Сталь углеродистая применение: Углеродистая сталь – свойства и сферы применения

alexxlab | 18.02.2023 | 0 | Разное

Содержание

Углеродистые конструкционные стали: виды и преимущества

  • Главная >
  • Блог >
  • Углеродистые конструкционные стали: виды и преимущества

25.09.2022

Лазерная резка

Время чтения: 8 минут

Редакция сайта VT-Metall

Сохранить статью:

Из этого материала вы узнаете:

  • Описание углеродистой конструкционной стали
  • Плюсы и минусы углеродистой конструкционной стали
  • Разновидности углеродистой конструкционной стали в машиностроении
  • Характеристики углеродистой конструкционной стали в строительстве
  • Ограничения по использованию углеродистых конструкционных сталей

Углеродистые конструкционные стали являются весьма востребованными в строительстве и машиностроении, но также используются и в других областях промышленности.

Универсальность обеспечивается характеристиками, которые позволяют подобрать необходимое сочетание качеств.

Впрочем, у этой особенности есть и обратная сторона – сложная классификация с обилием маркировок. В нашей статье мы расскажем, что собой представляет углеродистая конструкционная сталь, по каким признакам ее классифицируют и разберем ограничения в ее использовании.

Описание углеродистой конструкционной стали

Конструкции, механизмы, задействованные в промышленности и строительных работах, должны отличаться повышенной прочностью. Поэтому их производят из материала с особыми характеристиками, ведь от них зависит безопасная эксплуатация объекта при любых окружающих условиях. Углеродистая конструкционная сталь отвечает всем нормам по химическим, физическим и механическим показателям.

Данный металл выгодно отличается от других своей способностью справляться с постоянными и переменными нагрузками, является стойким к износу и образованию ржавчины.

Чаще всего используют обычную углеродистую конструкционную сталь, но иногда прибегают к ее легированию при помощи определенных добавок, чтобы обеспечить материалу новые свойства.

Углеродистые конструкционные стали имеют в составе железо, кремний, медь, марганец, прочие вещества. Однако главной добавкой является углерод, поскольку от него зависят ключевые характеристики и степень прочности металла. Концентрация углерода определяет стойкость объекта к хладноломкости, способность справляться с производственными нагрузками, сменой погодных условий.

 

Среди конструкционных сталей принято выделять несколько классов в соответствии с долей вредных веществ – под последними понимают серу и фосфор. Чем больше этот показатель, тем ниже уровень хладноломкости и красноломкости металла.

Плюсы и минусы углеродистой конструкционной стали

Преимущества подобного металла становятся очевидны после того, как изделия проходят термическую обработку. Поэтому в процессе производства их подвергают воздействию температуры, чтобы проявить такие достоинства:

  • Закалка и отпуск позволяют усилить сопротивление материала пластическим деформациям. В итоге данный показатель углеродистой конструкционной стали становится выше, чем у углеродистых сплавов при равном содержании углерода.
  • В идентичных условиях конструкционная сталь прокаливается сильнее углеродистой. Из-за чего внешние элементы, имеющие значительную толщину, рекомендуется изготавливать из конструкционной стали с легирующими добавками. Благодаря составу, деталь прокаливается насквозь.
  • Термическая обработка подобной стали может проходить с применением так называемых «мягких» охладителей, то есть масла. При помощи данного подхода серьезно сокращается вероятность растрескивания, коробления в процессе закалки.
  • После термообработки и легирования у конструкционной стали возрастает вязкость, порог хладноломкости. Поэтому техника, в составе которой присутствуют детали из этого металла, считается более надежной.

Однако у углеродистой конструкционной стали есть и отрицательные свойства:

  • Большинство изделий из нее подвержено обратимой отпускной хрупкости.
  • Под действием температуры сталь теряет изначальную твердость и сопротивление усталости.
  • Ковка, прокатка приводят к тому, что структура изделий меняется на строчечную. В зонах деформации они утрачивают однородность, из-за чего металл становится сложно резать.
  • Углеродистым конструкционным сталям, легированным никелем, свойственно формирование флокенов, то есть светлых пятен в изломе. Они появляются при выходе водорода, растворенного в металле. В поперечном разрезе такие дефекты выглядят как трещины, расходящиеся в разных направлениях.

