Углеродистая сталь представляет собой сплав железа и углерода, который содержит до 2,1% углерода.Максимальная концентрация марганца, содержание кремния и меди должно быть менее 1,65 мас.%, 0,6 мас.%, и 0,6 мас.%, соответственно.
Виды углеродистой стали и их свойства
Углеродистая сталь может быть классифицирована в три категории в зависимости от содержания углерода: низкоуглеродистая сталь (или мягкая углеродистая сталь), среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь [1].микроструктура и свойства сравнивать следующим образом:
Сталь с низким содержанием углерода
Низкоуглеродистая сталь является наиболее широко используемой формой углеродной стали.Они не могут быть отверждены тепловой обработкой (для образования мартенсита), поэтому это обычно достигается холодной работой.
Углеродные стали обычно относительно мягкие и имеют низкую прочность.
Высокопрочные низколегированные стали (HSLA) также часто классифицируются как низкоуглеродные стали, однако также содержат другие элементы, такие как медь, никель, ванадий и молибден.они содержат до 10 wtВысокопрочные низколегированные стали, как следует из названия, имеют более высокую прочность, что достигается тепловой обработкой.делая их легко формируемыми и обрабатываемымиHSLA более устойчивы к коррозии, чем обычные низкоуглеродные стали.
Среднеуглеродистая сталь
Среднеуглеродистая сталь имеет содержание углерода 0,25 0,60% и содержание марганца 0,60 1,65%.Механические свойства этой стали улучшаются с помощью тепловой обработки, включающей аутентификацию, за которой следуют охлаждение и закаливание., придавая им мартенситную микроструктуру.
Тепловая обработка может быть выполнена только на очень тонких проемах, однако дополнительные легирующие элементы, такие как хром, молибден и никель,может быть добавлено для улучшения способности сталей к термической обработке иТаким образом, затвердело.
Закаленные среднеуглеродные стали имеют большую прочность, чем низкоуглеродные стали, однако это происходит за счет пластичности и жесткости.
Сталь с высоким содержанием углерода
Высокоуглеродистая сталь имеет содержание углерода 0,60 - 1,25 мас. % и содержание марганца 0,30 - 0,90 мас. %. Она имеет самую высокую твердость и прочность углеродной стали и самую низкую пластичность.Высокоуглеродистые стали очень износостойкие в результате того, что они почти всегда закалены и закалены.
Инструментальная сталь и сталь из проката представляют собой виды высокоуглеродистой стали, которые содержат дополнительные легирующие элементы, включая хром, ванадий, молибден и вольфрам.Добавление этих элементов приводит к высокой износостойкости стали, который является результатом образования карбидных соединений, таких как карбид вольфрама ((WC).
Углеродистая сталь может быть произведена из переработанной стали, необработанной стали или комбинации обоих.
Дева сталь изготавливается путем сочетания железной руды, кокса (произведенного путем нагрева угля в отсутствие воздуха) и известняка в высокой печи при температуре около 1650 °C.Расплавленное железо, добываемое из железной руды, обогащается углеродом от сжигания коксаОставшиеся примеси соединяются с известком, образуя шлаки, которые плавают на поверхности расплавленного металла, где их можно извлекать.
Полученная расплавленная сталь содержит примерно 4% углерода.Это достигается путем пропускания кислорода через расплавленный, который окисляет углерод в стали, производя окись углерода и диоксид углерода.
Примеры и применение
Низкоуглеродистые стали часто используются в автомобильных кузовах, конструктивных формах (I-полосы, каналы и угловое железо), трубах, конструкциях и мостовых компонентах и консервных баках.
В результате их высокой прочности, стойкости к износу и прочности, среднеуглеродные стали часто используются для железнодорожных путей, колес поездов, коленчатых валов,и механические механизмы и части машин, требующие этой комбинации свойств.
Из-за высокой износостойкости и твердости высокоуглеродистые стали используются в режущих инструментах, пружинах высокопрочных проводов и штампах.
Примеры, свойства и применение различных углеродных сталей сравниваются в следующей таблице.
