ASTM A519: Безшевни механични тръби от въглерод и легирана стомана
1. Общ преглед и основна концепция
ASTM A519е стандартната спецификация забезшевни механични тръби от въглерод и легирана стомана. За разлика от стандартите за тръби под налягане (A106, A335), тръбите A519 са предназначени предимно замеханични и структурни приложениякъдето точността на размерите, повърхностното покритие и специфичните механични свойства са критични.
Ключова разлика:A519 определямеханични тръби, а не тръбопровод под налягане. Използва се, когато самата тръба служи като структурен компонент или движеща се част.
2. Стандартни степени и класификация
A519 обхваща широка гама от степени, организирани по химичен състав:
| Тип клас | Обозначение на стомана | Еквивалентен UNS | Общи приложения |
|---|---|---|---|
| Въглеродни стомани | 1020, 1025, 1030, 1040, 1045, 1050, 1060 и т.н. | G10200, G10250 и др. | Обща обработка, цилиндри, ролки |
| Легирани стомани | 4130, 4140, 4150, 4340, 8620, 8625, 9310 | G41300, G41400 и др. | Висока{0}}якостни части, самолети, автомобили |
| Неръждаеми стомани | 304, 316, 321, 347 | S30400, S31600 и др. | Механични-устойчиви на корозия части |
| Степени "Електрическа пещ". | E3310, E4340, E52100 | Високо{0}}товарни лагери, зъбни колела |
3. Изисквания за химичен състав (избрани ключови степени)
| Степен | C (%) | Mn (%) | P Max (%) | S Max (%) | Si (%) | Cr (%) | Mo (%) | Ni (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1020 | 0.18-0.23 | 0.30-0.60 | 0.040 | 0.050 | 0.10-0.35 | - | - | - |
| 1045 | 0.43-0.50 | 0.60-0.90 | 0.040 | 0.050 | 0.10-0.35 | - | - | - |
| 4130 | 0.28-0.33 | 0.40-0.60 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.80-1.10 | 0.15-0.25 | - |
| 4140 | 0.38-0.43 | 0.75-1.00 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.80-1.10 | 0.15-0.25 | - |
| 4340 | 0.38-0.43 | 0.60-0.80 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.70-0.90 | 0.20-0.30 | 1.65-2.00 |
| 8620 | 0.18-0.23 | 0.70-0.90 | 0.035 | 0.040 | 0.15-0.35 | 0.40-0.60 | 0.15-0.25 | 0.40-0.70 |
Забележка: Пълните таблици с всички оценки са предоставени в стандарта.
4. Производствен процес
| Стъпка на процеса | Описание | Цел |
|---|---|---|
| Производство на стомана | Електрическа пещ, основен кислород или одобрен процес | Постигнете определена химия |
| Изработка на тръби | Задължителен безпроблемен процес(без заварени тръби) | Без надлъжен шев, еднакви свойства |
| Методи за формиране | Горещо завършено, студено изтеглено или студено валцувано | Постигнете крайни размери и повърхност |
| Термична обработка | Както се изисква от поръчката за покупка (закален, нормализиран, закален и т.н.) | Получаване на необходимите механични свойства |
5. Механични свойства (типично - топлинно обработено състояние)
Свойствата варират значително в зависимост от термичната обработка. По-долу са типичните диапазони.
| Степен | Състояние | Якост на опън (MPa) | Граница на провлачване (MPa) | Удължение (%) | Твърдост (HB) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1020 | Студено изтеглено | 380-550 | 310 мин | 10-20 | 121-170 |
| 1045 | Нормализирано | 625-750 | 370 мин | 12-18 | 170-210 |
| 4130 | Нормализирано и темперирано | 670-900 | 435 мин | 15-22 | 190-250 |
| 4140 | Закалени с масло и темперирани | 850-1050 | 700 мин | 12-18 | 260-320 |
| 4340 | Закалени с масло и темперирани | 1000-1200 | 900 мин | 10-15 | 300-380 |
| 8620 | Качество на закаляване | 500-700 | 350 мин | 18-25 | 150-200 |
6. Размерни характеристики и допустими отклонения
A519 е известен стесни толеранси на размеритеподходящ за машинна обработка.
