (только Зилджиану почти 400 лет!) B20 по-прежнему является наиболее часто используемой формой бронзы. «Он предлагает широчайший частотный диапазон, и мы можем управлять им», – говорит Фрэнсис.«Он может быть ярким, как в серии A, или темным, как в серии K». Эта универсальность позволяет тарелкам B20 быть опорой во всех стилях музыки, от джаза до рока и не только.
Zildjian использует сплав B20 в своих литых бронзовых тарелках, производство которых полностью осуществляется собственными силами, от литья до отделки. Сюда входят серии A, K, A Custom и K Custom. Meinl использует B20 в своих линиях Mb20, Byzance, Candela и Symphonic. В сериях Sabian HHX, AAX, HH, AA, Xs20 и Paragon, а также в сериях Paiste’s Twenty, Twenty Masters Collection и Formula 602 также используется этот бронзовый вариант.
B8
B8, или бронза 2002 / CuSn8 от Paiste, состоит из 92 процентов меди и 8 процентов олова. Эта бронза часто используется в тарелках начального уровня, таких как тарелки Zildjian ZBT и ZXT из листовой бронзы (называемые «листовой бронзой» , а не , потому что модели не требуют литья, а потому, что металл отливается сторонними поставщиками и покупается в большая часть от Zildjian, а не на заводе Zildjian). B8 также используется из-за его очень яркого и сфокусированного звучания.Хорошим примером этого является серия RUDE от Paiste, ориентированная на такие жанры, как панк и металл, которые часто требуют громких режущих тарелок, чтобы пробить громкость и искажения усилительных гитар.
В частности,Paiste гордится своими высококачественными тарелками B8, включая серии 2002, Giant Beat и RUDE. В линейках Alpha среднего класса и более доступных линиях PST 5 также используется бронза 2002 года. В линиях Meinl Mb8, Classics и MCS, а также в некоторых моделях серии Generation X используется этот сплав, как и в линейках Sabian B8 начального и среднего уровня B8 Pro и APX.
Прочие смеси
Meinl ценит звук и параметры настройки, и поэтому заявляет, что является «единственным производителем тарелок, предлагающим из четырех различных видов бронзовых сплавов». В дополнение к B8 и B20 компания использует сплавы B10 и B12 (которые, как вы уже догадались, составляют 90/10 и 88/12 бронзы на олово, соответственно). Эти бронзовые цвета лежат между B8 и B20 в континууме от яркого и громкого до темного и гладкого. B10 используется в новой линейке Classics Custom и некоторых тарелках Generation X, а B12 используется в линиях Soundcaster Custom и Soundcaster Fusion.Зилджян также использует бронзу B12 в серии полупрофессиональных ZHT, которую Фрэнсис описывает как «сделанную так же, как A, но с немного большей яркостью».
В то время как Paiste не использует B10 или B12, компания использует свою запатентованную Signature Bronze. Как утверждает Пайсте, этот ранее неиспользованный сплав «оказался полнее, шире и богаче по звуковому потенциалу, чем любой другой сплав». Формула используется в высококачественных тарелках Signature, Signature Reflector, Signature Dark Energy и Signature Traditionals.
Латунь
Как упоминалось ранее, латунь – это медно-цинковый сплав, чаще всего в соотношении 63/37, используемый в некоторых тарелках.Кристиан Венцель из Paiste отмечает, что «латунь звучит немного приглушенно по сравнению со всеми бронзовыми сплавами». А Пол Фрэнсис из Zildjian описывает медные тарелки как «ограниченные» по звуку и долговечности и как «самые простые тарелки, по которым можно ударить». Судя по этим ограничениям, неудивительно, что латунь используется гораздо реже, чем бронза. Этот сплав почти всегда встречается в инструментах для начинающих. Если в вашем магазине есть комплекты начального уровня с бесплатными тарелками, скорее всего, это медные.
СерияZildjian Planet Z похожа на ZDT, но выполнена из латуни. Эта линия в первую очередь ориентирована на те регионы мира, которые не могут позволить себе бронзовые тарелки. PST 3 от Paiste и HCS от Meinl также являются медными тарелками начального уровня.
Заключение
Хотя сплавы, используемые производителями тарелок, обеспечивают основу звука конечного продукта, они – лишь верхушка айсберга. «Сплав – только одна часть звука», – говорит Венцель.«Он обеспечивает определенный звуковой потенциал, и, помимо этого, общий звук готовой тарелки является результатом ремесленных навыков: штамповки, темперирования, различных техник токарной обработки и т. Д. Каждый этап производства, помимо анатомии – размера, веса, формы – влияет на звучание тарелки. Более того, ни один из сплавов не ограничен определенным музыкальным стилем. Например, мы используем нашу Signature Bronze для громких тяжелых тарелок, таких как крэш Signature Reflector Heavy Full, которые популярны среди барабанщиков металла и хард-рока.С другой стороны, тот же сплав используется для темных мягких тарелок, подходящих для джаза, блюза и т. Д., В линейке Traditionals ».
Тем не менее, основы и обобщения сплавов, описанные в этой статье – больше олова означает более теплый и низкий звук, а меньшее количество олова означает яркий и резкий звук – должны дать вам хорошую отправную точку в поисках подходящей тарелки звучит для ваших конкретных нужд.
Первоначально опубликовано в выпуске Drum Business за май / июнь 2011 г.
И обязательно ознакомьтесь с другими нашими функциями «Что вам нужно знать о» здесь.
Какие четыре типа стали?
Сталь – такой мощный элемент, который бывает нескольких различных сортов и обладает уникальным химическим составом. Теперь, когда свойства стали и различные стальные сплавы настолько обширны, было бы шокировать осознание того, что все виды стали, даже обрабатываемые на станках с ЧПУ, состоят всего из двух частей: железа и углерода.
Однако настоящая разница начинается, когда появляются дополнительные углеродные и легирующие элементы. Видите ли, долговечность и прочность стали определяются теми дополнительными аспектами (такими как марганец и фосфор), которые вводятся при ее формулировании, и это то, что определяет ее категорию для конкретных применений. Итак, если вам интересно, какой тип стали покупать для ваших конкретных нужд, вы должны понимать химическую структуру физических свойств стали, которые подразделяются на четыре основных типа.
Четыре основных типа стали
1. Углеродистая сталь
Углеродистая сталь выглядит тусклой, матовой и, как известно, подвержена коррозии. В целом, существует три подтипа этой стали: низкоуглеродистая, средне- и высокоуглеродистая сталь, при этом низкоуглеродистая сталь содержит около 30% углерода, средняя 0,60% и высокая 1,5%. Само название на самом деле происходит от того факта, что они содержат очень небольшое количество других легирующих элементов. Они исключительно прочные, поэтому их часто используют для изготовления таких вещей, как ножи, высоковольтные провода, автомобильные детали и другие подобные предметы.
Факт: Углеродистая сталь составляет около 90% всего производства стали.
Сталь
C45 / AISI 1045 – это среднеуглеродистая сталь, подходящая для таких деталей, как шестерни, болты, оси и валы общего назначения, шпонки и шпильки. Мгновенно укажите цену на деталь из углеродистой стали
2. Легированная сталь
Далее идет легированная сталь, которая представляет собой смесь нескольких различных металлов, таких как никель, медь и алюминий. Они, как правило, более дешевы, более устойчивы к коррозии и используются для некоторых автомобильных запчастей, трубопроводов, корпусов судов и механических проектов.Для этого сила зависит от концентрации элементов, которые в нем содержатся.
Легированная сталь AISI 4317 / 18NiCrMo5: высокая прочность и ударная вязкость сердечника, сверхмощные подшипники, кулачковые толкатели, кулачки сцепления, компрессорные кольца, валы вентиляторов, сверхмощные шестерни, валы насосов. Мгновенно укажите цену на деталь из легированной стали
3. Инструментальная сталь
Инструментальная стальизвестна своей твердостью, устойчивостью к нагреванию и царапинам. Название происходит от того факта, что они очень часто используются для изготовления металлических инструментов, таких как молотки.Для них они состоят из таких вещей, как кобальт, молибден и вольфрам, и это основная причина того, почему инструментальная сталь обладает такими высокими характеристиками прочности и термостойкости.
4. Нержавеющая сталь
И последнее, но не менее важное: нержавеющая сталь, вероятно, является самым известным типом на рынке. Этот тип блестящий и обычно содержит от 10 до 20% хрома, который является их основным легирующим элементом. Такая комбинация делает сталь устойчивой к коррозии и очень легко формуется в различные формы.Из-за простоты использования, гибкости и качества нержавеющая сталь может использоваться в хирургическом оборудовании, бытовом оборудовании, изделиях из серебра и даже использоваться в качестве внешней облицовки коммерческих / промышленных зданий.
Факт: существует более 100 марок нержавеющей стали, что делает ее невероятно универсальным материалом, который можно изменять.
Нержавеющая сталь 316L: подходит для теплообменников, трубопроводов, материалов для наружного строительства в прибрежных районах, браслетов для часов, корпусов и т. Д.для современных часов, оборудования для использования в морской, химической, красочной, пищевой промышленности. Мгновенно расценки на вашу деталь из нержавеющей стали
Марки стали для учета Класс
стали очень часто используется инженерами, учеными, архитекторами и даже государственными учреждениями, чтобы укрепить свою уверенность в стабильности и качестве материалов.
- Система классификации ASTM: Эта система присваивает каждому металлу буквенный префикс в зависимости от его категории.Например, буква «А» обозначает сталь и железо. Затем ему присваивается порядковый номер, который отражает особые свойства этого металла.
- Система оценок SAE: В этой системе оценок для классификации используется четырехзначный номер. Первые два указывают тип стали вместе с концентрацией легирующего элемента, а последние два отражают концентрацию углерода в этом конкретном металле.
Заключение
В 1967 году в мире было произведено всего 500 миллионов тонн стали.Однако в 2016 году это число выросло до более 1600 миллионов. Кроме того, по данным Всемирной ассоциации производителей стали, 55% веса обычного автомобиля приходится на сталь. В этой реальности трудно представить мир без стали. Имея более 3500 различных марок стали, возможности его использования кажутся безграничными. От производства, изготовления до обработки стали с ЧПУ – каждый тип имеет свое идеальное место и характеристики, чтобы удовлетворить практически любые потребности.