Разновидности углеродистой конструкционной стали в машиностроении

Стали углеродистые обыкновенного качества, выпускаемые по ГОСТ 380-71

Данный тип сталей является наиболее распространенным и поставляется в виде проката в нормализованном состоянии. Он применяется в машиностроении, строительстве, пр.

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества маркируют при помощи букв Ст и цифр в пределах от 0 до 6. Последние обозначают номер марки – чем больше число, тем выше доля углерода, прочность, при этом ниже пластичность.

Справа от номера марки пишут индекс: кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная сталь. Между индексом и номером марки нередко есть буква Г, свидетельствующая о повышенной концентрации марганца. Слева от букв Ст указываются группы стали. Стоит пояснить, что всего выделяют три группы: А, Б, В, которые устанавливаются в соответствии с назначением и гарантируемыми свойствами металла.

Стали обыкновенного качества делят на категории, исходя из требований к нормируемым показателям, то есть к химическому составу и механическим свойствам. При маркировке углеродистых конструкционных сталей категорию обозначают цифрой, которая располагается справа от индекса степени раскисления.

Допустим, Ст6ГпсЗ говорит о том, что перед нами сталь группы А, марки Ст6, с повышенной долей марганца, полуспокойная, третьей категории. Если при заказе металла указана определенная категория, но неизвестна степень раскисления, категорию пишут за номером марки через тире, например Ст4-3. Для стали первой категории цифру 1 не ставят, поэтому маркировка выглядит таким образом: Ст4пс.

У сталей группы А не регламентируется химический состав, зато гарантируются механические свойства. Такие металлы обычно становятся материалом деталей, при изготовлении которых не используется горячая обработка, то есть сварка, ковка и прочие методы.

Для стали группы Б производитель не гарантирует механические свойства, а ее ключевой характеристикой считается химический состав. Этот металл используют для изделий, проходящих термообработку и горячую обработку давлением, например, штамповку, ковку.

Сталь группы В поставляют в соответствии с механическими характеристиками, отвечающими нормам для группы А. Тогда как по химическому составу этот металл должен подходить под требования к углеродистым конструкционным сталям группы Б. Такой материал применяют в большинстве случаев для изготовления сварных конструкций.

Стали углеродистые качественные конструкционные, выпускаемые по ГОСТ 1050-74

Они отличаются от сталей обыкновенного качества меньшей долей серы, фосфора и прочих вредных примесей в составе. Также они имеют более узкие пределы содержания углерода в каждой марке и чаще всего более высокую концентрацию кремния и марганца.

Рекомендуем статьи

  • Легированная сталь: виды, марки и назначение
  • Коррозионностойкая сталь: виды и особенности
  • Быстрорежущая сталь – характеристика, маркировка, области применения

Для маркировки качественных углеродистых конструкционных сталей используют двузначные числа, которые говорят о содержании углерода в сотых долях процента. Также нужно учитывать, что данный металл поставляют с гарантированными показателями химического состава и механических свойств.

По степени раскисления выделяют кипящую (кп), полуспокойную (пс), спокойную сталь, которая не имеет соответствующего индекса. Буква Г также свидетельствует о повышенной доле марганца, но в пределах 1%.

Данная сталь бывает катаной, кованой, калиброванной, круглой с особой отделкой поверхности, которая известна как серебрянка.

Стали углеродистые специального назначения, выпускаемые по ГОСТ1414-75

Они имеют хорошую и повышенную обрабатываемость резанием, поэтому известны как автоматные стали. В первую очередь, такой металл применяется для изготовления деталей массового производства. При его обработке на станках-автоматах образуется короткая и мелкая стружка, обеспечивается меньший расход режущего инструмента, снижается уровень шероховатости обработанных поверхностей.

Автоматные углеродистые конструкционные стали со значительной долей серы и фосфора хорошо обрабатываются. Чтобы добиться высокой обрабатываемости резанием в металл вводят селен, свинец, теллур в качестве технических добавок.

Для маркировки данной группы сталей используют букву А и цифры, по которым можно определить среднее содержание углерода в сотых долях процента. Существуют такие марки автоматной стали: А12, А20, АЗО, А40Г.

