Углеродистая сталь, характеризующаяся высоким содержанием углерода, широко распространена в различных производственных процессах и отраслях. Здесь вы найдете всю информацию об углеродистой стали, включая ее определение, обозначение, коррозионную стойкость, типы, свойства, марки, области применения и сравнение с другими материалами, такими как нержавеющая сталь, легированная сталь и чугун.
Что такое углеродистая сталь?
Углеродистая сталь — это сплав, состоящий преимущественно из железа и углерода с содержанием углерода от 0.05% до 2.1%. Американский институт чугуна и стали (AISI) определяет углеродистую сталь как сталь, не требующую минимального содержания легирующих элементов, таких как хром, никель или молибден. Углеродистая сталь обычно содержит до 1.65% марганца, до 0.60% кремния и от 0.40% до 0.60% меди.
Каковы области применения углеродистой стали?
Углеродистая сталь находит широкое применение в строительстве, автомобилестроении, машиностроении, железнодорожном транспорте и трубопроводах. Её доступная цена и широкий спектр механических свойств делают её предпочтительным материалом для изготовления конструкционных компонентов, инструментов и объектов инфраструктуры. Однако для защиты от ржавчины углеродистая сталь требует защитных покрытий или легирования, особенно во влажной среде.
Обозначение углеродистой стали SAE/AISI
Обозначение углеродистой стали в системе AISI/SAE представляет собой четырёхзначный код, первая цифра которого указывает на общий тип или категорию стали. В этом стандарте углеродистые стали объединены в серию 1xxx, то есть все стали, начинающиеся с «1», являются углеродистыми. Поскольку свойства углеродистых сталей различаются в зависимости от их состава, они подразделяются на подклассы по содержанию углерода и других элементов. Вторая цифра в обозначении стали указывает на наличие основных вторичных элементов. Последние две цифры представляют собой приблизительное содержание углерода в сотых долях процента. Например, SAE 1018 относится к обычной углеродистой стали без основных вторичных элементов и с содержанием углерода приблизительно 0.18%.
Ржавеет ли углеродистая сталь?
Да, углеродистая сталь легко ржавеет. Это связано с тем, что углеродистая сталь в основном состоит из железа и углерода, но в ней недостаточно хрома, который необходим для образования защитного оксидного слоя на поверхности. Без этого слоя углеродистая сталь очень уязвима к ржавчине при воздействии влаги, кислорода или влажной среды.
Почему углеродистая сталь ржавеет?
Углеродистая сталь ржавеет из-за своего химического состава и воздействия окружающей среды. Основной элемент стали – железо, которое реагирует с кислородом и влагой воздуха или воды, вызывая окисление. В результате реакции образуется оксид железа, обычно называемый ржавчиной, который выглядит как красновато-коричневый слой на поверхности. После образования ржавчины она продолжает поглощать влагу и кислород, ускоряя процесс коррозии. Такие факторы окружающей среды, как влажность, соль, кислотная среда и перепады температур, могут ускорить образование ржавчины, обеспечивая наличие влаги и коррозионных веществ, способствующих окислению.
Ржавеет ли углеродистая сталь в соленой воде?
Да, углеродистая сталь ржавеет в солёной воде, и, более того, ржавеет там быстрее, чем в пресной. Соленая вода — чрезвычайно коррозионная среда, поскольку соль увеличивает её электропроводность, что ускоряет процесс окисления. Когда углеродистая сталь подвергается воздействию солёной воды, присутствие ионов соли ускоряет химические реакции, приводящие к образованию ржавчины, что приводит к её более быстрой коррозии. Именно поэтому конструкции и инструменты из углеродистой стали, используемые вблизи океана или в океане, требуют дополнительных защитных покрытий или обработки для защиты от ржавчины.
Углеродистая сталь ржавеет быстрее нержавеющей стали?
Да, углеродистая сталь ржавеет гораздо быстрее нержавеющей. Нержавеющая сталь содержит не менее 10.5% хрома, который, реагируя с кислородом, образует на поверхности тонкий, прочный и самовосстанавливающийся слой оксида хрома. Этот слой служит барьером, защищающим сталь от ржавчины и коррозии. Однако углеродистая сталь не содержит хрома, поэтому она не может образовать такой защитный слой.