В конце концов, разные свойства стали происходят из-за использования разных стальных сплавов и делятся на четыре типа, которые мы видим сегодня. Итак, если вы думаете о покупке стали, найдите время, чтобы определить идеальные свойства стали, которые вам нужны, и правильный сорт для выполнения той работы, которую вы стремитесь выполнить. Вы будете благодарить себя, сделав это сейчас, вместо того, чтобы позже обнаружить, что выбрали не тот.
Источники и дополнительная литература
https: // www.meadmetals.com/blog/steel-grades#:~:text=The%20Four%20Types%20of%20Steel,elements%20b except%20carbon%20and%20iron.
https://www.metalsupermarkets.com/types-of-steel/
https://www.oughttco.com/steel-grades-2340174
https://en.wikipedia.org/wiki/Tool_steel#~: : text = 10% 20Bibliography-, Water% 2Dharpting% 20group, имеющий% 20to% 20be% 20water% 20. & text = The% 20toughness% 20of% 20W% 2Dgroup, зерно% 20размер% 20 во время обработки% 20heat% 20.
https://www.worldsteel.org/media-centre/press-releases/2017/world-steel-in-figures-2017.HTML
https://www.etf.com/sections/features-and-news/1289-cars-and-metal-metal-and-cars?nopaging=1&__cf_chl_jschl_tk__=3a8ca3d47
https: // эн.wikipedia.org/wiki/Steel#:~:text=Carbon%20steels,-Modern%20steels%20are&text=Carbon%20steel%2C%20composed%20simply%20of,the%20hardenability%20of%20thick%20sections.
http://www.osstrobe.com/resources/articles/stronic-steel-grades.php#:~:text=There%20are%20over%20100%20grades,chromium%2C%208%25%20nickel
Сплавы – тарелка
О сплавах
Основным элементом в большинстве сплавов тарелок является медь в сочетании с одним из трех вторых компонентов: оловом (для бронзы), никелем (для нейзильбера, в который также обычно добавляют цинк, но не серебро, несмотря на название) и цинк (для латунь).Хотя в сплавах тарелок обычно содержится очень небольшое количество других элементов, основные компоненты дают сплаву его название. Сырая медь, естественно, содержит небольшое количество серебра, но на самом деле это не секретный ингредиент. В наши дни современного лабораторного анализа не так уж много способов, чтобы «секретные ингредиенты» оставались в секрете. Секретный процесс да, секретные ингредиенты, не совсем. Единственный элемент, уровень которого, кажется, превышает 0,1%, – это фосфор, который содержится в материале Paiste 602.В остальном это в основном медь, плюс немного олова, цинка и никеля. Нельзя ожидать, что следовые элементы (<0,05%) серебра или золота окажут легко обнаруживаемое воздействие на звук по сравнению с эффектами литья, прокатки, придания формы, молотка, формовки и токарной обработки. Однако исследования, связывающие звуковые свойства с небольшими различиями в сплавах, не проводились. Если это было сделано и общедоступно, новости еще не дошли до вики. А пока мы рассмотрим микроэлементы в некоторых образцах сплавов после введения обычных сплавов.
Краткое обозначение бронзового сплава – это количество олова, смешанного с основным металлическим ингредиентом, медью. Таким образом, B8 состоит из 8% олова и 92% меди, а B20 – это 20% олова и 80% меди. Обратите внимание, что доля олова может немного отличаться от идеального соотношения в большую или меньшую сторону, и сплав по-прежнему соответствует спецификации. По словам Пола Фрэнсиса, допустимый диапазон олова для сплава B20 составляет от 18,5% до 21,5% олова. B23 кажется достаточно другим, чтобы заслужить другое имя. Возможно, B25 тоже заслуживает другого названия.Мы внимательно рассмотрим отдельные разделы сплава.
Латунь и никель-серебряные сплавы не вписываются в это сокращенное обозначение Bxx для бронзы, потому что в них не используется олово.
Легче всего определить сплав неизвестной тарелки визуально. Да, разные сплавы различаются по цвету, от L до R Олово% 8, 8, 10, 20
Однако на фотографиях бывает сложно определить цвет. Это особенно актуально, если это всего лишь одна тарелка, а фотография сделана при неизвестных условиях освещения.При попытке идентифицировать тарелку рекомендуется делать это лично. Сравнение с тарелкой из известного сплава полезно, если вы не знакомы с оттенками различных сплавов. Вот несколько примеров того, как по-разному могут отображаться цвета тарелок, изготовленных из одного и того же сплава. Очистка также меняет цвет.
-
B8 пара с разными цветами
Результаты лабораторных тестов более надежны и информативны, чем цветные, но их труднее получить.
B20 Сплав
B20 (CuSn20) обычно имеет оттенок серебристого или белого цвета. Он более бледный, чем сплавы В15 и В8. Медь в сплаве окисляется под воздействием трех необходимых ингредиентов: влаги, солей и кислорода. Разные владельцы считают патину чем-то хорошим или плохим. Более крайняя форма окисления, называемая бронзовой болезнью, не так приветствуется, но редко встречается на тарелках.
Примеры тарелок B20: A Zildjian, K Zildjian, Sabian, Paiste, Meinl, et al.Не все серии, но большинство производителей предлагают B20.
Результаты испытаний бронзовых тарелок: 24 испытания бронзовых тарелок попадают в ожидаемый диапазон для олова от 18,5% олова до 21,5%. Еще 7 тарелок содержали олово в диапазоне от 21,5% до 21,94% (так что немного выше). Еще 4 тарелки имели уровень олова 22%, а одна Zildjian A Custom оказалась на уровне 17,53%, что является аномально низким показателем. Не считая одного значения A Custom, большинство турецких / американских сплавов тестируют около 20% олова, как и ожидалось (в среднем 20.4%). Большинство китайских тарелок (Stagg, Meinl Dragon) составляют 21% – 22%, что немного выше, чем в других представленных странах-производителях (Америке, Швейцарии, Канаде, Турции).
-
микроструктура Зидлянина (блочный штамп середины 50-х годов)
-
микроструктура A Zidljian (транс штамп начала 50-х)
-
микроструктура Зидлянина (современная)
-
микроструктура Paiste Formula 602 (начало 70-х)
-
микроструктура Стамбула Мехмет (современный) B21
На фотографиях микроструктуры материал в бета-фазе представляет собой более светлую пятно, которая контрастирует с фоновой альфа-фазой меди.
B23 Сплав
B23 (CuSn23) – это обогащенный сплав олова, который используется в Китае и в некоторых (не во всех) турецких брендах. По словам независимого производителя тарелок Мэтта Нолана: «После разговора с Кеном Ченгом из Silken Cymbals, B23 – это микс, используемый для китайских тарелок, забитых горячим молотком, то есть старой школы. Многие китайские производители делают тарелки в турецком стиле, используя B20 и катушку. мельницы “. Нижний диапазон для того, что мы называем «B23», может начинаться с 22% олова или, может быть, 21,51%, что чуть выше ожидаемого диапазона для B20.
Примеры тарелок B23: оригинальные тарелки Dream Contact, UFIP Firma (подлежат дальнейшей проверке – определенно было сказано, что это обогащенное олово), Masterwork (на основе тестирования – в рекламе написано B25)
Результаты испытаний тарелок B23: тарелка Istanbul PreSplit Mel Lewis 21 “протестирована на 23% олова, а образец Masterwork – на 23,14%. Одна тарелка Roberto Spizzichino испытана на 23,3%, и эти бланки, как сообщается, получены от Agean или Masterworks Также в диапазоне от 22% до 23% находится один из двух сэмплов Meinl Dragon (22%), тарелка K Zildjian Istanbul 1930-х годов (22.2%) и новая марка K Zildjian (22,2%), но прежде чем вы будете взволнованы тем, что B22 + является «секретом» Old Ks, другие образцы K Zildjian Istanbul составляют 20,72% и 21,53%. Также стоит умерить свой энтузиазм по поводу того, что “секрет” – это лишнее олово, учитывая A Zildjian от 2013 года, который также составлял 22,2%. Глядя на взаимосвязь между процентным содержанием олова и твердостью (испытание на твердость по Виккерсу), можно увидеть некоторую взаимосвязь (adjR2 = 37%), но при этом большая часть различий в твердости (63%) все еще связана с другими производственными факторами, кроме процентного соотношения. олова.Таким образом, на твердость готовой тарелки влияют другие факторы. Некоторые из них обсуждаются ниже в разделе B25.
-
микроструктура B22 Турецкий K Константинополь (1930-е годы)
B25 Сплав
B25 (CuSn25) – еще один обогащенный сплав олова, который используется в Турции и Китае. Настоящий B25 может иметь почти всю бета-фазу (или значительно большую долю в бета-фазе, а не в альфа), но это еще не было установлено лабораторным анализом.На фазовой диаграмме медно-оловянных сплавов есть небольшая область, где при определенной температуре и концентрации олова есть зона бета-образования. Он состоит из 25% олова и от 600 до 800 декретов C.
Эта фазовая диаграмма была интерпретирована барабанщиками как свидетельство того, что B25 будет особенным и неповторимым. Тот факт, что материал бета-фазы распределен по всему старому доброму B20, демонстрирует, что бета-образование – это нечто большее, чем эта простая интерпретация фазовой диаграммы могла бы предложить барабанщикам.Этот процесс связан с множеством сложностей и нелинейной зависимостью между концентрацией олова и температурой плавления. Эти факторы влияют на продолжительность выдержки металла при различных температурах и детали отжига. Как говорит Мэтт Нолан: «Фазовые диаграммы показывают только состояние равновесия для сплавов при этой температуре. Металл должен удерживаться там достаточно времени, чтобы достичь равновесия, или он может быть где-то еще. Процентное соотношение, термообработка (температура и время) и холод работа (и даже старение) все меняет кристаллическую структуру.Единственный способ узнать, что происходит с вашим образцом, – это посмотреть на него под микроскопом. Было замечено, что старые турецкие K содержат альфа-фазу и бета-фазу. В терминах равновесия это область на фазовой диаграмме слева от перевернутого треугольника Бета ». (Cymbalholic 2017)
Ряд турецких производителей заявляют, что используют B25. Возможно, что рецепт, по которому они следуют, начинается с олова, составляющего 25% меди по весу, но к тому времени, когда материал полностью приготовлен, пропорции изменились.Лабораторный анализ пока показал, что предполагаемый B25 может быть ближе к 23% олова, чем к 25%. Это поднимает вопрос, действительно ли его следует рассматривать как B23 с диапазоном 21,5–24,5 и просто падающим в верхней части диапазона.
