Стали виды и свойства стали: Виды и свойства сталей – статья SuperBolt

Содержание

Виды стали и их свойства

06.08.2020

Поделится

Сталь – это сплав железа (от 45%) и углерода (до 2,14%), который отличается от чугунов более низким содержанием углерода и других примесей. Материал достаточно эластичный и пластичный, потому широко используется в многих сферах. В машиностроении, строительстве и промышленности применяются стали разных видов. Она классифицируется по химическому составу, качеству и назначению. Наша компания предлагает разные виды стали и у нас на сайте можно выбрать подходящий материал для любой сферы деятельности.

Выбирая марки стали, важно обращать внимание на содержание углерода в стали и другие значения. Для каждой позиции из ассортимента необходимая информация указывается отдельно. Различные примеси могут как улучшать эксплуатационные свойства материала, так и сделать его недопустимым для использования в определенных областях.

Классификация стали по химическому составу

Углеродистая сталь – это сплав с высокой концентрацией железа (до 99%).

К достоинствам материала относят твердость и высокую прочность, невысокую стоимость и долговечность. Отметить стоит легкость обработки материала, а также упругость и мягкость его внутреннего слоя. Недостатком стали данного типа можно назвать разве что низкую теплоустойчивость.

Легированная сталь бывает:

Низколегированной
Среднелегированной
Высоколегированной

Материал достаточно универсален и широко используется в самых разных областях человеческой деятельности. Свое название данная сталь получила, благодаря использованию в ее составе легирующих добавок. Они необходимы для получения специальных физических или механических характеристик.

Классификация стали по производству и примесям

Процентное соотношение элементов в каждом сплаве определяет свойства и структуру стали. Для промышленной стали могут использоваться примеси:

1 — Феррит
2 — Цементит
3 — Аустенит
4 — Перлит
5 — Сорбит и многие другие

Низкоуглеродистая сталь – это материал, отличающийся мягкостью и малым содержанием марганца в сплаве. Может содержать различные примеси, но без легируемых элементов. Сталь такого типа не имеет высоких показателей по прочности, но характеризуется своей пластичностью и вязкостью. Сталь часто классифицируют по структуре и степени окисления. Эти данные указываются в маркировке, также достаточно популярна услуга «раскисления материала», предполагающая процесс удаления кислорода из жидкого сплава.

Химическая и термическая обработка

Цементация – это поверхностное насыщение стали углеродом, процесс важен для достижения высокой твердости поверхности материала. Как результат, сталь становится более износоустойчивой и прочной. Чаще всего, такого типа обработка выполняется для деталей, работающих при повышенном трении.

Цианирование – это насыщение поверхности материала азотом и углеродом. Процесс бывает низкотемпературным и высокотемпературным, назначается для режущих инструментов и зубчатых колес. Часто используется для мелких деталей, таких как гайки или болты.

Азотирование – это обработка поверхности азотом в среде диссоциированного аммиака. Процедура позволяет добиться упрочнения верхних слоев сплавов, улучшения показателей износоустойчивости и получения антикоррозионной поверхности. Используется для зубчатых колес, мерительных инструментов, гильз насосов и моторов, валиков и шпинделей.

Алитирование – это химическая и термическая обработка готовых изделий алюминием. Процедура обеспечивает термодиффузию, результатом которой является появление пленки окиси алюминия. Она улучшает жаропрочность изделий, что позволяет использовать их при высоких температурах.

Необходима отвечающая высоким требованиям сталь?

Выбирайте материал с подходящими свойствами на нашем сайте и оставляйте заказ! В нашем ассортименте представлен материал самого разнообразного назначения!

Классификация стали по производству и примесям

Низколегированная сталь характерна тем, что содержит в себе легирующие элементы в небольшом количестве. Она прочная и легкая в обработке, хорошо проявляет устойчивость к коррозии. Такой материал производится в большом разнообразии видов и наименований.

Механическая прочность стали такого вида позволяет снижать вес стальных конструкций вплоть до 30%. Материал обеспечивает не только надежность и долговечность для каркасов, но и дает возможность сэкономить на материале для строительства. Широко используется в судостроении и строении мостов.

Конструкционная сталь, как и понятно по названию, используется обычно для строительных конструкций. Ее также применяют для самого разного рода стальных механизмов и деталей машиностроения. По химическому составу такой материал может быть легированным или углеродистым. Также данная сталь отличается по физическим и механическим свойствам.

Качество такого вида стали напрямую зависит от количества примесей серы (S) и фосфора (Р). Материал полезен в вагоностроении, при производстве и ремонте сельскохозяйственной техники, при строительстве крупных зданий. Чтобы добиться улучшения стального сплава, может быть также выполнено легирование материала (добавление никеля, хрома, меди, кремния и т. д.).