Стойкость и скорость коррозии углеродистой стали
Углеродистая сталь по своей природе обладает ограниченной устойчивостью к коррозии. Коррозия — это химическая или электрохимическая реакция металла с окружающей средой, например, воздухом, водой или загрязняющими веществами, которая со временем приводит к его разрушению.
Скорость коррозии углеродистой стали сильно зависит от условий окружающей среды. В целом, скорость коррозии углеродистой стали может варьироваться в широких пределах: от примерно 20 микрометров в год в чистом сельском воздухе до более 100 микрометров в год в суровых прибрежных условиях. Это означает, что углеродистая сталь может ежегодно терять значительное количество материала, если её не защищать, что может повлиять на её прочность и долговечность.
Таблица коррозионной стойкости углеродистой стали
| Химическая промышленность / Окружающая среда | Коррозионная стойкость углеродистой стали |
|---|---|
| Ацетатные растворители (сырые) | 2 (хорошо) |
| Уксусная кислота (10-80%) | 0 (не рекомендуется) |
| Ацетон | 2 (хорошо) |
| Аммиак (безводный) | 1 (Отлично) |
| Бензол | 2 (хорошо) |
| Хлор (жидкий) | 2 (хорошо) |
| Соляная кислота (20-38%) | 0 (не рекомендуется) |
| Азотная кислота (30-100%) | 0 (не рекомендуется) |
| Фосфорная кислота (25-85%) | 0 (Не рекомендуется) |
| Гидроксид натрия (30-70%) | 2-3 (хорошо или удовлетворительно) |
| Хлорид натрия (30%) | 2 (хорошо) |
| Серная кислота (100%) | 2 (хорошо) |
| Вода (дистиллированная) | 0 (не рекомендуется) |
| Вода (море) | 0 (не рекомендуется) |
| Спирты (различные) | 2 (хорошо) |
| Масла (минеральные, растительные и т. д.) | 2-3 (хорошо или удовлетворительно) |
Таблица свойств углеродистой стали
В этой таблице кратко изложены свойства сталей с низким, средним и высоким содержанием углерода, включая твердость, прочность, удлинение и т. д.
| Основные свойства | С низким содержанием углерода | Средний углерод | Высокий углерод |
|---|---|---|---|
| Модуль упругости (ГПа) | 186 | 200 | 205 |
| Твердость по Бринеллю | 121 | 201 | 293 |
| Предел текучести (МПа) | 350 | 415 | 570 |
| Предельная прочность на растяжение (МПа) | 420 | 620 | 965 |
| Относительное удлинение при разрыве (%) | 15 | 25 | 9 |
| Модуль сдвига (ГПа) | 72 | 80 | 80 |
Классификация углеродистой стали – Виды углеродистой стали
Классификация углеродистой стали по содержанию углерода
Углеродистая сталь классифицируется в основном по содержанию углерода. Содержание углерода влияет на прочность, пластичность, твёрдость и износостойкость материала. Существует три основных типа стали в зависимости от процентного содержания углерода.
1. Низкоуглеродистая сталь (около 0.05% и 0.2% углерода)
Низкоуглеродистая сталь содержит очень мало углерода, что делает её более мягкой и гибкой. Благодаря низкому содержанию углерода её легко формовать, сваривать и обрабатывать. Этот тип стали широко используется, поскольку он дешевле в производстве и может быть сформирован в различные формы без разрушения.
- Применение: Конструкционные профили, кузовные панели автомобилей, трубы и проволока.
- Свойства: Хорошая пластичность (гибкая, может гнуться без поломки), меньшая прочность и твердость по сравнению с другими углеродистыми сталями.
2. Среднеуглеродистая сталь (около 0.2% и 0.5% углерода)
Среднеуглеродистая сталь содержит умеренное количество углерода, что обеспечивает ей хороший баланс прочности и пластичности. Она прочнее и твёрже низкоуглеродистой стали, но при этом сохраняет достаточную гибкость.
- Применение: детали машин, автомобильные компоненты, шестерни, валы и поковки.