Примеры рекламируемых тарелок B25: Agean, Masterwork, V-Classic, Universal Percussion Spizz
Результаты тестирования тарелок B25: Единственная тарелка во всем наборе, протестированная на истинном B25, была Wuhan Opera Gong. Тесты на Agean, Masterwork и V-Classic показывают, что это не B25.Один образец Masterwork содержит 23,14% олова. Agean занял 21,17% олова (скорее середина поля, чем улучшенный), а V-Classic – 21,2% (такая же середина поля). Сравнивая эти последние два со сводкой по B23, можно предположить, что не так много тарелок на самом деле B25, хотя не так много тестов было проведено на известных тарелках B25 по сравнению с разумным размером выборки, который у нас есть для B20 и умеренным размером выборки для B23.
Последнее замечание о свойствах дополнительного олова, которое иногда рассматривается как «волшебная пуля», которая создает более твердый сплав, и звук «старого К», последнее слово остается за Мэттом Ноланом: «О, и с тактовой частотой Opera Gong. в B25 – я его забил – мягкий, как масло.Больше олова не обязательно означает более твердый сплав. Это гораздо больше, чем это ». (Cymbalholic 2018)
B15 (Подпись Paiste) Сплав
B15, или фирменный сплав бронзы для подписи (PSB) (он известен под несколькими названиями), можно определить по блестящему желтому цвету. Как и вся бронза, на нем может образоваться патина в присутствии влаги, солей и кислорода. Патент на сплав Paiste Signature Alloy (номер патента США 4809581, поданный 13 июля 1988 г., предоставленный: 7 марта 1989 г.) на самом деле охватывает B13 – B18, сужаясь до B15 как дающего наилучшие результаты.
Примеры тарелок B15: Signature Series Signature, Sound Formula, Signature Traditionals, Signature Dark Energy и Visions (некоторые модели). На этот сплав сейчас нет патента, и Зилджиан экспериментировал с серией под названием Project 391 в B15 в 2014 году.
B8 Сплав
БронзаB8 (CuSn8, также известный как сплав 2002 в терминологии Паисте) имеет заметный оранжевый оттенок. Это легко увидеть в чистых тарелках, но также присутствует в тарелках с патиной. Разные владельцы считают патину чем-то хорошим или плохим.Paiste решил сделать тарелки из B8 в 1963 году. Продолжительный успех их серии 2002 года (и многих других линий тарелок) оправдывает это решение. Звуковой характер B8 менее нейтральный и более сфокусированный, чем у B20. Вот почему тарелки B8 кажутся некоторым барабанщикам громче и резче.
Примеры тарелок B8: Paiste 2002
B12 Сплав
Бронза B12 – это промежуточный уровень олова между более распространенными B8 и B12. Примеры тарелок, изготовленных из B10 и других концентраций олова, также существуют, но это возвращает нас к вопросу о том, рассматривать ли их все по отдельности или как часть континуума.
Примеры тарелок B12: серия Zildjian ZHT (HT для High Tin)
Латунь
Тарелки из латуни (CuZn) имеют цвет, похожий на цвет B15, но без блеска. Они также кажутся легче и теплее из-за плотности и теплопроводности металла. Латунь имеет репутацию материала, который не используется для изготовления высококачественных тарелок, но есть некоторые производители тарелок, такие как Манабу Ямамото, которые создают высококачественные латунные тарелки ручной ковки. Таким образом, материал не является единственным определяющим фактором звука.Материал – лишь один из факторов звучания тарелок. Другой, может быть, даже более важный фактор – это то, как обрабатывается материал. Множество различных звуков тарелок B20 демонстрирует, как другие факторы могут влиять на звучание тарелки.
Примеры тарелок из латуни: бюджетные линейки тарелок, такие как Paiste 302, Meinl Marathon, UFIP Kashian 2000, UFIP M8, некоторые тарелки UFIP, изготовленные на заказ.
Результаты испытаний тарелок из латуни: Были испытаны две тарелки из латуни. CB-700 (производства итальянской Tosco) содержал от 64% меди до 36% цинка (CuZn36).Другая тарелка была японской Kingston 14 дюймов и содержала 59% меди на 40% цинка (CuZn40). Тест на твердость по Виккерсу для них составил 120 для CB-700 и 106 для Kingston. Они гораздо мягче и подвержены образованию вмятин, чем B20, который тестируется в диапазоне от 205 до 282.
-
микроструктура Кингстона (Япония) 1970-х гг.
-
микроструктура CB700 (итал. Tosco)
Нейзильбер
Тарелки из нейзильбера (NS12) имеют цвет стального серебра.Этот цвет имеет тенденцию выглядеть более стерильно, чем сплав B20, во многих случаях напоминающий сталь. Нейзильбер не подвержен коррозии и может иметь только легкую патину на поверхности, что делает их более серыми. Под воздействием влаги на них не образуется сине-зеленый оксид, указывающий на сплавы меди.
Примеры тарелок из никелевого серебра: Paiste series Stambul, Dixie, Ludwig, Stanople и Super, 402, Zyn, Meinl Marathon N12, Sabian Glennie’s Garbage
Сталь
Тарелки из стали были изготовлены некоторыми небольшими производителями тарелок.Они не составляют большую часть производимых тарелок.
Примеры стальных тарелок:
Таблица полных данных
Все результаты испытаний, описанные выше, доступны в формате pdf для загрузки.
Сравнить 20 марок стали для ножей
Хотя производители ножей могут долго спорить о преимуществах и недостатках использования различных марок стали для изготовления лезвий, в действительности большинство людей не обращают особого внимания на марку стали, из которой делают ножи.Хотя они должны.
Почему важна марка стали
Марка стали, а также способ ее изготовления определяют все: от твердости и прочности лезвия до его способности брать и удерживать острый край и его устойчивости к коррозии. Если вы проводите какое-то время на кухне или на открытом воздухе, вы поймете, как важно иметь прочное лезвие ножа, которое сохраняет острый край.
В нижеследующем кратком изложении объясняются некоторые из наиболее часто используемых марок стали, сгруппированных как нержавеющие и нержавеющие стали.
Нержавеющая сталь
Хотя очевидным недостатком углеродистой стали, не относящейся к нержавеющей стали, является то, что она быстрее ржавеет, чем нержавеющая сталь, углеродистые стали можно подвергать различной закалке, чтобы обеспечить твердость и отличные острые края. При правильной термообработке из нержавеющей стали получаются прочные и надежные лезвия ножей, хотя они больше подходят для использования на открытом воздухе и не рекомендуются для кухонных ножей или ножей для столовых приборов.
D2 Нержавеющая сталь для ножей
Закаленная на воздухе «полунержевая» сталь D2 имеет относительно высокое содержание хрома (12 процентов), что делает ее более устойчивой к появлению пятен по сравнению с другими углеродистыми сталями.Он показал отличную износостойкость и устойчивость кромок, а также прочнее, чем большинство нержавеющих сталей, таких как ATS-34, хотя и в меньшей степени, чем другие нержавеющие стали.
A2 Нож Сталь
Инструментальная сталь воздушной закалки. Более жесткая, чем D2, но менее износостойкая. Этот сорт можно подвергнуть криогенной обработке для улучшения удержания кромок. Часто используется для боевых ножей.
W-2 Нож Сталь
Благодаря содержанию ванадия 0,2%, W-2 хорошо удерживает преимущество и является достаточно прочным.В то время как W-1 является высококачественной сталью, добавление ванадия в W-2 увеличивает ее износостойкость и прокаливаемость.
10-й серии (1095, 1084, 1070, 1060, 1050 и другие классы)
Стали 10-й серии, особенно 1095, часто используются в ножах для столовых приборов. Углерод обычно уменьшается по мере уменьшения числа в 10-й серии, что приводит к меньшей износостойкости, но большей прочности. Сталь 1095, которая содержит 0,95% углерода и 0,4% марганца, достаточно прочна, легко затачивается, доступна по цене и заточивает до кромки, превосходящей качество большинства нержавеющих сталей.Однако он подвержен ржавчине.
O1 Нож Сталь
Отлично удерживает преимущество и пользуется успехом у фальсификаторов. O2 – еще одна надежная высокоуглеродистая сталь. Не будучи нержавеющим, он ржавеет, если не смазывать и не защищать его. Правильно прошедшие термообработку стали марок O1 и 1095 многими считаются приравненными к любым дорогим сортам нержавеющей стали.
Углеродистая сталь V® для ножей
Обозначение стали, зарегистрированное торговой маркой Cold Steel, Carbon V, как сообщается, соответствует классу 1095 и O1 и аналогично 50100-B.Углерод V – это сталь для столовых приборов, которая демонстрирует приемлемую коррозионную стойкость и хорошее удержание кромок. Он исключительно прочен, но его труднее затачивать, чем большинство нержавеющих сталей.
50100-B (0170-6) Нож Сталь
Два обозначения для одной и той же марки стали, это хромованадиевая сталь с прочными кромочными и удерживающими качествами.
5160 Нож Сталь
Эта среднеуглеродистая низколегированная сталь отличается прочностью и твердостью.Он эффективно пружинит сталь с добавлением хрома для повышения прокаливаемости. Эти прочные и ударопрочные стали чаще всего используются для изготовления топоров и топоров.
