Углеродистая сталь в зависимости от содержания углерода можно разделить на три основных типа: низкоуглеродистую сталь, среднелегированную углеродистую сталь и высокоуглеродистую сталь. Из-за различий в содержании углерода каждый тип углеродистой стали также показывает значительные различия в своей организационной структуре, механических свойствах, технологических процессах и т.д. Однако для правильного выбора материала важно понимать различия между низкоуглеродистой сталью, среднелегированной углеродистой сталью и высокоуглеродистой сталью.
Что такое углеродистая сталь?
Углеродистая сталь, также известная как углеродистая сталь, представляет собой материал на основе стали, где основным элементом является железо, содержится определенное количество углерода (обычно менее 2,11%), но не добавляется большое количество других легирующих элементов. Углеродистая сталь является наиболее базовым и распространенным типом сталей. В зависимости от содержания углерода углеродистую сталь можно разделить на низкоуглеродистую сталь, среднеуглеродистую сталь и высокоуглеродистую сталь. Чем выше содержание углерода, тем больше прочность и твердость стали, но пластичность и вязкость соответственно снижаются. При более низком содержании углерода улучшаются пластичность и свариваемость стали.

Классификация углеродистой стали:
Классификация углеродистой стали основывается главным образом на ее содержании углерода. Согласно международным и национальным стандартам, углеродистая сталь классифицируется следующим образом:
- Низкоуглеродистая сталь: содержание углерода обычно находится в пределах от 0,04% до 0,25%;
- Среднеуглеродистая сталь: содержание углерода находится в пределах от 0,25% до 0,60%;
- Высоколегированная сталь: содержание углерода составляет от 0.60% до 1.00%.
Несмотря на то, что классификация в основном основывается на содержании углерода, в определенных приложениях содержание других элементов (например, марганца, кремния, серы, фосфора и т.д.) и использование, а также механические свойства стали, также принимаются во внимание.
В чём разница между низколегированной сталью, среднелегированной сталью и высоколегированной сталью?
Их различия главным образом проявляются в следующих 5 аспектах, как показано ниже:
1. Химический состав:
Самое прямое различие между низколегированной сталью, среднелегированной сталью и высоколегированной сталью отражается в их химическом составе. По мере увеличения содержания углерода возрастает твёрдость и прочность стали, но её пластичность и свариваемость уменьшаются.
-
Сталь с низким содержанием углерода: Помимо низкого содержания углерода, она часто содержит небольшое количество кремния (0.17~0.37%), марганца (0.35~0.65%) и т.д., чтобы повысить её прочность и обрабатываемость. Из-за низкого содержания углерода она обладает хорошей пластичностью, вязкостью и свариваемостью.
- Сталь среднего содержания углерода: Содержание углерода обычно находится в пределах от 0.25% до 0.60%, а также содержит упрочняющие элементы, такие как марганец (0.50%~1.65%). Её механические свойства относительно хороши и подходят для термической обработки. По сравнению со сталью низкого содержания углерода, она имеет большую прочность и твёрдость, но её вязкость снижена.
- Сталь высокого содержания углерода: Содержание углерода находится в пределах от 0.60% до 1.00%. Из-за высокого содержания углерода её твердость при закалке и износостойкость значительно повышаются, но её свариваемость и обрабатываемость плохие.
2. Механические свойства:
С точки зрения механических свойств, различия между этими тремя типами стали особенно очевидны. К механическим свойствам относятся предел прочности на растяжение, предел текучести, удлинение, ударная вязкость, твердость и т.д.
- Сталь с низким содержанием углерода: Предел прочности обычно находится в диапазоне 370~500 МПа, предел текучести составляет 200~300 МПа, а удлинение достигает более 25%. Ее выдающиеся характеристики — хорошая вязкость и высокая пластичность, она подходит для штамповки, вытяжки и других процессов.
- Сталь средней углеродистости: После закалки и отпуска предел прочности может достигать 600~800 МПа, предел текучести находится в диапазоне 400~600 МПа, а удлинение составляет 15%~20%. Она обладает хорошими комплексными механическими свойствами и особенно подходит для производства конструкционных деталей.
- Сталь с высоким содержанием углерода: предел прочности может достигать более 900~1300 МПа, но удлинение обычно составляет менее 10%, а ударная вязкость низкая. После закалки и отпуска можно получить очень высокую твердость, что делает ее идеальным материалом для режущих инструментов и форм.
3. Свойства термической обработки:
Термическая обработка является важным способом повышения характеристик стали. Низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь по-разному реагируют на термическую обработку.
- Низкоуглеродистая сталь: из-за низкого содержания углерода ее твердость не может быть значительно повышена термической обработкой. Основное применение — холодная штамповка и цементация для увеличения поверхностной твердости. После отпуска материал можно сделать мягким для последующей обработки.
- Сталь средней углеродистости: Подходит для закалки и отпуска, то есть закалки и отпуска, она контролирует структуру для получения необходимого баланса между прочностью и вязкостью и является предпочтительным материалом для производства автомобильных и железнодорожных деталей.
- Сталь высокой углеродистости: Эффект термической обработки наиболее значителен. Высокую твердость можно получить путем закалки высоколегированной стали, а ее вязкость можно регулировать при отпуске. Ее используют для изготовления высокоуглеродистых и износостойких деталей, таких как пружины, ножи и измерительные инструменты.
4. Свариваемость и обрабатываемость:
Свариваемость и обрабатываемость напрямую влияют на стоимость производства и удобство использования стали.
- Низкоуглеродистая сталь: Обладает отличными свойствами свариваемости и холодной формовки, может быть сварена различными методами. Широко применяется в строительстве и машиностроении.
- Сталь средней углеродистости: обладает средней свариваемостью и подвержена трещинам при сварке. Как правило, требует предварительного нагрева и послесварочной термической обработки для повышения качества сварки. Ее обрабатываемость также немного уступает стали низкой углеродистости.
- Сталь высокой углеродистости: плохая свариваемость, подвержена трещинам при отвердевании, как правило, не предназначена для сварки. Также склонна к трещинам и осколкам при обработке, что требует использования специальных инструментов и методов охлаждения.
5. применения:
Из-за различий в свойствах области применения трех видов стали также значительно различаются.
- Низкоуглеродистая сталь:主要用于 строительных конструкциях (например, арматура, профили), детали машин (например, болты, гайки), кузова автомобилей и т.д.
- Среднеуглеродистая сталь:主要用于 изготовления несущих конструкционных деталей, таких как зубчатые колеса, валы, шатуны, стрелы кранов и т.д.
- Сталь с высоким содержанием углерода:主要用于 производство износостойких и прочных инструментов, таких как ножи, измерительные инструменты, пружины, шариковые подшипники и т.д.
Обычные марки:
В китайском стандарте GB и американском стандарте ASTM стали с разным содержанием углерода имеют свои типичные представители:
- Низкоуглеродистая сталь: Q235 (Китай), A36 (США), SS400 (Япония)
- Сталь средней углеродистости: 45# сталь (Китай), 1045 сталь (США), S45C (Япония)
- Сталь с высоким содержанием углерода: Сталь T8, T10 (Китай), 1095 сталь (США), SK85 (Япония)
Сопротивление коррозии и поверхностная обработка:
Сама углеродистая сталь не обладает хорошим сопротивлением коррозии, поэтому обычно требуется сочетание с поверхностной обработкой при применении.
- Сталь с низким содержанием углерода: часто используются такие процессы, как горячее цинкование, электроцинкование, пластиковое напыление и другие для усиления сопротивления коррозии, и широко применяются в открытых или влажных условиях.
- Сталь средней и высокой углеродистости: из-за их высокой прочности они часто используются в промышленном оборудовании, с большим вниманием к масляным уплотнениям, антикоррозийным покрытиям или фосфатирующим обработкам, а не к условиям повседневного воздействия.
Необходимо отметить, что стали с высоким содержанием углерода более подвержены окислению, особенно во время сварки и термической обработки. Поэтому высоколегированная сталь обычно покрывается защитным слоем или подвергается термообработке до и после использования для предотвращения коррозии.
Заключение:
Несмотря на то, что низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь относятся к серии углеродистых сталей, из-за различного содержания углерода у них есть свои уникальные характеристики в механических свойствах, обрабатываемости, свариваемости, характеристиках термической обработки и областях применения. Разумный выбор и использование этих трех типов стали имеют большое значение для повышения качества инженерных изделий, контроля производственных затрат и увеличения срока службы.
+86 17611015797 (WhatsApp )
info@steelgroups.com