Металл первой марки используют для производства неответственных деталей, тогда как из остальных делают элементы, призванные работать при повышенном напряжении и давлении. Данная сталь поступает в продажу в качестве прутков круглого, квадратного и шестигранного сечений. Стоит оговориться, что такой металл не подходит для изготовления сварных конструкций.

Стали листовые, а именно котельные, ГОСТ 5520-79 и ТУ, предназначены для производства котлов и емкостей, работающих под давлением. Поэтому такие углеродистые конструкционные стали нашли применение в сфере изготовления паровых котлов, судовых топок, камер горения газовых турбин, прочих изделий. Их задача состоит в том, чтобы справляться с переменными давлениями и температурами в пределах +450 °С.

Немаловажным качеством котельной стали является хорошая свариваемость. Для этого в металл добавляют титан и дополнительно раскисляют его алюминием.

Существует несколько марок углеродистой котельной стали: 12К, 15К, 16К, 18К, 20К, 22К, доля углерода в них находится на уровне 0,08–0,28 %. Металл поставляют в виде листов толщиной не более 200 мм и поковок в состоянии после нормализации и отпуска.

Характеристики углеродистой конструкционной стали в строительстве

Для строительных нужд используются углеродистые конструкционные стали с небольшой концентрацией легирующих элементов, то есть хрома, марганца и кремния. Доля углерода в них не выходит за пределы 0,1–0,2 %. Данный металл отличается хорошей свариваемостью и другими важными при изготовлении строительных конструкций свойствами. К ним относятся:

  • хорошая ковкость и жидкотекучесть;
  • высокая твердость и ударная вязкость;
  • оптимальные параметры относительного удлинения и прочности.

За счет производства изделий для строительной сферы из низколегированных, а не углеродистых сталей удается на треть сократить издержки на сырье. Легирование позволяет улучшить закаливаемость металла и повысить его предел текучести.

Чаще всего среди углеродистых конструкционных сталей используются такие марки, поставляемые в виде сортового проката, листов, полос и прутков:

  • 14Г2;
  • 15ХСНД;
  • 10Г2С1;
  • 18Г2;
  • 18Г2С;
  • 25Г2С;
  • 35ГС.

Перечисленные стали хорошо свариваются и поддаются прочим способам обработки, поэтому подходят для изготовления строительных конструкций любого размера и конфигурации без значительных трудозатрат.

Ограничения по использованию углеродистых конструкционных сталей

Доля углерода фиксируется при помощи цифры в маркировке – от этого показателя зависит качество и область применения изделий из стали.

Низкоуглеродистые

Из данного металла производят малонагружаемые детали, ведь они имеют небольшую прочность, высокую пластичность и хорошо поддаются сварке. Также изделия подходят для штамповки холодным способом, однако их нельзя подвергать термическому воздействию. Сплав является материалом для сложных деталей автомобилей, ответственных сварных конструкций

Среднеуглеродистые

Для получения такого металла углеродистую конструкционную сталь улучшают закалкой и горячим отпуском до температуры + 650 °C. В результате увеличивается уровень прочности деталей, при этом снижается пластичность, что позволяет резать металл. Данную сталь используют в сфере машиностроения

Высокоуглеродистые

Эти материалы имеют значительное содержание марганца, поэтому из них делают элементы, обладающие повышенной упругостью и стойкостью к износу, например, рессоры, пружины. Благодаря отжигу материал поддается резанию

Качественные

Металл имеет большую долю серно-фосфорных, свинцовых добавок и используется для изготовления деталей, подвергающихся значительной обработке без вреда для самого инструмента. Это автоматные стали с добавлением серы, фосфора, свинца, которые, в соответствии с названием, обрабатывают станками-автоматами

Если нужно добиться повышенной твердости, сопротивляемости износу элементов из углеродистой конструкционной стали, используют графитизацию, наклеп, наплавку.

Чтобы не ошибиться при выборе марки металла под конкретные задачи, важно понимать перечисленные выше свойства конструкционных сталей. Если вас не покидают сомнения, стоит посоветоваться со специалистами – они точно помогут подобрать подходящий материал.