Нож CPM 10V Сталь
Сталь с высоким содержанием ванадия для тигельной порошковой металлургии. Этот сплав обеспечивает отличную износостойкость и высокую вязкость, но за свою цену.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь становится стойкой к коррозии за счет добавления хрома. Нержавеющая сталь для столовых приборов обычно содержит более 13 процентов хрома, оксид которого помогает образовывать пассивную пленку, защищающую от коррозии и окрашивания.Большинство кухонных ножей изготавливаются из мартенситной нержавеющей стали.
420 (420J) Нержавеющая сталь
Обычно считается, что нижняя часть из нержавеющей стали, 420 и 420J, хотя и устойчива к пятнам, мягкая и не очень износостойкая. Этот сорт нержавеющей стали может быть твердым и прочным, но быстро теряет свои достоинства.
440A (и аналогичные марки, включая 425M, 420HC и 6A)
Эта высокоуглеродистая нержавеющая сталь может быть закалена в большей степени, чем сталь класса 420, что обеспечивает большую прочность и износостойкость.440A используется во многих производственных ножах из-за удерживания кромки, простоты переточки и коррозионной стойкости.
440С (и аналогичные марки, включая Гин-1, АТС-55, 8А)
Более прочная, чем группа нержавеющих сталей 440A из-за более высокого содержания углерода, 440C – это нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома, которая обладает превосходными твердыми свойствами. Немного менее устойчивый к коррозии, чем 440A, 440C более широко используется и лучше рассматривается, потому что он принимает и удерживает острую кромку, которая более жесткая и более устойчивая к пятнам, чем ATS-34.
154CM (ATS-34) Нож Сталь
Широко распространенная группа нержавеющих сталей. Марка 154CM является эталоном для высококачественной нержавеющей стали. В целом, этот сорт выдерживает все преимущества и является прочным, хотя и не таким устойчивым к пятнам, как сорта 400.
Нож VG-10 Сталь
Эта сталь очень похожа на марки ATS-34 и 154CM, но с более высоким содержанием ванадия, она ведет себя так же хорошо, но с большей стойкостью к пятнам и большей прочностью.Дополнительный ванадий также позволяет ему удерживать отличное преимущество.
S30V Нож Сталь
Нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома (14 процентов), содержащая молибден и ванадий, что повышает ударную вязкость, коррозионную стойкость и способность удерживать кромку. Однако из-за высокой твердости эту сталь трудно затачивать.
S60V (CPM T440V) / S90V (CPM T420V)
Высокое содержание ванадия позволяет этим двум маркам стали превосходно удерживать преимущество.Процесс тигельной порошковой металлургии, используемый для производства этих марок сталей, позволяет использовать больше легирующих элементов, чем другие марки, что приводит к большей износостойкости и ударной вязкости. S90V содержит меньше хрома и вдвое больше ванадия, чем его аналог, что делает его более износостойким и жестким.
12C27 Нож Сталь
Шведская нержавеющая сталь 12C27 состоит из сплава, аналогичного 440A. Этот сорт стали обеспечивает баланс между удержанием кромки, стойкостью к коррозии и возможностью заточки.Сообщается, что он очень хорошо работает при правильной термообработке.
AUS-6 / AUS-8 / AUS-10 (также 6A / 8A / 10A)
Эти сорта японской нержавеющей стали сопоставимы с 440A (AUS-6), 440B (AUS-8) и 44C (AUS-10). AUS-6 мягче, но жестче, чем ATS-34. Он держит хорошую кромку и довольно легко затачивается. AUS-8 прочнее, но все же легко затачивается и держит хорошую кромку. AUS-10 имеет такое же содержание углерода, как и 440 ° C, но меньше хрома, что приводит к меньшей устойчивости к пятнам.Однако, в отличие от марок 440, все три марки AUS легированы ванадием для повышения износостойкости и удержания кромок.
ATS-34 Нож Стальной
Повсеместно распространенная высококачественная нержавеющая сталь, которая стала популярной в 1990-х годах, ATS-34 представляет собой высокоуглеродистую и хромистую нержавеющую сталь, которая содержит молибден для повышения твердости. Этот сорт нержавеющей стали имеет хорошую кромку, но его трудно затачивать из-за его высокой твердости. ATS-34 имеет хорошую коррозионную стойкость, хотя и не такую высокую, как сталь для ножей серии 400.
BG-42 Нож Сталь
Это высококачественный нержавеющий сплав для подшипников с высоким содержанием углерода. Он содержит марганец, молибден и ванадий для улучшения твердости, ударной вязкости и удержания кромок.
Дамасская сталь
Дамасская сталь относится к процессу, при котором две разные марки стали свариваются вместе и подвергаются кислотному травлению для создания стали с уникальными и привлекательными рисунками. В то время как дамасская сталь часто делается с учетом эстетики, прочные, функциональные и долговечные ножи могут быть результатом правильного выбора стали и тщательной ковки.Обычные марки, используемые при производстве дамасской стали, включают 15N20 (L-6), O1, ASTM 203E, 1095, 1084, 5160, W-2 и 52100.
Источники:
Midway USA. Выбор материала для ножей и рукояток.
URL: www.midwayusa.com/
Theknifeconnection.net. Типы стали для лезвий.
URL: www.theknifeconnection.net/blade-steel-types
Талмадж, Джо. Zknives.com. Часто задаваемые вопросы по Knife Steel.
URL: zknives.com/knives/articles/knifesteelfaq.shtml
Обнаружение и количественное определение скорости коррозии углеродистой стали, связанной с разложением биодизельного топлива B20 грибами
РЕФЕРАТ
Грибки, разлагающие биодизель B20 в резервуарах для хранения, также связаны с микробиологическим воздействием коррозии (MIC).Представитель рода нитчатых грибов Byssochlamys и дрожжи из рода Wickerhamomyces были изолированы из сильно загрязненных резервуаров для хранения B20 с нескольких баз ВВС. Хотя эти таксоны были связаны с микробиологически обусловленной коррозией in situ , точные измерения скорости их коррозии и степени питтинга углеродистой стали были недоступны. В описанных здесь экспериментах мы напрямую связываем рост грибков на биодизеле B20 с более высокими скоростями коррозии и точечной коррозии углеродистой стали в контролируемых условиях.Когда эти грибы росли исключительно на биодизельном топливе B20 для получения углерода и энергии, наблюдалось потребление FAME и н-алканов. Скорость коррозии для обоих грибов была самой высокой на границе раздела между биодизелем B20 и водной средой, где они подкисляли среду и образовывали более глубокие ямы, чем абиотические контроли. Byssochlamys вызывает наибольшую коррозию углеродистой стали и наибольшее повреждение точечной коррозии. Это исследование характеризует и количественно определяет коррозию углеродистой стали грибами, которые являются обычными для загрязненного биодизельного топлива B20, в результате их метаболизма топлива, обеспечивая ценную информацию для оценки MIC, связанной с хранением и распределением биодизельного топлива B20.
ВАЖНОСТЬ Биодизель широко используется в Соединенных Штатах и во всем мире, смешанный с дизельным топливом со сверхнизким содержанием серы в различных концентрациях. В этом исследовании мы смогли продемонстрировать, что нитчатые грибы Byssochlamys AF004 и дрожжи Wickerhamomyces SE3 способны разлагать метиловые эфиры жирных кислот и алканы в биодизельном топливе, вызывая повышение кислотности. Оба гриба также ускоряли коррозию углеродистой стали, особенно на границе раздела топлива и воды, где располагались их биопленки.Это исследование обеспечивает контролируемые количественные измерения и локализацию микробиологической коррозии, вызванной обычными грибковыми загрязнителями в биодизельном топливе.
ВВЕДЕНИЕ
Производство биодизеля в Соединенных Штатах (США) значительно расширилось в ответ на высокие цены на нефть и возросшую потребность в энергетической безопасности после террористических атак 11 сентября 2001 г. (1, 2). Спустя более двух десятилетий мировое потребление биодизеля продолжало расти, достигнув 9.3 миллиарда галлонов в 56 странах в 2016 году (3). Потребление в США увеличилось с 322 миллионов галлонов в год в 2009 году до 1,8 миллиарда галлонов в 2019 году (4). Увеличение потребления биодизеля в США в значительной степени было вызвано повышенным интересом к энергетической безопасности, но у его использования есть и другие преимущества. Когда биодизельное топливо смешивают с дизельным топливом со сверхнизким содержанием серы (ULSD) или используют его в качестве добавки, смазывающая способность топлива восстанавливается, а выбросы углерода и твердых частиц частично компенсируются (5, 6). Повышение энергетической независимости и топливных характеристик привело к широкому распространению смесей биодизеля во всем мире.Крупнейший потребитель энергии в США, Министерство обороны США (DoD), стремилось диверсифицировать свои энергопоставки для снижения риска топливной безопасности за счет использования возобновляемых видов топлива для замены несмешанного топлива, такого как ULSD (7 ). Военно-воздушные силы США (USAF), служба в составе Министерства обороны, быстро внедрили использование добавляемого топлива в виде 20% -ной смеси биодизеля первого поколения (B20) в нетактических наземных транспортных средствах и оборудовании. B20 состоит из смеси объем / объем 20:80 метиловых эфиров жирных кислот ( i . и . FAME biodiesel) и ULSD, который совместим с существующими двигателями и инфраструктурой хранения (8). FAME, используемый в качестве биодизеля, является возобновляемым ресурсом, получаемым в результате реакции этерификации с триглицеридами животных и растений и метанолом (9). Однако преимущества, которые представляет внедрение B20, сдерживаются потенциальными ограничениями.