| Измерение | Толерантност на студено изтеглени тръби | Толерантност на горещо завършените тръби |
|---|---|---|
| Външен диаметър | ±0,10 mm до ±0,38 mm (зависи от OD) | ±0,75% от OD или ±0,4 mm |
| Дебелина на стената | ±10% от номиналната стена | +0/-12,5% до +0/-10% |
| Концентричност (Ексцентричност на стената) | По-равномерно разпределение по стените | По-малко строги от студено изтеглени |
| Прямост | 0,5 мм на метър макс | 1,5 мм на метър макс |
| Повърхностно покритие | Гладка, без{0}}нагар (може да е маринована) | Може да има котлен камък |
7. Изисквания за тестване
| Тип тест | Честота | Цел | Стандартна справка |
|---|---|---|---|
| Химичен анализ | Всяка топлина | Проверете състава | ASTM A751 |
| Тест на опън | Всяка топлина, всяка партида за термична обработка | Проверете механичните свойства | ASTM A370 |
| Тест за твърдост | Както е посочено | Проверете равномерността на топлинната обработка | ASTM E10/E18 |
| Тест за сплескване | Два броя на лот | Проверете пластичността | ASTM A370 |
| Безразрушителен тест | По избор (UT, ET, MT) | Откриване на прекъсвания | Както е посочено в PO |
| Визуален преглед | 100% | Качество на повърхността | - |
8. Ключови приложения по отрасли
| Индустрия | Типични приложения | Общи оценки |
|---|---|---|
| Автомобилна | Хидравлични цилиндри, тела на амортисьори, полуоски, тръби на оси, кормилни колони | 1020, 1035, 4130, 4140 |
| Космонавтика | Компоненти на колесника, задвижващи цилиндри, опори на двигателя, структурни елементи | 4130, 4340, 300M, 8620 |
| Машини и оборудване | Ролки, валове, шпиндели, втулки, прецизни механични части | 1045, 4140, 4340, 8620 |
| Нефт и газ | Корпуса на клапани, валове на помпи, дорници, инструменти за спускане на дупки | 4140, 4340, 8630 |
| Хидравлични/Пневматични | Цилиндри, акумулаторни тръби, пневматични бутала | 1020, 1045, 4130 (усъвършенстван ID) |
9. Сравнение с други спецификации на безшевни тръби
| Спецификация | Основна употреба | Ключова разлика от A519 |
|---|---|---|
| ASTM A519 | Механични/структурни тръби | Тесни допуски, различни условия, без рейтинг на налягане |
| ASTM A106 | Обслужване под налягане при високи температури | Номиналното-налягане, границите на химическия състав се различават |
| ASTM A335 | Тръбопроводи за високо{0}}налягане | Специфични класове сплави за устойчивост на пълзене |
| ASTM A213 | Тръби за бойлер/топлообменник | Свойства,-устойчиви на налягане, висока{1}}температура |
| ASTM A500 | Структурни тръби (заварени и безшевни) | Структурни форми, по-малко строги допуски |
10. Информация за покупка и поръчка
Основна информация за уточняване:
Спецификация: ASTM A519
Степен: 1020, 4130, 4140 и т.н.
Състояние:
CD(Студено изтеглено) - По-добро покритие, по-строги допуски
HR(Гореща валцувана) - Като-състояние валцувана
A(Отгрят) - Меко състояние за машинна обработка
N(Нормализирано) - Единна структура
QT(Закален и темпериран) - Висока якост
Размер: OD x дебелина на стената (в инчове или mm)
Дължина: Произволно или нарязани на дължина
Край Край: Обикновени, скосени, очистени
Повърхностно покритие: Мариновани, омаслени, фосфатирани
Специални изисквания: NDT, специално изпитване, сертификация
Примерно обозначение на поръчката:
ASTM A519 4140 QT, 3.000" OD x 0.250" Стена, Нарязани на 10 фута дължини, OD полирани, Скосени краища, Твърдост 28-32 HRC
11. Съображения за термична обработка
| Степен | Препоръчителна термична обработка | Типични резултатни свойства |
|---|---|---|
| 1020/1025 | Карбуризиране и закаляване | Твърд калъф (55-62 HRC), здраво ядро |
| 1045 | Нормализиране или охлаждане и темпериране | Добра здравина и устойчивост на износване |
| 4130/4140 | Закаляване и темпериране (масло) | Висока якост, добра якост |
| 4340 | Закаляване и темпериране (масло) | Много висока якост, дълбока закаляемост |
| 8620 | Карбуризиране | Отлична цементирана стомана |
12. Важни бележки и ограничения
НЕ е стандарт за тръба под налягане- Тръбите A519 не са предназначени за задържане под налягане, освен ако не са специално оценени
Няма изискване за хидростатичен тестпо подразбиране (за разлика от стандартите за тръби под налягане)
Точност на размеритее ключова точка за продажба, особено за студено изтеглено
Повърхностни дефектиса по-критични, отколкото в тръбата под налягане (засяга обработката)
Сертификацияобикновено включва доклади за химически и механични тестове
Заваряемостварира според класа - легираните стомани изискват термична обработка преди/след-заваряване
13. Глобални еквиваленти
| Клас ASTM A519 | EN/DIN еквивалент | ISO еквивалент | JIS еквивалент |
|---|---|---|---|
| 1020 | 1.0402, C22 | C22E | S20C |
| 1045 | 1.0503, C45 | C45E | S45C |
| 4130 | 1.7218, 25CrMo4 | 25CrMo4 | SCM420 |
| 4140 | 1.7225, 42CrMo4 | 42CrMo4 | SCM440 |
| 4340 | 1.6582, 34CrNiMo6 | 34CrNiMo6 | SNCM439 |
Механичните тръби ASTM A519 са предпочитаният избор, когато прецизността на размерите, специфичните механични свойства и качеството на повърхността са от първостепенно значение за компоненти, които ще бъдат обработвани, формовани или използвани в структурни приложения без вътрешно налягане.