Читайте также

06.02.2023

Низколегированная сталь: особенности, классификация, маркировка

Подробнее

03.02.2023

Как сделать наковальню: простые советы и идеи

Подробнее

02.02.2023

Как выбрать сверло: размеры, материал, цвет

Подробнее

27.01.2023

Сплавы черных металлов: классификация и особенности производства

Подробнее

25. 01.2023

Как соединить трубы без сварки: обзор популярных методов

Подробнее

23.01.2023

Титан и его сплавы: свойства, применение

Подробнее

20.01.2023

Назначение чугуна: сферы применения и виды материала

Подробнее

18.01.2023

Электрошлаковая сварка: преимущества, технология, оборудование

Подробнее

характеристики и расшифовка, применение и свойства стали

  • Стали
  • Стандарты

Всего сталей

js_elem_380561″>
Страна Стандарт Описание
Россия ГОСТ 1577-93 Прокат толстолистовой и широкополосный из конструкционной качественной стали. Технические условия
Россия ГОСТ 2284-79 Лента холоднокатаная из углеродистой конструкционной стали. Технические условия
Россия ГОСТ 7348-81 Проволока из углеродистой стали для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций. Технические условия
Россия ГОСТ 9124-85 Проволока стальная луженая бандажная. Технические условия
Россия ГОСТ 14959-16 Прокат из рессорно-пружинной углеродистой и легированной стали. Технические условия
Россия ГОСТ 21996-76 Лента стальная холоднокатаная термообработанная. Технические условия

Характеристики стали 70

Классификация Сталь углеродистая конструкционная рессорно-пружинная
Применение Изготовление рессор, пружин и элементов пружинного типа, требования к которым: повышенная прочность, упругость и износостойкость.

Углеродистая конструкционная сталь 70 маркируется двухзначным числом, указывающим на содержание углерода в сплаве.

Основные характеристики и особенности  

Основные достоинства стали 70:

  • износостойкость,
  • упругость,
  • прочность и твёрдость.

Сталь 70 является экономно легированным сплавом, и имеет относительно небольшую стоимость, что делает её очень востребованной.

Данная сталь характеризуется отличным сочетанием твёрдости (особенно после поверхностной нормализации), прочности на растяжение с высокой для своего класса ударной вязкостью.

70 сталь не подлежит сварке. В крайнем случае – КТС с термообработкой.

Особенности пружин из проволоки из стали 70

Пружины из стали 70 используют во многих механизмах. Они служат для обеспечения герметичности, создания давления, приведения механизмов в движение. Пружины из этой стали имеют большой ресурс эксплуатации благодаря упругости и пластичности металла.

Сопротивление пружин на разрывы зависит от диаметра проволоки 70.

Пружины из стали 70 характеризуются устойчивостью к механическим нагрузкам, изгибам и выносливостью.  Однако они плохо сопротивляются напряжению растягивания, поэтому их запрещено использовать в неразъёмных конструкциях.

Механические свойства стали 70

Свойства по стандарту ГОСТ 1577-93

Толстолистовой прокат
без термической обработки, после контролируемой прокатки или нормализованный отожженный или высокоотпущенный
Предел текучести, σ, МПа, min Временное сопротивление разрыву, σ, МПа, min Относительное удлинение при разрыве, δ5, %, min Предел текучести, σ0,2, МПа, min
 Временное сопротивление разрыву, σв, МПа, min Относительное удлинение при разрыве, δ5, %, min
+ + + + + +

Широкополосный нормализованный прокат или нормализованные заготовки
Предел текучести, σ0,2, МПа, min
 Временное сопротивление разрыву, σ, МПа, min
 Относительное удлинение при разрыве, δ5, %, min
 Относительное сужение,ψ, %, min
+ + + +

Примечание: Знак “+” означает, что характеристика контролируется для набора данных. Результаты контроля заносят в документ о качестве.