Биодизель более гигроскопичен и окислительно нестабилен по сравнению с дизельным топливом на нефтяной основе, что делает топливо, содержащее биодизель, более восприимчивым к микробиологическому разложению (10).Это особенно верно при длительном хранении, поскольку микроорганизмы могут легко расщеплять FAME в B20 (11). Период полураспада FAME в B20, а также в алканах от C7 до C20 составлял от 2,1 до 2,8 дня в экспериментах с водным микрокосмом, что позволяет предположить, что и FAME, и алканы в биодизельных смесях являются жизнеспособным окисляемым субстратом для роста микробов (12). Биоразложение FAME осуществляется путем β-окисления, которое включает последовательное удаление двухуглеродных компонентов и производство уксусной кислоты.Затем уксусную кислоту можно преобразовать в ацетил-КоА и использовать в цикле Кребса или экспортировать из микробной клетки (13–15). Метанол, полученный в результате деэтерификации FAME, легко метаболизируется кислотоустойчивыми грибами и бактериями (16). Алифатические алканы в B20 также легко разлагаются как грибами, так и бактериями, что позволяет предположить, что окисление B20 в аэробных условиях очень благоприятно (17, 18). В аэробных условиях алканы окисляются алканмонооксигеназами, образуя жирную кислоту, которая перемещается по пути β-окисления, производя дополнительную уксусную кислоту (19).Свободные жирные кислоты и кислотные побочные продукты, образующиеся в результате метаболизма многих компонентов топлива B20, могут подкислять как топливо, так и любую воду, присутствующую в резервуаре для хранения, вызывая или ускоряя коррозию, что приводит к повреждению транспортных средств и инфраструктуры хранилища.
Коррозия, прямо или косвенно вызванная микроорганизмами, известна как микробиологическая коррозия или MIC. Ежегодно коррозия обходится во всем мире примерно в 2,5 триллиона долларов, до 20% из которых приходится на MIC (20).МИК инициируется на границе раздела микроорганизмов, часто в виде биопленки, и поверхностей материала. Биопленки влияют на физическую и химическую среду металлических поверхностей, влияя на кинетику катодных или анодных реакций (21, 22). Микроорганизмы в биопленках также могут выделять ферменты, которые атакуют металлы, повышают локальную кислотность, создают дифференциальную аэрацию и образуют гальванические ячейки, которые ускоряют коррозию в других аэробных условиях (23).
Грибы могут увеличивать скорость коррозии низкоуглеродистой стали при выращивании на ULSD в качестве единственного источника углерода и энергии (24).Грибы растут быстрее и производят больше биомассы на FAME в биодизельных смесях, чем на ULSD, что может привести к большему риску коррозии для инфраструктуры хранения или распределения топлива, содержащего биодизель (25). Нитчатые грибы, такие как Penicillium и Aspergillus , увеличивают скорость коррозии стали при разложении дизельного топлива (26). Было высказано предположение, что повышенная скорость коррозии стали из-за дизельного топлива, разрушающего грибки, вероятно, объясняется повышением концентрации кислорода в среде, вызванным разложением бензольных колец и алифатических углеводородов до (-O-CH 2 -).Авторы также признали, что эти организмы, вероятно, производили органические кислоты, которые также могли играть роль в повышенном риске коррозии. Кроме того, исследования показали, что грибки, заражающие резервуары для хранения биодизеля в Бразилии, способны разрушать топливо, содержащее 5%, 10%, 20% и 100% биодизеля (25). Хотя они не измеряли коррозию во время своего исследования, авторы отметили, что по мере того, как эти виды топлива разлагались грибками, происходило повышение кислотности, которое могло повлиять на риски коррозии.
Существует критическая потребность в предоставлении количественных показателей и измерений того, как грибки могут разлагать топливо, такое как B20, и впоследствии вносить свой вклад в MIC в критически важной инфраструктуре хранения топлива.
Когда ВВС США начали использовать B20 для удовлетворения установленных требований к энергии, быстро возникли проблемы (27). Многочисленные базы ВВС США сообщили о твердых частицах в топливе из резервуаров для хранения B20 и загрязненных фильтрах на ТРК (28). Последующий анализ коррозии на месте подтвердил, что резервуары с явным грибковым загрязнением имели значительную питтинговую коррозию по сравнению с контрольными образцами.Эти резервуары для хранения, за которыми ведется мониторинг, все еще находились в эксплуатации, что затрудняло контроль других факторов, которые могли способствовать предполагаемому увеличению риска коррозии. Здесь мы описываем изоляцию организмов, ответственных за загрязнение резервуаров для хранения B20, и напрямую связываем их с деградацией топлива и повышенными рисками коррозии. Чтобы устранить у нас прямую причинную связь между ранее идентифицированными таксонами грибов в резервуарах B20 USAF и их способностью как увеличивать скорость коррозии углеродистой стали, так и разрушать B20, были изолированы представители многочисленных таксонов Byssochlamys и Wickerhamomyces .Эти изоляты использовались для определения их способности метаболизировать биодизельное топливо B20 и вызывать пространственную коррозию углеродистой стали.
Результаты
Характеристика и филогенетическая идентификация грибов, выделенных из биодизельного топлива B20
Секвенированные ITS-последовательности грибов позволяют предположить, что изолят мицелиальных грибов наиболее близок к Byssochlamys nivea (рис. близкородственный Wickerhamomyces anomalus (рис.1Б).
Рис. 1:Дерево максимального правдоподобия, основанное на сходстве ITS-последовательностей среди близких филогенетических родственников (номера доступа NCBI в скобках) Byssochlamys sp. AF001 ( A ) и Wickerhamomyces SE3 ( B) . Значения начальной загрузки выше 50 процентов для 500 образцов отображаются на соответствующих узлах.
Рост грибов в биореакторах
Byssochlamys AF001 и Wickerhamomyces SE3 предположительно находились в лаг-фазе и не имели видимого роста в течение первых 7 дней в биореакторах.Однако через 14 дней MPN Byssochlamys на поверхности свидетельских купонов из углеродистой стали увеличился на порядок, плотность Wickerhamomyces на поверхности купонов и жидкой среды увеличилась аналогичным образом на основе КОЕ (рис. 2).
Рис. 2.Плотность планктонных популяций (кружки) и биопленок (квадраты) в биореакторах, инокулированных Byssochlamys AF001 (MPNs; черный) или Wickerhamomyces SE3 (КОЕ; серый).Столбики ошибок представляют собой 95% доверительные интервалы для средних значений MPN Byssochlamys AF001 или КОЕ Wickerhamomyces SE3 (n = 3).
Рис. 3.значения pH водной фазы в биореакторах, инокулированных Byssochlamys AF001 (синий), Wickerhamomyces (зеленый) или контролями (Tan) с течением времени. Жирные пунктирные линии представляют медианное значение, а пунктирные линии – квартили данных. Звездочки указывают на значительную разницу между pH засеянного и незасеянного контролей.
Подкисление водной среды
Когда Byssochlamys sp. AF001 и Wickerhamomyces sp. SE3 выращивали на биодизельном топливе B20 в качестве единственного источника углерода и энергии, pH водной фазы не уменьшился значительно через 7 дней по сравнению с абиотическими контролями (рис. 4C). К 14 и 21 дню оба грибковых изолята значительно снизили (p <0,05) pH среды на два или более порядка величины по сравнению с абиотическими контролями в это время. Изолят Byssochlamys был ответственен за наибольшее снижение pH (4.33 ± 0,31) водной фазы через 21 день. Изолят Wickerhamomyces снизил водный pH до среднего значения 5,37 ± 0,21 через 21 день.
РИС. 4.A . Скорость коррозии в миллидюймах в год (MPY) образцов углеродистой стали в биореакторах, инокулированных Byssochlamys (синий), Wickerhamomyces (зеленый), и неинокулированные контрольные образцы (Tan) с течением времени. Жирная пунктирная линия представляет собой медианное значение (n = 3), а не жирные пунктирные линии представляют квартили данных.Звездочки указывают на значительную разницу между засеянными и абиотическими условиями для каждой временной точки. В . Общая площадь изъязвлений на образцах из углеродистой стали из биореакторов, инокулированных Byssochlamys (синий), Wickerhamomyces (зеленый) и неинокулированными контролями (Tan). Жирная пунктирная линия представляет собой медианное значение (n = 3), а не жирные пунктирные линии представляют квартили данных. Звездочки указывают на значительную разницу между засеянными и абиотическими условиями для каждой временной точки. С . Максимальная глубина ямок на образцах углеродистой стали в неинокулированных биореакторах (Tan) и биореакторах, инокулированных Byssochlamys (синий) и Wickerhamomyces (зеленый) с течением времени.
Прямое измерение коррозии
Скорости коррозии (MPY) образцов из углеродистой стали для каждого изолята существенно не отличались от абиотических контролей через 7 и 14 дней (рис. 4A). Через 21 день инкубация с изолятом Byssochlamys была значительно выше (p <0.05) скорости коррозии по сравнению с абиотическими контролями. Wickerhamomyces SE3 не вызывал значительно более высоких скоростей коррозии по сравнению с абиотическими контролями. Общая площадь изъятых купонов-свидетелей была значительно выше, чем у абиотических контролей, только в биореакторах, инокулированных Byssochlamys через 14 и 21 день (p <0,05) (рис. 4B). Наибольшая глубина ямок, зарегистрированная для всех культур Byssochlamys , составила 132,7 мкм, тогда как максимальная глубина ямок, зарегистрированная для всех Wickerhamomyces SE3 реакторов, составила 90.7 мкм.
Колокация биологии и коррозия
В статических культурах pH водной фазы был значительно ниже (p <0,05) как для Byssochlamys , так и для Wickerhamomyces по сравнению с абиотическими контролями (рис. 5A). Скорость коррозии была самой низкой в органической (топливной) фазе и повышенной как в водной фазе (ASW), так и на границе раздела топлива и среды (рис. 6B). Скорость коррозии в топливной фазе была значительно выше, чем в абиотическом контроле (p <0.05), в шесть раз больше в культурах, инокулированных Byssochlamys , по сравнению с неинокулированными контролями. В культурах, инокулированных Wickerhamomyces , скорости коррозии существенно не отличались (p> 0,05) от контрольных в топливной фазе. Скорости коррозии на границе раздела топливо / среда и в питательной среде были значительно выше для Byssochlamys и Wickerhamomyces по сравнению с абиотическими контролями (p <0,05). Наибольшие скорости коррозии (2.1 ± 0,23 MPY Byssochlamys и 1,8 ± 0,36 MPY Wickerhamomyces ) наблюдались на границе раздела топливо / среда. Byssochlamys вызывал более глубокую точечную коррозию на границе раздела топливо / среда по сравнению с неинокулированным контролем (рис. 7).