- Свойства: Хорошая износостойкость и прочность, подходит для деталей, которые должны выдерживать механические нагрузки.
3. Высокоуглеродистая сталь (более 0.5% углерода)
Высокоуглеродистая сталь содержит больше углерода, поэтому она очень твёрдая и прочная, но менее пластичная. Она устойчива к износу и истиранию, что означает более длительный срок службы при использовании в условиях трения или резки.
- Применение: Пружины, режущие инструменты (ножи, лезвия), высокопрочная проволока.
- Свойства: Высокая твердость и прочность, меньшая гибкость и большая хрупкость по сравнению с низкоуглеродистыми сталями.
Классификация углеродистой стали по системе обозначений AISI/SAE
Система AISI/SAE использует четырёхзначный код для классификации сталей. Все углеродистые стали относятся к серии 1xxx. Ниже приведены распространённые подклассы.
1. Серия 10xx: простые углеродистые стали
Эти стали содержат не более 1.00% марганца и не содержат добавок серы и фосфора. Это базовые углеродистые стали со стандартными свойствами.
- Применение: стали общего назначения, конструкционные и механические детали.
- Пример: SAE 1020 (около 0.20% углерода).
2. Серия 11xx: ресульфурированные углеродистые стали
В эти стали добавлена сера для улучшения обрабатываемости, то есть их легче резать, сверлить или обрабатывать на станке.
- Применение: Детали, требующие обширной механической обработки.
- Недостатки: немного сниженная пластичность и вязкость из-за серы.
3. Серия 12xx: ресульфурированные и рефосфорированные углеродистые стали
Они содержат как серу, так и фосфор, что еще больше улучшает обрабатываемость и качество поверхности, но может снизить прочность.
- Применение: Высокоскоростная обработка деталей, требующая хорошего качества поверхности.
Свойства: Отлично поддается обработке, но менее пластичен.
4. Серия 15xx: Углеродистая сталь с высоким содержанием марганца (нересульфурированная)
В состав этих сталей не входит сера, но используется более высокое содержание марганца (до 1.65%) для улучшения обрабатываемости без негативного воздействия серы.
- Применение: Детали, требующие хорошей износостойкости и обрабатываемости без недостатков, связанных с содержанием серы.
- Свойства: Сбалансированная обрабатываемость и прочность.
Классификация, основанная на процессе раскисления
Углеродистая сталь также классифицируется по способу ее раскисления в процессе производства, что влияет на ее внутреннюю структуру и качество:
- Кипящая сталь: частично раскисленная, с внешним ободом из чистого железа и внутренним сердечником с примесями. Используется для глубокой вытяжки и формовки.
- Покрытая сталь: частично раскисленная «покрытием» для уменьшения поверхностных дефектов.
- Раскисленная сталь: полностью раскисленная, что обеспечивает равномерный состав и хорошие механические свойства. Рекомендуется для ответственных применений.
- Полуспокойная сталь: Частично раскисленная, компромисс между кипящей и спокойной сталью.
Распространенные марки углеродистых сталей и их применение
1. Углеродистая сталь AISI 12L14
AISI 12L14 — легкообрабатываемая углеродистая сталь со свинцом. Она обычно содержит около 0.15% углерода и широко используется для деталей, требующих интенсивной механической обработки. Благодаря превосходной обрабатываемости (160% по сравнению со стандартной сталью 1212) она идеально подходит для массового производства прецизионных деталей с высоким пределом прочности на разрыв и пределом текучести.
2. Углеродистая сталь AISI 1018
AISI 1018 — низкоуглеродистая сталь, известная хорошей формуемостью, свариваемостью и умеренной прочностью. Содержание углерода составляет около 0.15–0.20%, она широко используется в конструкционных и механических изделиях, где требуются умеренная прочность и хорошая обрабатываемость. Она широко применяется для изготовления валов, штифтов и шпинделей.
3. Углеродистая сталь AISI 1070
AISI 1070 — это высокоуглеродистая сталь с содержанием углерода около 0.65–0.75%, обладающая более высокой прочностью на разрыв и твёрдостью по сравнению с низкоуглеродистыми сталями. Она подходит для изделий, требующих повышенной износостойкости и прочности, например, для пружин и режущих инструментов, но менее пластична и сложнее поддаётся обработке.
