Углеродистая сталь — это материал, который сегодня очень широко используется. Применяется как в популярных предметах быта, так и в монументальных сооружениях или сложных элементах точной механики. Мы представляем отдельные типы углеродистой стали вместе с обзором их применения.
Что такое углеродистая сталь?
Углеродистая сталь (так называемая нелегированная сталь), также обозначенная символом CS (углеродистая сталь), — как и в случае с другими типами стали — это материал, состоящий из комбинации железа и углерода. Однако содержание других элементов не превышает предельных значений, указанных в специальном стандарте PN-EN 10020: 2003. Эти примеси обычно могут составлять доли процента — например, для бора оно будет менее 0,0008%, а для меди — 0,4%.
Популярность углеродистой стали обусловлена ее свойствами. Как правило, его легко обрабатывать, и, кроме того, он надежен и экономичен в случае типичных приложений.
Виды углеродистой стали
Углеродистые стали классифицируются по нескольким критериям. Он учитывает, среди прочего, состав, свойства и применение. Главный и основной критерий — процентное содержание углерода. Поэтому среди нелегированных сталей мы выделяем:
- Низкоуглеродистая сталь — содержание углерода до 0,3%
- Среднеуглеродистая сталь — содержание углерода в пределах от 0,3 до 0,6%.
- Высокоуглеродистая сталь — содержание углерода превышает 0,6%
Содержание примесей фосфора и серы определяет качество данной марки стали. Таким образом, сталь высшего качества в сумме не может превышать 0,03%, сталь более высокого качества — 0,07%, а сталь обычного качества — 0,1%.
Кроме того, важен уровень раскисления. У тихих сталей самая высокая степень, у полуспокойных сталей — средняя, у ненарушенных сталей — самая низкая степень раскисления. Спокойные стали обычно бывают очень высокого качества. Разновидностью этого вида стали является нестареющая сталь.
В зависимости от химического состава бывают также так называемые обработка стали (с высоким или низким содержанием фосфора), литейной стали (например, свинья-П1, свинья-П3, свинья-П6), а также других нелегированных сталей.
Использование углеродистой стали
Разделение углеродистых сталей было бы неполным без определения типов в отношении их применения. Мы различаем:
- Конструкционная сталь — очень популярна, применяется при создании металлоконструкций (мостов, несущих каркасов, балок), деталей устройств и машин с т.н. типичное назначение.
- Инструментальная сталь — используется для производства, например, сверл, лезвий, дисков. Дополнительным требованием к этой стали обычно является так называемый неглубокое затвердевание. Это делает поверхность инструмента очень прочной, а внутренняя часть устойчива к ударам и не осыпается.
- Стали с особыми физико-химическими свойствами — используются в специализированных устройствах, работающих в крайне тяжелых условиях. У них должны быть свойства, подходящие для данной рабочей среды.
Содержание углерода в стали
Содержание углерода в стали влияет на ее свойства — прочность, пластичность и возможность сварки. Для низкоуглеродистой стали обычно характерны так называемые мягкость и хорошая свариваемость. По этой причине его часто используют для производства листов, деталей глубокой вытяжки, проволоки и т. Д.
Среднеуглеродистая сталь прочнее, чем низкоуглеродистая сталь, но ее сложнее формовать, сваривать и резать. Часто для закалки применяется дополнительная закалка. Свойства этого вида стали означают, что она используется, например, в производстве деталей для автомобилей, а также кованых элементов.
Высокоуглеродистая сталь труднее всего резать, гнуть и сваривать. Кроме того, после затвердевания он становится твердым и хрупким. Он используется для производства инструментов, лезвий мечей или специализированных пружин.
Сварка низколегированных сталей
Все типы низкоуглеродистых сталей обладают хорошей общей свариваемостью. Однако по мере увеличения процентного содержания угля риск так называемого холодные трещины, образовавшиеся при остывании сварного шва. При разделении низколегированных сталей по свариваемости был принят критерий углеродного эквивалента (СЕ). При его определении необходимо знать состав данной стали и использовать формулу CE = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15. В зависимости от полученного результата:
- CE <0,42% характеризует легко свариваемую сталь
- CE = 0,42-0,60% относится к сталям с ограниченной свариваемостью.
- CE> 0,60% указывает на трудносвариваемую сталь.
При сварке трудно свариваемых сталей следует применять специальные методы. Популярные технологические меры включают:
- Предварительный нагрев
- Процессы сварки с низким содержанием водорода и определение правильных конструктивных решений соединений
- Увеличение линейной энергии дуги
Свариваемые низколегированные стали не предъявляют особых требований к устройствам, используемым для их соединения. Сварочные аппараты, используемые для сварки углеродистой стали, могут быть любого популярного типа — MIG / MAG, TIG или MMA. Выбор подходящего оборудования в основном зависит от квалификации сварщика и требований к качеству сварного шва. Если он должен быть высоким, необходимо сваривать мелкие элементы или заполнять зазоры (несовместимости, трещины), лучшим выбором обычно будут более точные сварочные аппараты TIG.
Резюме
Углеродистая сталь — это материал, широко используемый в ряде отраслей промышленности. Множество типов с разными свойствами позволяет выбрать подходящий для вашего приложения. Из-за относительно низкой цены и простоты обработки низкоуглеродистая сталь идеально подходит для большинства обычных строительных конструкций. Его использование позволяет, прежде всего, значительно снизить инвестиционные затраты.
Разновидности с более высоким содержанием углерода охотно используются для более профессиональных применений. Параметры — при сохранении привлекательной цены — часто оказываются достаточными для производства инструментов и более совершенных продуктов, таких как детали машин.
Есть также углеродистые стали специального назначения. Они производятся для строго определенных профессиональных целей (например, судовые детали, электроды), а их свойства регулируются подробными требованиями технических стандартов и условий приемки.