РИС. 5.A . Значения pH водных фаз после инкубации стержней из углеродистой стали с Byssochlamys (синий), Wickerhamomyces (зеленый) и неинокулированными контролями (Tan). Жирные линии представляют собой медианное значение, а жирные линии на графиках представляют квартили данных (n = 5).Звездочки указывают на значительную разницу между засеянными и незасеянными условиями. В . Скорость коррозии стержней из углеродистой стали в органических фазах, на границе раздела органических и водных веществ и в водной фазе после воздействия грибковых изолятов. Жирные линии представляют собой медианное значение, а жирные линии на графиках представляют квартили данных (n = 5). Звездочки указывают на значительную разницу между засеянными и незасеянными условиями.
РИС. 6.A . Общая площадь изъязвлений на образцах из углеродистой стали (ямки> 20 мкм ниже среднего показателя поверхности), инокулированных Byssochlamys (синий), по сравнению с неинокулированными контролями (Tan).Жирная линия представляет среду данных, а не жирные линии представляют квартили данных (n = 3). В . Максимальная глубина ямок на образцах из углеродистой стали в абиотических контролях (Tan) и колбах, инокулированных Byssochlamys (Blue) в течение 90 дней. Жирная линия представляет собой медианное значение данных, а не жирные линии представляют квартили данных (n = 3).
Рис. 7.Профили глубины поверхности образцов углеродистой стали, подвергшихся воздействию нитчатого гриба Byssochlamys и неинокулированных контролей через 90 дней.Биологические реплики показаны рядом друг с другом, а глубина рассчитывалась от наивысшей точки на поверхности купона, составляющей 0 мкм. Полоса цветовой шкалы представляет глубину в микронах. Пунктирная полоса показывает, где граница раздела была расположена на купонах с топливной фазой вверху и водной фазой внизу.
Разложение топлива
И Byssochlamys , и Wickerhamomyces были способны к росту B20, метаболизируя FAME и алкановые компоненты топлива.В результате площадь пиков всех определяемых компонентов FAME и алканов со временем уменьшалась в культурах Byssochlamys и Wickerhamomyces (рис. 8). По сравнению с неинокулированным контролем, культуры Byssochlamys и Wickerhamomyces метаболизировали более 50% метилового эфира цис-9-олеиновой кислоты к 21 дню. Оба гриба снижали концентрацию метилового эфира цис-9-олеиновой кислоты больше, чем любой другой. другой топливный компонент через 21 день (измеряется как площадь пика).Анализ неинокулированных контролей за 21 день показал испарение компонентов топлива с примерно 15% снижением количества компонентов по сравнению с неэкспонированным топливом.
Рис. 8.Разложение алканов и FAME в биодизеле B20 под действием Wickerhamomyces и Byssochlamys после 7, 14 и 21 дня инкубации. Масштабная линейка представляет процент оставшегося соединения по сравнению с неэкспонированным контролем: белый цвет указывает на отсутствие разложения, а черный означает полное разложение.
Обсуждение
Сложные взаимодействия между микроорганизмами, топливом и металлическими поверхностями in situ затрудняют прямую связь микробного разложения биодизеля с коррозией (29). Изоляция соответствующих микроорганизмов и контролируемые лабораторные эксперименты имеют решающее значение для связи роста микробов и метаболической активности с коррозией инфраструктуры. Оба гриба, выделенные и идентифицированные в этом исследовании, Byssochlamys AF004 и Wickerhamomyces SE3, представляли собой одни из самых распространенных грибов, выявленных в ходе длительного исследования микробного загрязнения и микробиологической коррозии в резервуарах для хранения B20 (28).Мы измерили способность этих организмов разрушать B20 и ускорять коррозию углеродистой стали в контролируемых лабораторных экспериментах. Совместное расположение микробной биомассы и наибольшего количества коррозии на границе раздела топлива и воды обеспечило четкую связь того, где потенциал коррозии будет наибольшим в резервуарах для хранения, что повысило нашу способность более целенаправленно воздействовать на области топливных резервуаров для смягчения последствий. и повышение вероятности раннего обнаружения МПК.
Два грибка, которых было много в загрязненных образцах топлива B20, включали нитчатый гриб Byssochlamys и дрожжи Wickerhamomyces .Оба были способны расти на B20 в качестве единственного источника углерода и энергии за счет разложения легко окисляемых компонентов FAME B20 и некоторых алканов в течение 21 дня. В настоящее время Министерство энергетики США и Европейский Союз разрешают использование B5 и B7 соответственно для добавления в дизельное топливо (30, 31). Наша работа предполагает, что даже в топливах с низкой концентрацией FAME, таких как B5 или B7 (предположительно «чистый» ULSD), биообрастание, микробиологическая коррозия и разложение топлива могут стать более распространенными по мере добавления биодизеля в нефтяное дизельное топливо.
Биодеградация углеводородов и FAME в биодизельных смесях дает органические кислоты, которые подкисляют как топливо, так и любые водные среды, увеличивая коррозию углеродистой стали (32, 33). Оба грибковых изолята в этом исследовании могут разлагать алканы и FAME в биодизельном топливе B20 и, по-видимому, разлагают метиловый эфир цис-9-олеиновой кислоты и метиловый эфир цис-11-эйкозоновой кислоты более легко, чем другие соединения. Некоторые исследования показали, что и грибы, и бактерии могут метаболизировать и включать ненасыщенные жирные кислоты намного быстрее, чем насыщенные жирные кислоты, и это объясняется тем, что линейные жирные кислоты менее эффективно проникают внутрь клеток для метаболических процессов (35, 36).
Биопленки могут ускорять скорость коррозии, создавая локальные концентрированные кислотные условия на металлических поверхностях или разделяя кислород, создавая ячейки кислородной коррозии. Оба эти механизма увеличивают точечную коррозию или локальную коррозию (34). Анализ поверхности, проведенный методом профилометрии в белом свете, показал, что точечная коррозия была более серьезной на купонах, подвергшихся воздействию нитчатого гриба Byssochlamys AF001 по сравнению с дрожжами Wickerhamomyces . Это различие может быть связано с толстыми биопленками, образованными мицелиальными грибами.Другие мицелиальные грибы, такие как Aspergillus niger , образуют толстые биопленки на стальных поверхностях, что приводит к усилению точечной коррозии (37). Через 21 день биопленки Byssochlamys генерировали примерно в 30 раз больше ямчатой площади, чем контрольные абиотики, и в 4 раза больше, чем на купонах, подвергнутых воздействию дрожжей Wickerhamomyces . Повышенная коррозия, наблюдаемая в культурах Byssochlamys , подтверждает предыдущие исследования в резервуарах для хранения B20 USAF, которые показали, что мицелиальные грибы вносят вклад в MIC (28).
Хотя мы подтвердили, что оба гриба способны к МПК, материалы действительно демонстрировали некоторую пассивацию поверхности или снижение скорости коррозии с течением времени. Скорость коррозии немного снизилась в течение 21-дневного эксперимента с биореактором, возможно, из-за образования пассивирующих оксидов железа на поверхности металла. Эта пассивация может предотвратить дальнейшее окисление железа так же быстро, как когда нейтральное железо подвергается воздействию среды (38, 39). Скорость коррозии со временем стабилизировалась, аналогично динамике коррозии, которая наблюдалась для in situ , где Byssochlamys было самой многочисленной популяцией грибов (40).Хотя общая скорость коррозии снизилась в течение 12 месяцев, было обнаружено значительно более глубокие ямы, что позволяет предположить, что долгосрочное моделирование коррозии остается сложной задачей.
Оба изолированных гриба способны расти в кислородных условиях, и большинство наблюдаемых грибковых и бактериальных таксонов, идентифицированных in situ , были либо факультативными анаэробами, либо известными аэробными микроорганизмами (28). По мере роста грибов на границе раздела топливо: вода образовывалась очевидная биопленка. Этот рост может обеспечить физическую нишу, в которой грибы могут использовать доступный кислород в топливе для обмена веществ, исключая при этом другие микроорганизмы из этого пространства и определять, какие организмы могут расти в резервуарах для хранения топлива.Биодизельное топливо и смеси биодизеля (например, B20) содержат больше растворенного кислорода, чем дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (41). Аэробный метаболизм на границе раздела топливо: вода истощит кислород, присутствующий в непосредственной окружающей среде, включая водную фазу. Растворенный кислород в гораздо большем объеме топлива будет ограничиваться диффузией в водную фазу, которая, скорее всего, останется бескислородной при загрязнении метаболизирующими микроорганизмами. Результирующий градиент концентрации кислорода будет наиболее заметным на границе раздела топлива и воды, где выделенные нами грибки активно растут в топливном баке, образуя ячейку кислородной коррозии и приводя к усиленной агрессивной коррозии питтингового типа (40, 42).
Хотя корреляционные связи между микробной деградацией ископаемого и биологического топлива и коррозией хорошо установлены, прямая связь между таксонами грибов и скоростью или типами коррозии менее развита (43–45). Контролируемые эксперименты в этом исследовании связывают активный метаболизм грибов с аэробной деградацией B20, образованием биопленок на границе раздела топливо / вода и точечной коррозией. В будущих исследованиях будет рассмотрено, как потенциальные метаболические взаимодействия между Byssochlamys и популяциями бактерий могут повлиять на скорость разложения и коррозии топлива.Компоненты FAME биодизеля более подвержены биодеградации, чем углеводороды на основе нефти (рис. 8), что указывает на постоянные проблемы при долгосрочном хранении биодизеля (46, 47). Хотя мы тестировали смесь 20% биодизеля, биодизель также присутствует в ULSD в США в концентрациях до 5%; добавлен для компенсации потери смазывающей способности дизельного топлива из-за удаления сероорганических соединений. Смеси в ЕС содержат до 7% биодизеля. Следовательно, даже в топливах, обозначенных как «чистые» или ULSD, разложение FAME и углеводородов представляет повышенный риск коррозии в инфраструктуре хранения.Эти результаты выявили проблемы, связанные с включением FAME в дизельное топливо, и дадут информацию о передовых методах управления, позволяющих продолжать использовать возобновляемые виды топлива, а также снижать риск микробиологической коррозии для глобальной энергетической инфраструктуры.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Выделение, идентификация и выращивание грибковых изолятов
Byssochlamys sp. штамм AF004 и Wickerhamomyces sp. штамм SE3 были изолированы из резервуаров для хранения загрязненного биодизеля B20 на базе ВВС на юго-востоке США (32).Для выделения грибов 1 л топлива B20 пропускали через фильтрующий элемент Steritop ™ в верхней части бутылки с площадью фильтрации 40 см 2 и номинальным размером пор 0,22 мкм (Millipore Sigma). Этот фильтр вырезали стерильным скальпелем, переносили в пробирку Эппендорфа объемом 1,5 мл, содержащую 500 мкл фосфатно-солевого буфера (pH 7,4), и биомассу ресуспендировали встряхиванием на максимальной скорости в течение 1 мин. Суспензию биомассы разбавляли фосфатно-солевым буфером (pH 7,4), наносили на агаровую среду Hestrin Schramm (HS) (на л: 20 г глюкозы, 5 г дрожжевого экстракта, 5 г пептона, 2.7 г Na 2 HPO 4 , 1,15 г лимонной кислоты, 7,5 г агара; pH доводили до 6,0 разбавленной HCl или NaOH) (48) и инкубировали при 25 ° C в течение 7 дней.
