Vad ASTM A36/A36M Kolkonstruktionsstål är
ASTM A36/A36M är den mest använda specifikationen för kolkonstruktionsstål i världen. Det omfattar kolstålplattor, former, spont och stänger avsedda för nitade, bultade eller svetsade konstruktioner av broar och byggnader och för allmänna konstruktionsändamål. Den metriska följespecifikationen, A36M, uttrycker samma krav i SI-enheter: en lägsta sträckgräns på 250 MPa och ett draggränsområde på 400 till 550 MPa. Kvaliteten är ett vanligt kol-manganstål, inte en låglegerad, väderbeständig eller rostfri kvalitet, och dess atmosfäriska korrosionsbeständighet är begränsad till den lilla förbättring som erhålls från en koppartillsats.
Eftersom kemin och de minsta mekaniska egenskaperna för A36 är fastställda av specifikationen, är den första praktiska frågan för en designer eller köpare inte "vilken kvalitet" utan "vilket leveransvillkor". Varmvalsade och kallvalsade (eller kalldragna) A36 skiljer sig åt i toleranser, yttillstånd, restspänningsnivå och kostnad, och att välja fel är en vanlig orsak till onödiga kostnader eller till dimensionsproblem under bearbetning.
Varmvalsad och kallvalsad A36: Process- och leveranstillstånd
Varmvalsning utförs över omkristallisationstemperaturen, med slutbearbetningar som normalt avslutas långt över 900 grader, så stålet deformeras i det austenitiska området och får sedan svalna i luft. Resultatet är den välkända kvarnprodukten: en mörk oxidskala på ytan, jämförelsevis låg restspänning och det bredaste tillgängliga utbudet av plåt- och stångtjocklekar. Praktiskt taget all A36-plåt, stång och konstruktionssektion når marknaden i varmvalsat skick, varför A36 beskrivs som en varmvalsad kvalitet.
Kallvalsning eller kalldragning utförs vid omgivningstemperatur. Materialet omkristalliseras inte längre när det deformeras, så arbetet hårdnar: sträckgränsen och hårdheten ökar, töjningen faller och dimensionstoleranser, rakhet och ytfinish förbättras avsevärt. Kallvalsad produkt levereras normalt ren, ljus och lätt oljad. Kvarvarande spänningar är högre än i varmvalsat tillstånd, och avspänningsglödgning eller härdvalsning kan behövas där dimensionsstabilitet under bearbetning eller formning är kritisk.
| Attribut | Varmvalsad A36 | Kallvalsad eller kalldragen A36 |
|---|---|---|
| Deformationstemperatur | Över omkristallisationstemperaturen, avslutande vanligtvis över 900 grader | Omgivningstemperatur |
| Yta | Kvarnskal, oxid, grå till blå-svart finish | Slät, ljus, vanligtvis oljad |
| Dimensionell tolerans | Standardkvarnstoleranser såsom de för ASTM A6/A6M | Snävare toleranser, överens om ritning eller inköpsorder |
| Styrka | 250 MPa lägsta utbyte som specificerats för betyget | Högre verkligt utbyte och hårdhet genom arbetshärdning |
| Duktilitet | Full förlängning av specifikationen | Reducerad, med minsta förlängning överenskommen vid beställning |
| Kvarstående stress | Låg | Högre; avspänning eller temperament rullning kan krävas |
| Tillgänglighet | Lagerfylld tallrik, stång och struktursektioner | Tillverkad på beställning, ofta från varmvalsad materiel |
| Relativ kostnad | Lägre | Högre på grund av ytterligare efterbehandlingsoperationer |
| Typisk användning | Ramar, bottenplattor, kilar, konsoler, svetsade tillverkningar | Maskinbearbetade delar, stift, distanser och komponenter som kräver snäva toleranser |
Det är också viktigt att hålla koll på standardens omfattning. ASTM A36/A36M gäller plåtar, former, spont och stänger; det täcker inte tunna plåtar och remsor. Tunntjocklek av jämförbar hållfasthetsklass beställs enligt plåtspecifikationerna, det vill säga varmvalsad plåt enligt ASTM A1011/A1011M och kallvalsad plåt enligt ASTM A1008/A1008M. En förfrågan om tunn "kallvalsad A36-plåt" löser sig därför normalt till en ASTM A1008 kallvalsad plåt med motsvarande styrka, eller till kalldragen A36-stång där en stångprodukt faktiskt önskas.