Свойства по стандарту ГОСТ 2284-79

Временное сопротивление разрыву, Н/мм2, min Относительное удлинение, δ5, %, min Временное сопротивление разрыву, σв, МПа, min
Лента обожженная Лента нагартованная
440-740 10 740-1130

Свойства по стандарту ГОСТ 7348-81

Номинальный диаметр d, мм Класс прочности, Н/мм2 Номинальное временное сопротивление разрыву, Н/мм2, min Разрывное усилие, Н Усилие P0,2, Н Относительное удлинение при разрыве, δ5, %, min Число перегибов проволоки при диаметре валиков 30 мм, min
круглой периодического профиля
3,0 1500 1780 12600 10600 4 9 8
4,0 1400 1700 21400 18000 4 7 6
5,0 1400 1670 32800 27500 4 5 3
6,0 1400 1670 47300 39700 5 - -
7,0 1300 1570 60400 50700 6 - -
8,0 1200 1470 74000 62000 6 - -

Примечания:

  1. Нормы по номинальному временному сопротивлению являются справочными значениями.  
  2. Модуль упругости Е равен (200±20) ГПа.

Свойства по стандарту ГОСТ 9124-85

Номинальный диаметр проволоки, мм Временное сопротивление разрыву, Н/мм2, min
 Число перегибов, min   Число скручиваний на 360 градусов при l – 200мм, min
Класс Н
1,0 1470 4 2
1,2 1470 5 2
1,5 1470 4 2
1,6 1470 6 2
2,0 1470 4 2
2,5 1420 4 2
3,0 1370 2 2
Класс М
0,5 1770 -
0,6 1770 - 25
0,8 1770 7
1,0 1770 6 20
1,2 1770 10 15
1,5 1670 7 12
1,6 1670 11 10
2,0 1670 8 8
2,5 1670 10 5
3,0 1570 3 5

Свойства по стандарту ГОСТ 14959-16

Предел текучести, σ0,2, МПа, min Временное сопротивление разрыву, σв, МПа, min Относительное удлинение при разрыве, δ5, %, min Относительное сужение,ψ, %, min
835 1030 9 30

Режим термической обработки
Температура закалки, С Закалочная среда Температура отпуска, С
830 Масло 470

Свойства по стандарту ГОСТ 21996-76

Широкополосный нормализованный прокат или нормализованные заготовки
Твердость HV, max Временное сопротивление разрыву, σ, МПа, max
670 2160

×

Отмена Удалить

×

Выбрать тариф

×

Подтверждение удаления

Отмена Удалить

×

Выбор региона будет сброшен

Отмена

×

×

Оставить заявку

×

Название

Отмена

×

К сожалению, данная функция доступна только на платном тарифе

Выбрать тариф

Основные области применения углеродистой стали в различных отраслях промышленности

Внедрение углеродистой стали предложило надежное решение для секторов, которым требуется качество и долговечность стали. По данным Grand View Research, в 2019 году рынок углеродистой стали оценивался более чем в 880 миллиардов долларов, и прогнозировалось, что он будет расти до 2027 года. Спрос на металл неуклонно растет, поскольку все больше отраслей признают ценность этого сплава.

Одним из основных преимуществ углеродистой стали является ее многократное использование в широком диапазоне продуктов. Хотя он в первую очередь связан со строительной отраслью, его применение отличается впечатляющим разнообразием. Рост отношения к окружающей среде сделал его популярным выбором среди зеленых организаций из-за легкости, с которой он может быть переработан.

Идентификация углеродистой стали для продажи требует надлежащего исследования при покупке оптом. Выбор ведущего поставщика, такого как Fast Metal в Огайо, — лучший способ обеспечить надежную доставку и качественную продукцию. Некоторые из распространенных применений углеродистой стали включают:

Строительство

Углеродистая сталь обычно используется на строительных площадках из-за качества и долговечности металла. Низкоуглеродистая сталь в основном используется при возведении стальных каркасов зданий, а также является популярным компонентом трубопроводов. Мягкая углеродистая сталь также используется в различных приспособлениях в виде листов или пластин.

Углеродистую сталь можно разделить на три основные категории: высокая, средняя и низкая. Высокоуглеродистая сталь представляет собой самый твердый сплав из-за высокого содержания углерода в стали. Однако высокоуглеродистая сталь обычно не используется в строительных компонентах из-за ее жесткости и низкой гибкости. Предпочтение отдается низкоуглеродистой стали, поскольку благодаря своей пластичности она отвечает как ветровым, так и сейсмическим требованиям.

