Вуглецева сталь є одним із найпоширеніших матеріалів у промисловості та будівництві завдяки своїй універсальності, міцності й-економічній ефективності. В основному він складається із заліза та вуглецю, а також невеликі кількості інших елементів, таких як марганець, кремній і сірка.
Вуглецева сталь – це залізо-вуглецевий сплав із вмістом вуглецю від 0,0218% до 2,11% за вагою. Вміст вуглецю є основним фактором, що визначає механічні властивості сталі. Сталь із вмістом вуглецю нижче 0,0218% класифікується як промислове чисте залізо, тоді як сплави з вмістом вуглецю понад 2,11% зазвичай класифікуються як чавун.
Вуглецева сталь є основним матеріалом у сучасній техніці та виробництві, що забезпечує баланс між міцністю, доступністю та адаптивністю. Його класифікація на основі вмісту вуглецю та інших властивостей дозволяє йому задовольняти різноманітні потреби різних галузей промисловості.
Вуглецева сталь також є залізо-вуглецевим сплавом із вмістом вуглецю від 0,0218% до 2,11%. Він в основному складається із заліза та вуглецю, а також невеликої кількості кремнію, марганцю, сірки та фосфору. Вміст вуглецю відіграє вирішальну роль у визначенні властивостей вуглецевої сталі: зі збільшенням вмісту вуглецю твердість і міцність сталі покращуються, але її пластичність і пластичність зменшуються.
Класифікація за вмістом вуглецю
Це найбільш фундаментальний метод класифікації, який прямо корелює з механічними властивостями.
| Тип | Вміст вуглецю (мас.%) | Ключові характеристики | Типові застосування |
|---|---|---|---|
| Низьковуглецева сталь (м'яка сталь) | Менше або дорівнює 0,25% | Висока пластичність, відмінна зварюваність, хороша формувальність, відносно низька міцність, погана прогартовуваність | Автомобільні кузовні панелі, профілі, труби, вироби з дроту, будівельні каркаси |
| Середньовуглецева сталь | 0.25% - 0.60% | Збалансована міцність і пластичність, хороша зносостійкість, добре піддається термічній обробці | Шестерні, вали, осі, колінчасті вали, залізничні колеса, деталі машин |
| Високовуглецева сталь | 0.60% - 1.35% | Висока твердість і міцність, відмінна зносостійкість, низька пластичність, погана зварюваність | Ріжучі інструменти, матриці, пружини,-високоміцний дріт, ножі, бритви |
Якщо вміст вуглецю перевищує 1,35% до приблизно 2,0%, матеріал іноді називають ультра-високовуглецевою сталлю, яка використовується для спеціальних застосувань, таких як не-промислові ножі,
Додатки
| Марка сталі | Вуглець (%) | Додатки |
|---|---|---|
| T7, T8 | ~0.75% | Молотки, пробійники, зубила, деревообробний інструмент (потрібна міцність) |
| T9, T10, T11 | ~0.95% | Мітчики, свердла, плашки, полотна ручних пил |
| T12, T13 | ~1.25% | Напилки, скребки, бритви, вимірювальний інструмент |
Вільне-різання конструкційної сталі
Ця спеціалізована категорія містить додаткові елементи (головним чином сірку, 0,08-0,30%), які полегшують ламання стружки під час механічної обробки, покращуючи оброблюваність і довговічність інструменту. Сірка поєднується з марганцем, утворюючи частинки сульфіду марганцю (MnS), які діють як стружколом і забезпечують мастило під час різання.
Вплив домішкових елементів
| елемент | Типовий вміст | Ефект |
|---|---|---|
| Марганець (Mn) | 0.25-0.80% | Корисний - розкислювач, поєднується з сіркою, щоб запобігти гарячій короткочасності, зміцнює твердий розчин |
| Кремній (Si) | 0.10-0.40% | Корисний - розкислювач, підсилювач твердого розчину |
| Сірка (S) | Менше або дорівнює 0,05% | Шкідливий - Спричиняє «гарячу короткочасність» (розтріскування під час гарячої обробки), утворюючи низько{1}}евтектику FeS на границях зерен |
| Фосфор (P) | Менше або дорівнює 0,04% | Шкідливий - Спричиняє «холодну короткочасність» (підвищену тенденцію до крихкого руйнування за низьких температур), хоча покращує міцність і оброблюваність |