4. Углеродистая сталь AISI 1045
AISI 1045 — среднеуглеродистая сталь с хорошей прочностью, вязкостью и износостойкостью. Она обладает отличной свариваемостью и обрабатываемостью в нормализованном или горячекатаном состоянии. Содержание углерода составляет около 0.42–0.50%, что часто используется в промышленности, например, для изготовления шестерен, валов и осей, где высокая прочность и ударная вязкость критически важны.
5. Сталь ASTM A36
ASTM A36 — широко используемая мягкая конструкционная сталь, известная своей превосходной свариваемостью и обрабатываемостью. Она содержит около 0.25% углерода и обычно производится в горячекатаном виде. Относительно низкие предел прочности на разрыв и предел текучести делают её идеальной для применения в строительстве, например, мостов, зданий и тяжёлого оборудования.
6. Углеродистая сталь AISI 1095
AISI 1095 — это высокоуглеродистая сталь с содержанием углерода 0.9–1.03%, что обеспечивает высокую твёрдость и прочность, но повышенную хрупкость. Она широко используется для изготовления режущих инструментов, пружин и деталей, требующих острых кромок. Она обладает хорошей износостойкостью, но хуже обрабатывается и сваривается по сравнению с низкоуглеродистыми сталями.
7. Углеродистая сталь AISI 1008
AISI 1008 — это очень низкоуглеродистая сталь с содержанием углерода около 0.10%, известная отличной свариваемостью и формуемостью. Она часто используется в холодноштампованных или холодногнутых деталях, где пластичность и простота изготовления важнее прочности. Она обладает умеренной обрабатываемостью и используется в областях, где требуется качественная обработка поверхности.
8. Углеродистая сталь AISI 1215
AISI 1215 — легкообрабатываемая углеродистая сталь с содержанием углерода около 0.09% и добавлением серы для улучшения обрабатываемости. По механическим свойствам она близка к стали 12L14, но с несколько иным содержанием серы и марганца. Высокая обрабатываемость делает её пригодной для изготовления деталей, требующих интенсивной механической обработки, таких как крепеж и арматура.
9. Углеродистая сталь AISI 1020
AISI 1020 — низкоуглеродистая сталь с содержанием углерода 0.17–0.23%, обладающая хорошей свариваемостью, обрабатываемостью и умеренной прочностью. Она широко используется в точении, холоднотянутом или полированном состоянии и подходит для изготовления таких деталей, как валы, распределительные валы и шестерни. Хотя она плохо закаляется индукционной или газопламенной закалкой, для поверхностной закалки возможно науглероживание.
Таблица марок стали с высоким/средним/низким содержанием углерода
| Класс | Углерод % | Мн% | Сера% | Прочность на растяжение (МПа) | Предел текучести (МПа) | Относительное удлинение (%) | Твердость (по Бринеллю) | Обрабатываемость (относительно AISI 1212=100) | Плотность (г / см³) | Типичные применения |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 12L14 | 0.15 | 0.85-1.15 | 0.26-0.35 | 540 | 415 | 10 | 163 | 160 | 7.87 | Детали высокой механической обработки, прецизионные компоненты |
| 1018 | 0.15-0.20 | 0.60-0.90 | ≤0.05 | 440 | 370 | 15 | 126 | 70 | 7.87 | Валы, штифты, шпиндели |
| 1070 | 0.65-0.75 | 0.60-0.90 | ≤0.05 | ~690 (приблизительно) | – | – | – | – | ~ 7.7-8.03 | Пружины, режущие инструменты |
| 1045 | 0.42-0.50 | 0.60-0.90 | ≤0.05 | 565 | 310 | 16 | 163 | – | 7.87 | Шестерни, валы, оси |
| ASTM A36 | 0.25-0.29 | ~ 1.03 | ≤0.05 | 400-550 | 250 | 20-23 | – | 72 | 7.85 | Конструкционная сталь, мосты, здания |
| 1095 | 0.90-1.03 | 0.30-0.50 | ≤0.05 | 685 | 525 | 10 | 197 | 45 | 7.85 | Режущие инструменты, пружины |
| 1008 | 0.10 | 0.30-0.50 | 0.05 | 340 | 285 | 20 | 95 | 55 | 7.87 | Холодногнутые детали, свариваемые компоненты |