Автомобильная промышленность 

Углеродистая сталь была впервые использована для автомобилей в 1930 с. Сплав интегрирован в несколько частей автомобиля, включая выхлопную систему, компоненты подвески и картеры сцепления, и это лишь некоторые из них. Сплав также используется для изготовления декоративных элементов автомобиля, таких как колпаки колес, а также гаек, болтов и крепежных деталей.

Индекс корпоративной средней экономии топлива (CAFÉ) сыграл важную роль во внедрении углеродистой стали в автомобильной промышленности. Продвижение более строгих правил для производителей по созданию более экономичных автомобилей побудило их использовать более легкие материалы, такие как углеродистая сталь. В современных автомобилях около 40% каркаса состоит из этого металла.

Машины и инструменты 

Углеродистая сталь обычно используется в конструкциях различных машин и инструментов. Высокоуглеродистая сталь является популярным компонентом режущих инструментов из-за ее стойкости к истиранию и способности сохранять остроту кромки. Сплав популярен в режущих инструментах, связанных с металлообработкой, но также может применяться в деревообработке.

Во многих автоматизированных машинах с коленчатыми валами и шестернями для таких механизмов используется углеродистая сталь. Такие компоненты, как пружины, шарикоподшипники и тросы, изготовлены из среднеуглеродистой стали из-за ее пластичности.

Столовые приборы и посуда 

Углеродистая сталь используется в большинстве домашних и коммерческих кухонь в виде столовых приборов и посуды. Люди, которые ищут качественные кухонные принадлежности для своей кухни, вероятно, имеют кастрюлю или сковороду из углеродистой стали. Вилки, ложки и ножи также легко доступны из этого материала.

Углеродистая сталь стала популярным материалом для посуды из-за ее нереакционноспособного характера. Это означает, что он не реагирует на кислые продукты, поэтому вы не будете подвергаться риску легкого металлического привкуса каждый раз, когда готовите. Углеродная посуда также долговечна, ее легко содержать в чистоте, а также она относительно доступна.

Все об углеродистой стали как производственном материале

Углеродистая сталь в основном состоит из железа с различным содержанием углерода в качестве основного легирующего элемента. Углеродистая сталь является одним из наиболее широко используемых производственных материалов из-за ее формуемости, свариваемости, прочности и способности подвергаться термической обработке для точного изменения ее механических свойств. Помимо углерода, в большинстве сплавов содержится дополнительное количество марганца. Сера и фосфор также присутствуют, однако они обычно нежелательны и рассматриваются как примеси.

В этой статье будет описано, что такое углеродистая сталь, различные типы углеродистой стали, их преимущества, недостатки и физические свойства. Также будут рассмотрены максимальные рабочие температуры и температуры плавления углеродистой стали. Труба из углеродистой стали показана на рисунке 1 ниже:

Что такое углеродистая сталь?

Углеродистая сталь представляет собой серию сплавов железа, основным легирующим элементом которых является углерод. Углеродистые стали широко используются почти во всех отраслях промышленности и обычно делятся на низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые. Содержание углерода оказывает сильное влияние на механические свойства стали. По мере увеличения содержания углерода сталь, как правило, будет иметь более высокую прочность и более низкую пластичность. Средне- и высокоуглеродистая сталь легко подвергается термообработке, что позволяет еще больше улучшить ее механические свойства.

Какие компоненты входят в состав углеродистой стали?

Углеродистая сталь состоит из железа, легированного небольшим количеством углерода (обычно менее 1 %, хотя может достигать 2 %), марганца и кремния, причем сера и фосфор присутствуют в основном в виде примесей. Каждый элемент, добавленный в простую углеродистую сталь, играет определенную роль в конечных свойствах. Например, марганец добавляется в первую очередь для десульфурации стали. Однако его можно добавлять в несколько больших количествах, до 1 %, в качестве замещающего растворенного вещества, помогающего укрепить сталь. Кремний, с другой стороны, добавляется в основном в качестве раскислителя и в основном присутствует в качестве остаточного элемента, хотя его можно добавлять в небольших количествах для усиления.