Kemiska och mekaniska krav för ASTM A36/A36M
ASTM A36/A36M kontrollerar värmeanalysen av stålet inom följande gränser. Produktanalystoleranser i specifikationen gäller när kontrollen görs på den färdiga produkten snarare än på värmen.
| Element | Krav, % | Anmärkningar |
|---|---|---|
| Kol, max | 0.26 | Värmeanalys |
| Mangan | 0.80–1.20 | För plåtar, former, spont och stänger över 12,5 mm |
| Fosfor, max | 0.04 | Värmeanalys |
| Svavel, max | 0.05 | Värmeanalys |
| Kisel | 0,40 max | 0,15–0,40 för tallrikar över 40 mm tjocka |
| Koppar, min | 0.20 | Endast när kopparlagerstål är specificerat |
Krav på mekaniska egenskaper anges som minima för materialet i -rullat skick. Kallbearbetning höjer den faktiska sträckgränsen över det specificerade minimumet utan att ändra specifikationsgränserna, så en kallvalsad eller kalldragen komponent kan mäta betydligt hårdare än 250 MPa minimum samtidigt som den fortfarande är helt kompatibel med kvaliteten.
| Egendom | Krav |
|---|---|
| Sträckgräns, min | 250 MPa (36 ksi) |
| Draghållfasthet | 400–550 MPa (58–80 ksi) |
| Förlängning i 200 mm, min | 20 % |
| Förlängning i 50 mm, min | 23 % |
Ansökningar och urvalsvägledning
A36 är standardkonstruktionsstål för icke-fraktur-kritiskt, icke-exponerat arbete: allmänna byggnads- och industriramar, pelare, balkar, bottenplattor, kilplattor, stag, transmissions- och kommunikationstorn, plattforms- och gångvägskonstruktioner, ramar för trappor och ledstänger, lagringstankar och skidstöd för lagring av tankar och silo, rörhållare och stöd för maskiner, rörstativ, rörstativ och maskiner. Dess låga kolhalt gör det till ett av de enklaste konstruktionsstålen att svetsa, skära och forma, och det är normalt det billigaste materialet som kommer att uppfylla ett 250 MPa designkrav.
Urvalsvägledning är enkel. Välj varmvalsad A36 när komponenten är svetsad eller bultad, när valsskalfinish är acceptabel och när den nödvändiga tjockleken är större än några millimeter. Välj kallvalsad eller kalldragen A36 när toleranser, rakhet, ytfinish eller bearbetat utseende styr konstruktionen, och acceptera att det arbetshärdade tillståndet har lägre duktilitet, högre restspänning och ett högre pris per ton. Där hållfasthet snarare än svetsbarhet styr, är en strukturell kvalitet med högre hållfasthet, såsom ASTM A572 Grade 50, vanligtvis ett mer ekonomiskt val än en tyngre A36-sektion, eftersom den tillåter en tunnare del för samma belastning.
Tillverkning, korrosionsskydd och inspektionspunkter
Svetsning.A36 med 0,26 % maximalt kol har en låg kolekvivalent och svetsas rutinmässigt med skärmad metallbåge, gasmetallbåge, flusskärna båge och nedsänkt bågeprocesser med hjälp av standardtillsatsmaterial av kolstål. Förvärmning är normalt onödig i tunna sektioner men appliceras på tjocka, mycket återhållna fogar, och svetsningsprocedurkvalificeringen följer den styrande strukturella svetskoden för projektet.
Kapning och bearbetning.Varmvalsat material har kvarnskala som bör avlägsnas före målning eller precisionsbearbetning. Kalldragna stångmaskiner till en bättre finish och håller toleransen mer konsekvent, men det bör avlastas innan tung bearbetning om distorsion är en risk.
Korrosion.A36 är ett kolstål och rostar närhelst fukt och syre är närvarande; det är inte ett korrosionsbeständigt material. Skydd sker genom beläggningssystem som appliceras på en korrekt förberedd, kalkfri yta, genom varmförzinkning enligt ASTM A123, eller genom olje- och fettfilmer för korttidsskydd vid lagring och transport. Kopparlager A36 erbjuder endast en blygsam förbättring av atmosfärisk korrosionsbeständighet. För utsatt, omålad service är ett väderbeständigt stål som ASTM A588 eller ASTM A847 den korrekta specifikationen snarare än en beläggning över A36.