| 1215 | 0.09 | 0.75-1.05 | 0.26-0.35 | 540 | 415 | 10 | 167 | 140 | 7.87 | Детали с высокой обрабатываемостью, крепежные изделия |
| 1020 | 0.17-0.23 | 0.30-0.60 | ≤0.05 | 395 | 295 | 36.5 | 111 | Высокий (точный % не указан) | 7.87 | Валы, распределительные валы, шестерни, конструктивные детали |
Углеродистая сталь против нержавеющей стали – разница между нержавеющей сталью и углеродистой сталью
Основные элементы стали – железо и углерод. Стали с высоким содержанием углерода твёрже и хрупкие; стали с низким содержанием углерода, напротив, более пластичные и прочные. Нержавеющая сталь – это тип стали, содержащий железо, углерод и не менее 10.5% хрома. Защитный слой хрома создаёт барьер между железом в металле и водой из окружающей среды. Между углеродистой и нержавеющей сталью есть некоторые различия, но одна из них не обязательно лучше другой. У каждого материала есть свои плюсы и минусы. Главное – подобрать сталь, соответствующую рабочим требованиям. Услуги по обработке нержавеющей стали Компания Junying может предложить вам наиболее экономически эффективное решение для ваших производственных нужд.
| <b>Сравнение</b> | Углеродистая сталь | Нержавеющая сталь |
|---|---|---|
|
Compположение |
Железо + 0.2–2.1% углерода; минимальное количество других сплавов | Железо + ≥10.5% Хром + Никель, Молибден и т.д. |
| Коррозионная стойкость | Плохо, без покрытия легко ржавеет | Отличное покрытие из оксида хрома предотвращает появление ржавчины |
| Силы | В целом сильнее и твёрже | Прочная, но обычно менее твёрдая, чем углеродистая сталь |
| тягучесть | Более низкая пластичность уменьшается с увеличением содержания углерода | Более высокая пластичность из-за никеля, за исключением мартенситной стали |
| Внешний вид | Тускнеет, ржавеет, становится менее привлекательным | Блестящий, сохраняет блеск без ржавчины |
| Температура плавления | ~1410–1540°C (зависит от содержания углерода) | ~1375–1530°С |
| Плотность | ~7850 кг/м³ | ~8000 кг/м³ |
| Тепловое расширение | (10.8–12.5)×10⁻⁶ м/м°С | (10–17.3)×10⁻⁶ м/м°С |
| Теплопроводность | Высокая | Низкая |
| Цена | Низкая стоимость | Более высокая стоимость |
| Обслуживание | Требует частой защиты от коррозии | Низкие эксплуатационные расходы, легко чистить |
| применимость | Легче резать, ковать и сваривать | Сложнее работать, выше стоимость изготовления |
| Области применения | Конструкции, инструменты, автомобильные детали, машины | Медицина, пищевая промышленность, архитектура, бытовая техника |
| Вес | Более легкий | тяжелее |
Нержавеющая сталь или углеродистая сталь — какую выбрать?
Выбирайте углеродистую сталь, если ваш проект требует высокой твёрдости и прочности по более низкой цене, особенно для таких применений, как инструменты или конструкционные детали, где внешний вид и коррозионная стойкость не критичны или могут быть улучшены с помощью покрытий. Она также является лучшим выбором, если вес имеет значение или вам требуется более простая обработка, например, резка, ковка и сварка. Углеродистая сталь хорошо подходит для сухих помещений или помещений, где воздействие влаги и коррозионных веществ ограничено.
Выбирайте нержавеющую сталь, когда коррозионная стойкость и простота ухода являются главными приоритетами, например, при использовании на открытом воздухе, во влажной или химически агрессивной среде. Она идеально подходит, если вы хотите получить полированную, привлекательную поверхность и готовы вложить больше средств в прочность и долговечность. Нержавеющая сталь обладает более высокой прочностью и пластичностью, но при этом она тяжелее и с ней сложнее работать, что делает её подходящей для применений, где важны эстетика, гигиена и устойчивость к образованию пятен.