Какие существуют типы углеродистых сталей?

Простые углеродистые стали часто классифицируют как стали с низким, средним или высоким содержанием углерода в зависимости от процентного содержания углерода в сплаве. Точные уровни углерода для этих трех категорий не являются общепризнанными, и разные организации, выпускающие стандарты, определяют немного разные границы категорий. Тем не менее, в этой статье используются подразделения, определенные ASM International:

  1. Низкоуглеродистая сталь: Низкоуглеродистая сталь – любая сталь с содержанием углерода менее 0,2 %. Низкоуглеродистая сталь, также называемая мягкой сталью, является одной из наиболее распространенных марок углеродистой стали. Этот сорт не может подвергаться термической обработке и может быть закален только холодной обработкой. Низкоуглеродистая сталь легко сваривается. Он очень пластичен, что может затруднить его обработку из-за истирания (вид износа, вызванный сцеплением между поверхностями скольжения) и образования длинной стружки. Добавление небольшого контролируемого количества серы может повысить обрабатываемость.
  2. Среднеуглеродистая сталь: Среднеуглеродистая сталь относится к стали с содержанием углерода от 0,2 до 0,5 %. Среднеуглеродистая сталь имеет хороший баланс между прочностью, пластичностью и износостойкостью. Этот сорт может подвергаться термической обработке для придания дополнительной прочности. Чем выше содержание углерода, тем лучше сплав поддается термообработке. Его также можно сварить. Однако для предотвращения образования хрупкого мартенсита в зоне термического влияния среднеуглеродистых сталей требуются специальные процедуры сварки перед и после нагрева.
  3. Высокоуглеродистая сталь: Высокоуглеродистая сталь относится к стали с содержанием углерода более 0,5 %, но менее 1 %. Высокоуглеродистая сталь, тип инструментальной стали, имеет самый высокий уровень содержания углерода. Это означает, что она имеет самую высокую прочность и твердость среди простых углеродистых сталей. Однако эти свойства достигаются за счет повышенной хрупкости. Высокоуглеродистые стали плохо поддаются сварке из-за их склонности к образованию большого количества хрупкого мартенсита в зоне термического влияния сварного шва, что увеличивает вероятность образования трещин в сварном шве.

Каковы свойства углеродистой стали?

Углеродистая сталь — это общий термин, используемый для описания различных составов стали. Механические свойства определенного сорта из каждой категории углеродистой стали (холоднокатаная углеродистая сталь) перечислены в Таблице 1 ниже с использованием правил нумерации AISI:

Где производится углеродистая сталь?

Китай и китайские компании доминируют в мировом производстве стали, за ними следуют Индия и Япония. Несмотря на это, в большинстве промышленно развитых стран есть мощности по производству углеродистой стали. Ведущими производителями стали в 2021 году были Baowu, ArcelorMittal и Ansteel Group.

Каково применение углеродистой стали?

Применение углеродистой стали практически безгранично. Каждая отрасль, от автомобилестроения до потребительских товаров, в той или иной форме использует детали из углеродистой стали. Некоторые известные примеры применения углеродистой стали перечислены ниже:

  1. Валы
  2. Тросы
  3. Элементы конструкции
  4. Проволока
  5. Шарикоподшипники
  6. Судостроение
  7. Пружины

    065
  8. Сосуды под давлением
  9. Шкивы
  10. Шестерни
  11. Режущие инструменты
  12. Крепеж

Насколько прочна углеродистая сталь?

Прочность углеродистой стали зависит от содержания в ней углерода, уровня добавок Mn и Si, которые могут быть упрочнителями твердого раствора, а также от проведенной термической обработки. Чем выше содержание углерода, тем выше его прочность. По этой причине высокоуглеродистая сталь имеет самую высокую прочность. Высокоуглеродистая сталь обычно используется для резки или формовки инструментов из-за ее прочности и твердости. Однако высокоуглеродистая сталь хрупка и может треснуть и сломаться при воздействии ударных нагрузок.

Каковы преимущества углеродистой стали?