Inspektion.Acceptera material mot kvarntestcertifikatet som visar värmeanalys och mekaniska testresultat, kontrollera tjocklek, bredd, längd, camber och rakhet mot ASTM A6/A6M allmänna kravtoleranser, verifiera att värmenumret på certifikatet matchar märkningen på produkten och bekräfta att ytan är fri från skadliga defekter före tillverkning.
FAQ
F: Är ASTM A36 stål varmvalsat eller kallvalsat?
ASTM A36 levereras oftast i varmvalsat skick. Kallvalsade eller kalldragna A36 kan tillverkas på beställning för applikationer som kräver snävare toleranser eller en jämnare, ljusare yta, men den vanligaste och mest tillgängliga formen av kvaliteten är varmvalsad. Tunn kallvalsad plåt omfattas dock inte av ASTM A36/A36M och beställs normalt till ASTM A1008/A1008M.
F: Vilka är de mekaniska egenskaperna hos ASTM A36?
Specifikationen kräver en lägsta sträckgräns på 250 MPa, en draghållfasthet mellan 400 och 550 MPa, en minsta töjning på 20 % i en 200 mm tjocklekslängd och en minsta töjning på 23 % i en 50 mm tjocklekslängd. Dessa är minimivärden för det som-valsade materialet, så faktiska testresultat är ofta högre.
F: Rostar A36-stål och hur kan rost förhindras?
Ja. A36 är ett kolstål som innehåller järn, som oxiderar lätt när det utsätts för fukt och syre, så oskyddad A36 rostar. Praktiskt skydd inkluderar skyddande färgsystem över en förberedd yta, varmförzinkning enligt ASTM A123, olje- eller fettfilmer för lagring och transport samt kontroll av miljön så att stålet hålls torrt. Inget vanligt strukturellt kolstål är permanent rostbeständigt; rostfria stål och väderbeständiga stål motstår korrosion bättre på grund av deras legeringsinnehåll.
F: Kan kallvalsad eller kalldragen A36 svetsas?
Det kan svetsas, men det arbetshärdade tillståndet måste beaktas. Kallbearbetning förändrar mikrostrukturen och ökar kvarvarande spänningar, så svetsade fogar i kalldragen A36 kan behöva avlastning, och egenskaperna i den värmepåverkade zonen kommer att skilja sig från modermetallens. Där svetsning är den dominerande tillverkningsprocessen, är det varmvalsade tillståndet det enklare och mer förutsägbara valet.
F: Vad är skillnaden mellan ASTM A36 och ASTM A572 Grade 50?
A36 har en lägsta sträckgräns på 250 MPa, medan ASTM A572 Grade 50 har en lägsta sträckgräns på 345 MPa. A36 är ett vanligt kol-manganstål med låg kolhalt och utmärkt svetsbarhet; A572 Grade 50 är ett höghållfast låglegerat stål som innehåller element som vanadin, niob eller kväve. Där högre hållfasthet behövs tillåter A572 Grade 50 ofta en lättare, mer ekonomisk del än en motsvarande A36-sektion.
F: Är galvaniserad A36 lämplig för utomhuskonstruktioner?
Ja. A36 är lätt varmförzinkad till ASTM A123, och zinkbeläggningen ger ett offerskydd som är väl lämpat för utomhus-, marin- och industriell atmosfär. Stålet ska vara fritt från kraftig beläggning och rengöras genom betning eller blästring före galvanisering, och svetstillsatsmaterial och ventilationsdetaljer ska väljas med tanke på galvaniseringsprocessen.
F: Vilka tjocklekar och produktformer täcker ASTM A36/A36M?
Specifikationen täcker plåtar, former, spont och stänger i de tjocklekar och storlekar som anges av standarden, tillsammans med de allmänna kraven i ASTM A6/A6M. Plåt och remsa under cirka 5 mm ligger utanför dess omfattning och tillhör plåtspecifikationerna, och kalldragning av stångprodukt är en brukspraxis snarare än ett separat A36-krav.