Строительная сталь может использоваться для ферм, котлов, газопроводов и нефтепроводов. Как правило, такая сталь выпускается сварной, свариваемость – это одна из ключевых характеристик материала данного типа. В ее состав могут добавляться отдельные элементы для улучшения физических свойств.

Основные свойства и характеристики такого материала зависят от элементов в составе, данный вид стали может производиться на заказ для нужд крупных строительных компаний. Поверхность материала часто обрабатывают, чтобы добиться высоких антикоррозийных свойств.

Инструментальная сталь – это группа сплавов, которые хорошо подходят для обработки резаньем или давлением. Такие материалы износоустойчивы и прочны, отличаются долговечностью. Они используются для измерительного и режущего инструмента, холодной и горячей деформации.

Материал достаточно хорошо востребован, благодаря отличным физическим свойствам и приемлемой стоимости. С ним комфортно работать, и он легко обрабатывается в целях подготовки к интенсивной эксплуатации. Подобрать инструментальную сталь с нужной маркировкой сегодня не проблема.

Категории стали и выводы

Номер категории указывается в конце марки стали и указывает на испытание механических свойств (ударная вязкость, растяжение). Сталь отличается и по технологии проката, от которой зависят ее физические и также химические характеристики. Сегодня выбрать сталь по назначению и составу сплава не будет проблемой для любого строительного проекта.

Выбирать сталь стоит, отталкиваясь от особенностей эксплуатации нужного изделия и его сферы использования. Наша компания предлагает широчайший ассортимент стали и возможность выбора по разным критериям. Вы можете заказать нержавеющий металлопрокат единоразово или подписать договор и его поставках на предприятие на регулярной основе.

Мы используем для стали только высококачественные компоненты и можем гарантировать соответствие продукта заявленным характеристикам. У нас не бывает дефицита в разного типа материалах и по заказам клиентам продукт предоставляется за кратчайшие сроки и без задержек.

Если вам нужна консультация по характеристикам, категориям или составу разных типов стали, смело обращайтесь к нам по указанным телефонам. На все вопросы вам дадут ответы высококвалифицированные специалисты. Мы дорожим доверием клиентов и всегда рады оказать помощь в выборе товара. О качестве стали всех видов мы получаем положительные отклики и уверены, что характеристики представленного материала не разочаруют и вас!

© Запрещено — копирование, распространение или использование иным способом любых материалов, размещенных на данном сайте, без предварительного письменного согласия ООО ТПП «ВЕСТА», которому принадлежат все авторские права. www.westa.kiev.ua Продвижение сайта voll.com.ua

какие бывают разновидности по назначению, содержанию углерода и структуре, сколько типов различают, классификация и свойства материала на rocta

02Дек

Содержание статьи

Разновидности сталей и их особенности
О чем говорит маркировка
Обозначение с легирующими элементами
Примеры маркировки
Как расшифровать маркировку: что относится к стали

В металлургии используется очень большое количество сплавов. При этом все марки и разновидности обычному человеку запомнить и отличить практически невозможно, да и не нужно. Мы предлагаем обзор, который расширит познания потребителя и даст понимание о том, какие бывают основные виды и классы стали, их свойства по назначению и структуре, применение материала. В повседневной деятельности это знание может пригодиться для того, чтобы определить продолжительность эксплуатации металлического изделия, а также чтобы узнать, какие меры нужно предпринять, чтобы увеличить коррозионную стойкость, защитить от химических реакций, а также обновить внешнее покрытие.

При этом металлург, слесарь, токарь, резчик металла и любой специалист, занимающийся металлообработкой, обращает больше внимания на другие характеристики – это прочность, вязкость, хрупкость, температура плавления. Все это дает ему необходимые знания для того, чтобы подобрать оптимальные технологии для обработки. Проектировщики, машиностроители используют эту информацию для того, чтобы определить сферу использования стального элемента, а также решить, из какого материала нужно изготавливать металлоконструкцию для достижения определенных параметров.

Разновидности сталей и их особенности

Мы говорим о сплавах, которые имеют в составе железо (не менее 45%), углерод (от 0,1% до 2,14%) и дополнительные легирующие элементы. Более углеродистые говорят о том, что мы имеем дело с чугуном. Классификация металлов проходит по разным параметрам. Для одних важно количество наличие С, поэтому они в первую очередь подразделяются на такие, где этого элемента много и где его мало. Для других – содержание легирующих добавок, которые меняют качества материала. Поэтому различают легированные и высоколегированные – 2 вида, что и обуславливает их использование. Последние обладают повышенными характеристиками прочности. Но зачем легировать с помощью нового химэлемента? Дело в том, что при наличии углерода происходит контролируемая реакция, при которой железо приобретает уникальные свойства – увеличенную прочность, ударостойкость. Но ковкость и пластичность могут измениться в худшую сторону, и по этой причине стоит добавить новые вещества. А теперь пройдемся по наиболее распространенным классификациям и типам.