Рост грибов повторно переносили на изоляцию до получения чистых культур (неоднократно с единственной морфологией). Изоляты грибов были идентифицированы путем выделения геномной ДНК с помощью набора Quick -DNA Fungal / Bacterial Miniprep Kit (Zymo Research; Irvine (фиг., CA)), амплификации и секвенирования области внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS).В частности, область ITS для каждого изолята была амплифицирована с праймерами ITS1-F (5’CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3 ‘) и ITS4 (5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’) (49, 50) в ПЦР с использованием 5 PRIME HotMasterMix (Quanta Biosciences , Беверли, Массачусетс, США). Амплифицированную ДНК очищали с использованием ExoSap-IT ™ (Thermo Fisher Scientific) в соответствии с инструкциями производителя. После очистки амплифицированную ДНК подвергали секвенированию в прямом цикле BigDye ® с каждым праймером для амплификации на генетическом анализаторе 3130xl (Biology Core Molecular Laboratory, Университет Оклахомы).Полученные последовательности для каждого ампликона были обрезаны для обеспечения качества, чтобы включать только нуклеотиды с Q-оценкой 30, и объединены с использованием CAP3 (51). Обрезанные и объединенные последовательности затем были отправлены в NCBI для идентификации их ближайшего соседа с помощью MegaBLAST. Программный пакет MEGA X (52) был использован для построения дерева максимального правдоподобия (модель Тамура-Неи, загруженная с 500 выборок), содержащего последовательности изолятов и ближайших соседей (рис. 1).
Суспензия спор мицелиальных грибов Byssochlamys sp.использовали в качестве нормализованного посевного материала в экспериментах, описанных ниже. Для приготовления суспензии спор 4 мл PBS добавляли к поверхности HS-агара, содержащего рост гифов Byssochlamys sp., И использовали инокуляционную петлю для соскабливания ростков грибов. Затем раствор PBS собирали с планшета и фильтровали через нитроцеллюлозный фильтр с размером пор 10 мкм для отделения спор от биомассы гиф. Затем споры центрифугировали при 10000 x RCF в течение 1 минуты. Супернатант декантировали, стерилизованный PBS добавляли обратно к осадку спор и встряхивали для ресуспендирования спор в растворе.Это было повторено всего три раза. Концентрацию спор определяли с использованием счетной камеры Петрова-Хауссера, затем разбавляли, чтобы довести концентрацию посевного материала до 1 × 10 4 спор / мл.
Для получения суспензии дрожжевых клеток Wickerhamomyces sp. выращивали в среде HS в течение 48 часов и центрифугировали при 10000 x RCF для осаждения клеточной массы. Супернатант декантировали и к осадку клеток добавляли стерилизованный PBS. Этот осадок центрифугировали при 10000 x RCF в течение 1 минуты.Супернатант декантировали, и к осадку клеток добавляли больше стерилизованного PBS и встряхивали для ресуспендирования клеток в суспензии. Это было повторено всего три раза. Концентрации клеток определяли с использованием счетной камеры Петрова-Хауссера и разбавляли, чтобы довести концентрацию инокулята до 1 × 10 4 клеток / мл.
Количественная оценка и характеристика биодизельного топлива B20. Биоразложение
Грибковое биоразложение B20 оценивалось прямым измерением роста грибов и потребления топливных соединений.Рост грибов и способность разлагать биодизель B20 измеряли каждые 7 дней в течение 21 дня. Все эксперименты по биоразложению инкубировали в аэробных условиях при 25 ° C и без встряхивания (т.е. в статических) условиях. Пробирки (16 x 150 мм) были заполнены 5 мл стерилизованного фильтром B20 в качестве единственного источника углерода и энергии и жидкой среды ASW в соотношении топлива к ASW 1:10. Wickerhamomyces и Byssochlamys первоначально выращивали на среде HS и центрифугировали при 10 000 x RCF для осаждения клеточной массы.Этот осадок ресуспендировали в PBS на вортексе, центрифугировали и ресуспендировали всего 3 раза для удаления любых потенциальных переносимых питательных веществ перед инокуляцией. Наконец, плотность клеток / спор определяли с помощью гемоцитометра, позволяя засеять B20 и ASW до конечной концентрации 1 × 10 4 клеток / мл или спор / мл соответственно. Топливную фазу этих культур разделяли с помощью делительной воронки на 10 мл и разбавляли 1:10 в гексане ≥97,0% (ГХ) и анализировали с помощью газовой хроматографии / масс-спектрометрии (ГХ / МС).Химический состав образцов биодизельного топлива B20 перед разложением определяли с помощью ГХ / МС с использованием Shimadzu QP 2010 SE (Shimadzu Corporation, США). Перед инъекцией каждый образец разбавляли гексаном 1:10. Объем 1 мкл вводили через автоматический пробоотборник с соотношением деления 1:10 для конечного разведения 1: 100. Инжекция началась при 300 ° C, печь была при 40 ° C с выдержкой 1,5 мин, которая повысилась до 320 ° C со скоростью 10 ° C мин. -1 . Химические компоненты разделяли на колонке Restek Column Rxi 5Sil с размерами: 30 м, 0.25 мм ID, 0,25 мкм. В качестве газа-носителя использовался гелий высокой чистоты с линейной скоростью 36,8 см · с -1 . Масс-спектры анализировали в режиме сканирования со следующими параметрами: граница раздела при 320 ° C, ионный источник 200 ° C, фракция растворителя 2,75 мин, время события 0,25 с и скорость сканирования 2000. Каждая общая ионная хроматограмма (TIC) была обработана с помощью программного обеспечения LabSolutions версии 4.20 (Shimadzu Corporation, США). Пики идентифицировали с использованием библиотеки масс-спектров NIST версии 14 и проверяли и количественно оценивали с использованием эталонных стандартов для FAME (Supelco® 37 Component FAME Mix, Sigma Aldrich, США) и насыщенных алканов (C7-C40 Saturation Alkanes Standard, Sigma Aldrich, USA).Основные пики алканов и FAME были идентифицированы репликами библиотеки NIST и подверглись деструктивному отбору пяти повторов в каждый момент времени. Разложение топливных смесей измеряли путем определения количества (%) оставшихся компонентов топлива относительно необлученного контроля. Во все эксперименты были включены отрицательные контроли (без прививки) для оценки рисков контаминации и оценки абиотической деградации. Неизмененные контроли (засеянные, но без B20) также были включены для оценки переноса питательных веществ из первоначального инокулята.
Количественная оценка и характеристика микробиологической коррозии в биореакторах
Три биопленочных биореактора CDC ® (BioSurface Technologies Corp.) были заполнены 3 мл биодизельного топлива B20 и 297 мл искусственной дренажной воды (ASW, на л: 0,015 г NaCl, 0,035 г NaF, 0,02 г CaCl 2 , 0,018 г KNO 3 , 0,01 г Na 2 SO 4 , 0,015 г (NH 4 ) 2 SO 4 и 0,017 г K 2 HPO 4 ) (соотношение B20: ASW 1: 100) и инокулировали до конечной концентрации 1 × 10 4 спор Byssochlamys / мл или Wickerhamomyces клеток / мл.Образцы круглых дисков из углеродистой стали марки 1018 (диаметр 1,27 см, толщина 3,82 мм; BioSurface Technologies Corp., Bozeman, MT) промывали ацетоном для удаления машинного масла, взвешивали для получения начальной массы и стерилизовали перед использованием, подвергая их воздействию УФ-свет по 15 минут с каждой стороны. В рабочей станции AirClean 600 PCR (AirClean Systems Inc., Creedmoor, NC) три диска из углеродистой стали вставляли в каждый из трех держателей купонов из полипропилена. Три держателя купона вставляли в каждый из трех биореакторов.Образцы биореакторов отбирали еженедельно в течение трех недель, удаляя один из держателей полипропиленовых купонов и заменяя его стерилизованным держателем пустых купонов биореактора, что позволяет получить три технических и три биологических повтора. Образцы, собранные из каждого реактора, очищали и взвешивали для определения потери массы, которую использовали для расчета скорости коррозии (описанной ниже).
Также была определена топология поверхности каждого купона для количественной оценки площади и глубины любой коррозии.PH водной фазы определяли при каждом взятии проб, как и жизнеспособность изолятов или стерильность контролей. Измерения жизнеспособности планктонных микроорганизмов проводили путем отбора проб среды из биореакторов и проведения измерений MPN / мл для Byssochlamys AF001 и измерений КОЕ / мл для Wickerhamomyces SE3 с использованием жидкой или твердой среды HS соответственно. Плотность популяции микроорганизмов, прикрепленных к каждому купону, определяли путем удаления биомассы стерильным нейлоновым тампоном и переноса ее в стерильный PBS.Биомассу суспендировали путем встряхивания и использовали для определения MPN или КОЕ / мл, как описано выше. После удаления биомассы тампоном каждый купон очищали с использованием метода ASTM G01-03 C3.5 и сразу же взвешивали для определения потери массы. После взвешивания купоны хранили в анаэробной камере для предотвращения дальнейшего абиотического окисления до тех пор, пока не будет проведен анализ поверхности. Технические реплики были усреднены и использованы для анализа данных.