Углеродистая сталь является одной из наиболее широко используемых сталей благодаря целому ряду преимуществ, перечисленных ниже:

  1. Низкая стоимость : Углеродистая сталь состоит из дешевого железа и углерода, что делает углеродистую сталь значительно дешевле легированной стали, например. В легированной стали используются более дорогие элементы, такие как никель и хром.
  2. Термическая обработка: Средне- и высокоуглеродистые стали могут значительно улучшить свои свойства с помощью различных режимов термообработки. Термическая обработка может повысить предел прочности при растяжении, износостойкость, пластичность или твердость.
  3. Свариваемость: Углеродистые стали, особенно низкоуглеродистые, хорошо поддаются сварке. Свариваемость может быть дополнительно улучшена за счет использования марок стали с более низким содержанием углерода и соблюдения соответствующих процедур (предварительный нагрев, термическая обработка для снятия напряжения и т. д.) для свариваемой марки стали.
Каковы недостатки углеродистой стали?

Несмотря на преобладание углеродистой стали, существуют некоторые недостатки, которые необходимо учитывать перед использованием углеродистой стали, перечисленные ниже:

  1. Плохая коррозионная стойкость: Углеродистые стали имеют плохую коррозионную стойкость и должны иметь поверхностную обработку для придания коррозионной стойкости. Эти виды обработки поверхности обычно представляют собой покраску и горячее цинкование.
  2. Плохая формуемость: Высокоуглеродистая сталь прочная, но хрупкая. Его пониженная пластичность затрудняет формование этой марки углеродистой стали.
  3. Нетермообрабатываемые (низкоуглеродистые стали): Низкоуглеродистая сталь легко формуется, но не может быть упрочнена термической обработкой. Однако его можно подвергнуть холодной обработке для улучшения его свойств.

Какова максимальная рабочая температура углеродистой стали?

Углеродистые стали обычно имеют максимальную рабочую температуру 427 °C. Выше этой температуры углеродистые стали испытывают значительное снижение прочности из-за охрупчивания, вызванного графитизацией карбидов в стали. Скорость коррозии также увеличивается с температурой, поэтому углеродистые стали, подвергающиеся воздействию агрессивных сред при повышенных температурах, обычно имеют низкую максимальную рабочую температуру.

Какова температура плавления углеродистой стали?

Ниже в Таблице 2 приведены температуры солидуса (начала плавления) и температуры ликвидуса (окончания плавления) для трех распространенных марок углеродистых сталей:

Углеродистая сталь лучше мягкой стали?

Мягкая сталь является подкатегорией углеродистой стали, особенно низкоуглеродистой стали. При оценке того, лучше ли одна сталь другой, всегда следует учитывать область применения. Лучшая сталь всегда та, которая может удовлетворить все требования к продукту при наименьших затратах. В некоторых случаях лучшим материалом будет мягкая (низкоуглеродистая) сталь. Для применений, требующих более высокой прочности или других специальных свойств, лучше подходят стали с более высоким содержанием углерода. Для получения дополнительной информации см. наше руководство «Все о мягкой стали».

В чем разница между углеродистой сталью и мягкой сталью?

Нет никакой разницы между углеродистой сталью и мягкой сталью. Мягкая сталь — это разговорное название, используемое для обозначения низкоуглеродистой стали. Мягкая сталь – это просто тип углеродистой стали.

Резюме

В этой статье представлена ​​углеродистая сталь, объясняется, что это такое, и обсуждаются различные способы ее использования. Чтобы узнать больше об углеродистой стали, свяжитесь с представителем Xometry.

Xometry предоставляет широкий спектр производственных возможностей и других дополнительных услуг для всех ваших потребностей в прототипировании и производстве. Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше или запросить бесплатное предложение без каких-либо обязательств.

Заявление об отказе от ответственности

Содержание, представленное на этой веб-странице, предназначено только для информационных целей. Xometry не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, в отношении точности, полноты или достоверности информации. Любые рабочие параметры, геометрические допуски, особенности конструкции, качество и типы материалов или процессов не должны рассматриваться как представляющие то, что будет поставляться сторонними поставщиками или производителями через сеть Xometry. Покупатели, которым нужны расценки на детали, несут ответственность за определение конкретных требований к этим частям. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими условиями для получения дополнительной информации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *