Разликата между ниско-, средно- и високовъгленните оцелеви

Въглеродна стомана може да бъде разделен на три основни вида според нивото на съдържанието на въглерод: нискоуглеродна стомана, средноуглеродна стомана и високоуглеродна стомана. Поради разликата в съдържанието на въглерод, всеки вид углеродиста стомана показва значителни различия в своето организационно съставлявне, механически свойства, технологичен процес и т.н. Всичко пак е от решаващо значение за нас да изберем правилния материал, като разберем разликите между нискоуглеродната, средноуглеродната и високоуглеродната стомана.

Какво е въглеродна оцел?

Углеродната стомана, също известна като углеродна стомана, е стоманен материал с железо като главен елемент, определено количество въглерод (обикновено по-малко от 2,11%), но без добавяне на големи количества от други сплавни елементи. Углеродната стомана е най-основния и най-разпространеният вид стоманен материал. Според различното съдържание на въглерод, углеродната стомана може да се раздели на нисковъглеродна стомана, средновъглеродна стомана и високовъглеродна стомана. Чимкото повече е съдържанието на въглерод, толкова по-голяма е силата и твърдостта на стоманата, но пластичността и издръжливостта намаляват съответно. Чимкото по-ниско е съдържанието на въглерод, толкова по-добри са пластичността и свариването на стоманата.

Класификация на углеродната стомана:

Класифицирането на углеродната стомана се основава предимно на нейното съдържание на въглерод. Според международни и домашни често използвани стандарти, углеродната стомана се класифицира по следния начин:

• Нисковъглеродна стомана: съдържание на въглерод обикновено е между 0,04% и 0,25%;
• Средновъглеродна стомана: съдържание на въглерод е между 0,25% и 0,60%;
• Високовъглената стомана: въглеродното съдържание е между 0,60% и 1,00%.

Въпреки че класифицирането е основно според въглеродното съдържание, при специфични приложения се има предвид и съдържанието на други елементи (като магнезий, кремниен, сульфур, фосфор и др.) и използването, както и механичните свойства на стоманата.

Каква е разликата между нисковъглената стомана, средновъглената стомана и високовъглената стомана?

Тяхните разлики се отразяват главно в следните 5 аспекти, както е показано по-долу:

1. Химическо съставление:

Най- директната разлика между нисковъглената, средновъглената и високовъглената стомана се отразява в химическото им състав. С постепенното увеличаване на въглеродното съдържание, твърдостта и силата на стоманата се повишават, но пластичността и сварливостта ѝ намаляват.

• Нискокарбоново желязо: Освен ниското съдържание на въглерод, често съдържа малко количество силиций (0.17~0.37%), манган (0.35~0.65%) и др., за да се подобри неговата твърдост и обработимост. Благодарение на ниското си съдържание на въглерод, то има добри пластичност, твърдост и сварливост.
• Среднокарбоново желязо: Съдържанието на въглерод е обикновено между 0.25% и 0.60%, а също така съдържи усилващи елементи като манган (0.50%~1.65%). Механичните му свойства са относително добри и е подходящо за термична обработка. В сравнение с нискокарбоновото желязо, то има по-висока твърдост и твърдост, но неговата хрупкост е намалена.
• Висококарбоново желязо: Съдържанието на въглерод е между 0.60% и 1.00%. Благодарение на високото си съдържание на въглерод, неговата твърдост при отваряне и износостойност са значително подобрени, но неговата сварливост и обработимост са лоши.

2. Механични свойства:

От гледна точка на механичните свойства, разликите между тези три вида оцел са особено очевидни. Механичните свойства включват издръжливост при растягане, пределна издръжливост, удължаване, ударна твърдост, твърдост и т.н.

• Оцел с ниско съдържание на въглерод: Издръжливостта при растягане обикновено е между 370~500MPa, пределната издръжливост е между 200~300MPa, а удължаването достига повече от 25%. Нейните отличителни черти са добра твърдост и силна пластичност, което я прави подходяща за штампиране, протегање и други процеси.
• Оцел с средно съдържание на въглерод: След термична обработка издръжливостта при растягане може да достигне 600~800MPa, пределната издръжливост е между 400~600MPa, а удължаването е между 15%~20%. Тя има добри общомеханични свойства и е особено подходяща за производство на конструктивни части.
• Високовъглениста още: Напрежението при разтегляне може да достигне повече от 900~1300МПа, но удължението обикновено е под 10%, а ударната вязкост е лоша. След закаливане и отпускане се получава изключително висока твърдост, която е идеален материал за резачни инструменти и форми.

3. Характеристики на термичната обработка:

Термичната обработка е важен начин за подобряване на характеристиките на още. Нисковъгленистото, средновъгленистото и високовъгленистото още реагират по различен начин към термичната обработка.

• Нисковъгленисто още: Поради ниското съдържание на въглерод, неговата твърдост не може значително да се подобри чрез термична обработка. Основно се използва хладна формовка и цитратова обработка за подобряване на повърхностната твърдост. След анелация материала може да се замекне за последваща обработка.
• Среднокарбониста стал: Подходяща за отваряне и закалване, т.е. закалване и термообработка, която контролира структурата, за да се получи необходимият баланс между държането и крепостта. Това е предпочитаният материал за производство на автопarten и железопътни части.
• Висококарбониста стал: Ефектът от термичната обработка е най-значителен. Висококарбонистата стал може да получи висока твърдост чрез закалване и да регулира своята крепост чрез отваряне. Използва се за производство на части с висока крепост и износустойчивост, като пружини, ножове и измервателни инструменти.

4. Свариваемост и обработваемост:

Свариваемостта и обработваемостта директно влияят върху производствените разходи и лесното ползване на сталта.

• Нискокарбониста стал: Има отлични свойства за сваряване и хладна формовка и може да се свари чрез различни методи. Широко се използва в строителството и производството на машиностроителни продукти.
• Среднокарбонова ожага: Има средна свариваемост и лесно се появяват тресове по време на сваряне. Обикновено изисква предварително подгряване и следващо топлинно обработване, за да се подобри качеството на сварката. Механическата обработка е също малко по-лоша в сравнение с нисокарбоновата ожага.
• Висококарбонова ожага: лоша свариваемост, склонна към хардениране и появата на тресове, обикновено не е подходяща за сваряне. Лесно се появяват тресове и откални по време на обработката, което изисква използването на специални инструменти и методи на охлаждане.

5. Приложения:

Поради разликите в характеристиките, приложението на трите вида ожага също е значително различно.

• Нисокарбонова ожага: основно се използва за строителни конструкции (например, стомана, профилни материали), механични части (например, винти, болтове) и автомобилни корпуси и др.
• Среднокарбонова ожага: основно се използва за производство на конструктивни части, поднасящи теглове, като зъби, валове, свързващи членове, кранови ръчки и др.
• Високовъглениста ожал: предимно се използва за производство на износостойки и високопрочни инструменти като ножове, измервателни инструменти, пружини, топлинни подшипници и др.

Общи марки:

В китайския стандарт GB и американския стандарт ASTM, сталата с различен въглероден съдържание имат своите типични представители:

• Нискоуглеродна челядина: Q235 (Китай), A36 (САЩ), SS400 (Япония)
• Среднокарбониста стал: 45# стая (Китай), 1045 стая (САЩ), S45C (Япония)
• Високовъглениста о Steele: T8, T10 стомана (Китай), 1095 стомана (САЩ), SK85 (Япония)

Устойчивост към корозията и повърхностна обработка:

Въгленистата стомана сама по себе си няма добра устойчивост към корозията, затова обикновено трябва да бъде комбинирана с повърхностна обработка при приложението.

• Нисковъглениста стомана: Често се използват процеси като горещо цинкуване, електроцинкуване, пластмасово опръскване и други, за да се подобри устойчивостта към корозията, и тя се използва широко в Outdoor или влажни среди.
• Среднокарбониста и висококарбониста стомана: Благодарение на нивната висока твърдост, те често се използват в промишленото оборудване, като повече се фокусират на маслени пломби, антирустови покрития или фосфатни обработки, вместо да бъдат изложени в ежедневната среда.

Трябва да се отбележи, че стоманите с високо съдържание на въглерод са по-податливи на окисление, особено по време на сваряването и термичната обработка. Затова висококарбонистата стомана обикновено се покрива с защитен слой или се подверга на термична обработка преди и след употребата, за да се предотврати корозията.

Заключение:

Въпреки че нискокарбонистата, среднокарбонистата и висококарбонистата стомана принадлежат към серията на карбонистата стомана, поради различното съдържание на въглерод, трите имат собствени отличителни характеристики в механичните свойства, обработваемостта, сварливостта, характеристиките при термичната обработка и областите на приложение. Разумният избор и приложение на тези три вида стомана са от голямо значение за подобряване на качеството на инженерните продукти, контрол на производствените разходи и продължаване на срока на служба.

  +86 17611015797 (WhatsApp )        

  [email protected]