Углеродистая сталь против чугуна – разница между чугуном и углеродистой сталью
Углеродистая сталь и чугун — популярные материалы для изготовления посуды, например, сковородок. Чтобы определить, какой из них выбрать для конкретных целей, давайте сначала рассмотрим их различия.
В целом, углеродистая сталь прочнее, жёстче, пластичнее, свариваемее и легче поддаётся формовке, что делает её идеальным материалом для конструкционного, автомобильного и инструментального применения. Она быстро нагревается и остывает, легче и обеспечивает лучший контроль температуры при приготовлении пищи. Чугун твёрже, более хрупкий, отлично подходит для литья изделий сложной формы, износостойкий и лучше гасит вибрации. Он дольше сохраняет тепло, тяжелее и предпочтителен для посуды, которая отличается стабильностью нагрева и долговечностью.
| <b>Сравнение</b> | Углеродистая сталь | Чугун |
|---|---|---|
| Химический состав | 0.05–2.0% углерода, 0.15–0.35% кремния, 0.30–1.5% марганца, ≤0.05% серы, ≤0.04% фосфора, возможны легирующие элементы, такие как Cr, Ni, Mo | 2.0–4.0% углерода, 1.0–3.0% кремния, 0.2–1.0% марганца, ≤0.10% серы, ≤0.15% фосфора, редко легированные (кроме ковкого чугуна) |
| Плотность | 7.85 г/см³ (0.284 фунта/дюйм³) | 7.1–7.3 г/см³ (0.257–0.264 фунта/дюйм³) |
| Твердость (отжиг) | 120–250 НВ | 150–300 HB (серый чугун) |
| Теплопроводность | 45–65 Вт/м·К (31.1–45.1 БТЕ/ч·фут·°F) | 25–55 Вт/м·К (17.3–37.8 БТЕ/ч·фут·°F) |
| Температура плавления | 1,425–1,535 ° C (2,597–2,795 ° F) | 1,150–1,260 ° C (2,102–2,300 ° F) |
| Предел прочности на разрыв | 370–1,500 МПа (53.6–217.6 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 150–400 МПа (21.8–58.0 тыс.фунтов/кв.дюйм) |
| Предел текучести | 230–1,000 МПа (33.4–145 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 100–250 МПа (14.5–36.3 тыс.фунтов/кв.дюйм) |
| Пластичность (Удлинение) | на 15–25% | |
| Ударная вязкость | Высокая (50–200 Дж / 37–148 фут-фунтов) | Низкая (5–20 Дж / 3.7–14.8 фут-фунтов для серого чугуна) |
| Предел выносливости | 200–600 МПа (29–87 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 70–200 МПа (10.1–29 тыс.фунтов/кв.дюйм) |
| Прочность на сжатие | 250–1,500 МПа (36.3–217.6 тыс.фунтов/кв.дюйм) | 500–1,200 МПа (72.5–174 тыс.фунтов/кв.дюйм) |
| Износостойкость | Средняя | Прекрасно |
| Демпфирование вибрации | Средняя | Прекрасно |
| Коррозионная стойкость | Плохо без покрытия; легко ржавеет | Лучше из-за высокого содержания углерода и кремния, но серый чугун может ржаветь. |
| Machinability | Различия: низкоуглеродистая — липкая; высокоуглеродистая — вредит инструментам | Хорошо, так как графитовые чешуйки действуют как смазка. |
| свариваемость | Отлично (особенно низкоуглеродистая сталь) | Плохо; требует предварительного нагрева и специальных электродов |
| Формуемость | Хорошо поддается ковке, прокатке, экструзии | Хрупкий, нековкий, не поддающийся ковке |
| Термическая обработка | Высокая чувствительность (можно регулировать твердость/прочность) | Ограниченно (в основном отжиг для снятия напряжений) |
| Вес | Более легкий | тяжелее |
| Сохранение тепла | Быстро нагревается и охлаждается | Дольше сохраняет тепло |
| Контроль приготовления | Лучший контроль температуры (отзывчивый обогрев) | Более медленная реакция, стабильная температура |
| Чистота поверхности | Гладкая (штампованная из листов) | Более грубая (литье в формы) |
| Стоимость | Как правило, более высокие первоначальные затраты | Как правило, более низкие первоначальные затраты |
| Области применения | Конструкционные балки, автомобильные детали, инструменты, трубопроводы | Блоки двигателей, тормозные диски, кухонная утварь, гидравлические коллекторы |
Углеродистая сталь против легированной стали – разница между легированной сталью и углеродистой сталью
Углеродистая сталь пользуется популярностью благодаря своей экономичности и простоте сварки, особенно в строительстве и общем производстве. Легированная сталь используется, когда критически важны эксплуатационные характеристики в суровых условиях (износ, коррозия, нагрев), например, в аэрокосмической, автомобильной и химической промышленности. По некоторым свойствам, таким как твёрдость и обрабатываемость, сложно дать однозначное сравнение для всех сталей, поскольку они значительно различаются у разных марок.