Поверхность каждого купона анализировали с использованием профилометрии в белом свете (Nanovea PS50; Nanovea, Inc.; Ирвин, Калифорния). Чтобы обеспечить сканирование одной и той же области на всех купонах, использовался зажим для выравнивания купонов в одном месте на предметном столе профилометра (дополнительная информация содержит файлы 3D, которые можно распечатать и изучить в 3D).
Область 6 x 6 мм была отсканирована на купоне и визуализирована с использованием программного обеспечения для гор, версия 6.3 (Digital Surf). Карты интенсивности и высоты были объединены в программном обеспечении и выровнены методом наименьших квадратов путем вычитания. Неизмеренные точки были заполнены с использованием вычислений точек от ближайших соседей.Ямы определялись как любые точки, которые были более чем на 20 мкм ниже среднего значения поверхности.
Максимальная глубина ямки и общая площадь ямок были рассчитаны на основе анализа поверхности.
Локализация коррозии в топливной, межфазной и водной фазах
Эксперименты по статической коррозии были проведены с целью определения, где коррозия была наибольшей – в топливе, межфазной или водной фазе водосодержащих топливных систем. Статические инкубации были выполнены путем первого заполнения пробирок (16 x 150 мм) 3 мл стерильной среды ASW, чтобы имитировать воду, присутствующую в подземных резервуарах для хранения из-за стока или конденсации внутри резервуара (53).Биодизель B20 стерилизовали фильтрованием в автоклавированную бутыль Schott на 1 л, используя верхний фильтр Steritop ™ с площадью фильтрации 40 см 2 и номинальным размером пор 0,22 мкм (Millipore Sigma), и 3 мл этого биодизеля добавляли в пробирки в асептических условиях. , в результате чего соотношение топлива и ЗШО составляет 1: 1. Неоцинкованные стержни из углеродистой стали (диаметр 0,5 мм x длина 19 мм) были промыты в ацетоне для удаления машинного масла, взвешены для получения начальной массы и автоклавированы в анаэробных условиях в пробирках Балча с свободным пространством N 2 для предотвращения абиотической коррозии и обеспечения бесплодие до эксперимента.Шпильки вставляли в отверстия, просверленные в нейлоновых болтах на трех уровнях перед циклом автоклавирования. Отверстия были расположены так, чтобы стержни подвергались воздействию топливной фазы, границы раздела топливо-вода или водной фазы (дополнительный рисунок 1).
Пять экземпляров трубок для статической коррозии, описанных выше, были инокулированы до конечной концентрации 1 × 10 4 Byssochlamys sp. споры или Wickerhamomyces sp. клеток на мл. Еще пять пробирок оставались незараженными в качестве контроля.Пробирки инкубировали 21 день при комнатной температуре в темноте. Через 21 день pH водной фазы измеряли с использованием водонепроницаемого карманного pH Testr ™ Oakton pH Spear. Жизнеспособность организмов (или стерильность контролей) оценивали по росту на агаровой среде HS и прямой микроскопии. Жизнеспособность Wickerhamomyces sp. определяли по КОЕ / мл на среде с агаром HS. Рост Byssochlamys sp. был подтвержден наблюдением за ростом гиф под световой микроскопией путем приготовления влажной оправы и исследования при 100-кратном увеличении.Скорости коррозии были рассчитаны по потере массы с использованием подхода, описанного ниже (Расчет скорости коррозии по измерениям потери массы).
Дополнительные эксперименты по статической коррозии были проведены с плоскими образцами, пересекающими топливную, межфазную и водную фазы, чтобы визуализировать поверхность купона на всех фазах с помощью сканирующей электронной микроскопии и измерить площадь и глубину коррозионных ямок с помощью белого света. профилометрия, как описано выше. Купоны, использованные в этом эксперименте, состояли из углеродистой стали 1018, 3 дюйма в длину, 3/8 дюйма в ширину и 1/16 дюйма в толщину и обработаны производителем путем шлифовки с использованием ленты с зернистостью 120 (Alabama Specialty Products , Inc.; Манфорд, Алабама). Каждый купон помещали в отдельные колбы Эрленмейера на 250 мл, содержащие 25 мл стерильного биодизельного топлива B20 и ASW в соотношении 1: 1. Эти колбы либо инокулировали 1 × 10 4 спор мицелиального гриба Byssochlamys , либо оставляли без инокулирования в качестве контроля, инкубировали при 25 ° C в течение 90 дней и использовали для количественной оценки и характеристики поверхностной коррозии.
Поверхность купонов анализировали с использованием профилометрии в белом свете, как описано выше. Чтобы обеспечить сканирование одной и той же площади 20 x 8 мм на всех купонах, использовался зажим, чтобы выровнять купоны в одном и том же месте на предметном столике профилометра (дополнительная информация).
Карты интенсивности и высоты были объединены с использованием программного обеспечения для гор версии 6.3 (Digital Surf; Безансон, Франция) и выровнены с использованием метода наименьших квадратов плоскости путем вычитания. В программе неизмеренные точки были заполнены с использованием расчетов точек от ближайших соседей. Ямы определялись как любые точки, которые были менее чем на 20 мкм ниже среднего значения поверхности. Максимальная глубина ямок и общая площадь ямок были рассчитаны на основе анализа поверхности.
Расчет скорости коррозии по измерениям потери массы
После инкубации стержни и купоны из углеродистой стали были очищены с использованием метода ASTM G01-03 C3.5 (54). Конечная масса была измерена и использована для определения скорости коррозии в миллидюймах в год (MPY) с использованием следующего уравнения:
K = расход мил в год (MPY)
T = время воздействия в часах
A = площадь в см 2
W = потеря массы в граммах (масса начального купона – масса конечного купона)
D = Плотность в г / см 3
Статистический анализ и визуализация данных
Статистический анализ и построение фигур выполнялись в R версии 3.3.3 и GraphPad Prism 8.3.0. Существенные различия были рассчитаны с использованием двухфакторного дисперсионного анализа с HSD Тьюки для определения значительных различий в скоростях коррозии, максимальной глубине ямок, общей площади ямок и pH между изолятами и неинокулированными контролями.
WhiteLightStage_CorrectedBase_BioreactorCouponsForCircularcouponswithDia mter0.5inches.glb
Дополнительный 3D-файл для печати покрытия поверх Nanovea PS50, который поддерживает размещение круглых поверхностных купонов диаметром 12.7 мм / 0,5 дюйма.
WhiteLightStage_CorrectedBase_3inx0.5in.glb
Дополнительный 3D-файл для печати обложки на Nanovea PS50, который поддерживает размещение прямоугольных купонов длиной 76,2 мм / 3 дюйма и шириной 12,7 мм / 0,5 дюйма.
БЛАГОДАРНОСТИ
Мы выражаем признательность мужчинам и женщинам из ВВС США и гражданскому персоналу на базах ВВС США; их сотрудничество и помощь сыграли решающую роль в этом исследовании. Кроме того, мы хотели бы поблагодарить Эмили Джанкинс за проницательные комментарии во время разработки этой рукописи.Эта работа была поддержана Исследовательской группой по изучению биологических материалов и обработки ВВС, Управлением материалов и производства и Сотрудничеством по вопросам политики и надзора за технической коррозией Министерства обороны США (грант № FA7000-15-2-0001).
Обнаружение и количественная оценка уровней коррозии углеродистой стали, связанной с разложением биодизельного топлива B20
% PDF-1.4 % 340 0 объект > эндобдж 342 0 объект > поток 2021-06-27T14: 14-04: 002021-07-23T20: 53: 27-07: 002021-07-23T20: 53: 27-07: 00application / pdf
X0YZM / & o ޡ l Efo6 $ X% ; Т Qшх7
В чем разница между литейной сталью 718Х и литейной сталью П20Х? – Fushun Special Steel Co., ООО
Какие характеристики литейной стали 718Н? Каковы характеристики штамповой стали P20? В чем разница между литейной сталью 718 и литейной сталью P20H?
A: литейная сталь 718H, соответствующая литейной стали Chinai 3Cr2NiMo.
** Характеристики **
718H – улучшенная марка стали для литейных форм P20H (литейная сталь 3Cr2Mo). который значительно улучшил качество, что позволяет восполнить нехватку литейной стали P20H и соответствовать требованиям к литейной стали P20H.
За исключением того, что она не может использоваться для пластмассовых деталей форм, требующих коррозионной стойкости, в настоящее время это наиболее широко используемая сталь для форм.
Типичный сорт стали для универсальных пластиковых форм. Обычно называемые «усовершенствованной» сталью для литейных форм для пластика, недавно разработанные новые марки стали часто принимают ее за типичное сравнение.
B: Сталь для литейной формы P20 – это тип материала для сварки пресс-формы, самый ранний из них – P20, P20H, фаза P20Ni Характеристики
1.Формовочная сталь P20H имеет однородную твердость и хорошие характеристики полировки и фототравления. Гравировка и отличные характеристики обработки стали P20.
Сталь штампа 2.P20H изготавливается из чистой стали путем вакуумной дегазации и рафинирования, которая больше подходит для полировки или травления на пластиковых формах.
3. Формовочная сталь P20H была предварительно закалена до 285-330HB (30-36HRC). которые можно напрямую использовать для обработки форм без термической обработки, что значительно сокращает период строительства и снижает эксплуатационные расходы.Хорошая стабильность размеров.
4. Формовочная сталь P20H имеет плотные физические свойства после ковки и прокатки. Ультразвуковой контроль может быть использован для определения того, что в литейной стали P20H нет дефектов, таких как точечные и точечные отверстия.
Примечание: Сталь P20H подходит для изготовления пластиковых форм и штампов для литья под давлением легкоплавких металлов.
C: Эта сталь обладает хорошей обрабатываемостью и характеристиками зеркальной полировки.