| <b>Сравнение</b> | Углеродистая сталь | Легированная сталь |
|---|---|---|
| Состав | В основном железо + углерод (до 2%) | Железо + углерод + другие легирующие элементы (Si, Cr, Mo, Ni, V, Co, W, Al и др.) |
| Содержание углерода | Низкий: <0.3%, Средний: 0.31–0.60%, Высокий: 0.61–1.5%, Ультравысокий: до 2% | Различается: низколегированная (1–5% легирующих элементов), высоколегированная (>5%, например, нержавеющая сталь с ~12% Cr) |
| Силы | Высокая (до ~965 МПа для высокоуглеродистой стали) | Более высокая прочность на растяжение (до 1882 МПа), в зависимости от сплава |
| Прочность | Высокий | Обычно ниже, чем у углеродистой стали, но может быть улучшена выбором сплава |
| тягучесть | Ниже (уменьшается с углеродом) | Выше за счет легирующих элементов, улучшающих пластичность |
| Коррозионная стойкость | Плохо (если нет покрытия) | Хорошее или отличное, в зависимости от легирующих элементов |
| Износостойкость | От умеренного до высокого (особенно высокоуглеродистая сталь) | Высокая из-за легирующих элементов, таких как кобальт, хром и ванадий |
| Термостойкость | Хорошая | Высокая, особенно с такими элементами, как молибден и вольфрам |
| Теплопроводность | Высокая (~45 Вт/мК) | Умеренная (40–60 Вт/мК), но в целом ниже, чем у углеродистой стали |
| свариваемость | Высокий (особенно низкий уровень углерода) | Ниже, сварка более сложная из-за легирующих элементов |
| Machinability | От хорошего до отличного (особенно низкоуглеродного) | Удовлетворительно или хорошо, зависит от легирующих элементов |
| Магнетизм | Магнитный (зависит от содержания углерода) | Обычно магнитные, но могут различаться в зависимости от типа сплава |
| Температура плавления | 1425-1530 ° С | 1400–1500°C, варьируется в зависимости от легирующих элементов |
| Термическая обработка | Да | Да |
| Стоимость | Ниже, зависит от содержания углерода | Выше, за счет легирующих элементов и сложной обработки |
| Области применения | Строительство, судостроение, трубы, сосуды под давлением, детали кузовов автомобилей, детали машин, инструменты, пружины, штампы, мосты | Структурные элементы, автомобильные детали, аэрокосмическая промышленность, горнодобывающая промышленность, машиностроение, рельсы, болты, шестерни, химические и энергетические установки |
Статьи по Теме:
ABS, PLA, PETG, TPU, ASA, PBT и нейлоновая нить. В чем разница?
Сталь S30V, S90V и S110V: состав, твердость, свойства, эквивалент, разница в цене
Типы материалов пружин (свойства, марки, применение) и лучший выбор для вашего проекта
Полиамид против нейлона против полиэстера: свойства, применение, преимущества и недостатки
Сталь 80CrV2 и сталь 1095: различия в составе, свойствах, использовании, цене и многом другом
Что такое мягкая сталь: состав, свойства, плотность, марки, типы, применение