Классификация стали по содержанию углерода: виды и свойства

Это достаточно чистый сплав, в котором очень мало примесей. Основные компоненты – железо и углерод. Очень востребованный вариант, активно применяется в промышленности – от изготовления гвоздей до крыльев самолета. На данный момент категория занимает до 80% от всего производства и насчитывает до 2 тысяч марок. При этом характеристики различаются в зависимости от процентного соотношения компонентов. От этого зависит твердость, текучесть, пластичность и плотность. По количеству С различают низкоуглеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые составы, которые, соответственно, имеют разную структуру – феррит и перлит, цементит.

Особенности:

Примесей мало, все они естественного происхождения. Одни полезные, такие как марганец и кремний, другие вредные, например, сера и фосфор.
У УС нет специализации, она направлена на общепромышленное использование.
Можно по отношению к ним применять все доступные способы металлообработки.

Легированный тип стали

Это сплавы, имеющие дополнительные компоненты. Легирующие элементы повышают основные качества материала и меняют их назначение. Меняются и физические, и химические характеристики. Все они также делятся на три группы в зависимости от процентного соотношения добавок:

низколегированные – до 4%;
среднелегированные – до 11%;
высоколегированные – от 11% и выше.

Также есть классификация по особым свойствам, которые они получают, так, например, есть жаропрочные или устойчивые к коррозии. И последнее распределение совершается по названию и пропорции тех веществ, которые включены как добавочные. Так, стали могут быть хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевые. Приведем пример марок, у которых в составе есть легирующий элемент:

Маркировка	Добавка	Процент лег. вещества	Микропрочность, кГ/мм2
40С	Si	0,98	325
40Г2	Mn	2,23	380
40Х2	Cr	2,04	350
40H	Ni	0,84	370
40M	Mo	0,33	370

Кроме содержания, важна классификация по структуре. Посмотрим 5 структурных видов и их характеристики. Поскольку может быть разная зернистость и молекулярная связь частиц.

Аустенитная

Уровень легирования здесь очень высокий. Поэтому при застывании получается гранецентрированная кристаллическая решетка. Это позволяет сохранять материал неизменным даже при сверхнизких температурах – до -200 градусов. Основные добавки – это никель и хром. Первый позволяет увеличить пластичность, жаропрочность, а второй – устойчивость к коррозии. При процессе изменения пропорций компонентов можно получить разные свойства в преобладающем выражении.

Ферритная

Это определенная фаза кристаллизации, когда выходит определенное количество мелкодисперсного зерна. Оно позволяет предотвратить появление трещин и увеличение хрупкости при повышении температурного режима. По содержанию в сплаве должно присутствовать достаточно легирующих элементов и карбидов. Добавками могут служить ванадий, кремний. Материал активно используют в сфере металлоконструкций. Но если он достаточно дешевый, то есть риск напасть на неприятные свойства, а именно – увеличение роста зерна и на межкристаллитную коррозию (из-за хрома). К тому же следует отметить наличие магнитных характеристик.

Мартенситная

Это особенная игольчатая структура. В них, как правило, небольшой процент углерода (около 0,15%) и много хрома – до 17%. В качестве легирующих веществ могут быть добавлены никель, вольфрам, ванадий и молибден. Мартенсит (способ застывания) появляется практически всегда после закалки и является углеродистым раствором в альфа-железе. Описывая сталь, стоит говорить о тетрагональной кристаллической решетке, повышенной прочности и твердости. Это объясняется существующим внутренним напряжением. Также характерна устойчивость к щелочам, способность к закалке, низкая пластичность, но высокая жароустойчивость.

Бейнитная

Обычно данный этап кристаллизации называют промежуточным, так как он образуется как одна из стадий. Но при определенных условиях структура может сохраниться. Для этого, чтобы увеличить устойчивость к изменениям, вводят Mn, Si, Cr, Mo, B. Содержание С невысокое, потому что этот элемент делает хуже свариваемость и сопротивление хрупкому разрушению.

Перлитная

Один из наиболее распространенных структурных видов, отличается тем, что количество примесей относительно небольшое. Таким образом, они относятся к классу низколегированных или среднелегированных. Часто из материала делают инструменты и высокопрочные конструкции. Обработка резанием достаточно проста, но только после предварительного отжига или после проката. А чтобы увеличить износостойкость, хорошо помогает закалка в масле с последующим отпуском металла. Есть и минусы – жаропрочность достаточно низкая, это объясняется малым включением хрома, поэтому уже при 550 градусах и выше использование не желательно. Также кроме структуры и содержания, различают сплавы по качественному критерию. Назовем 4 основные виды сталей по качеству. Сперва представим в таблице по количеству некоторых нежелательных добавок:

Отражение в маркировке	Наименование	Включения серы, %	Фосфор, %
–	Обыкновенная	0,055 – 0,06%	0,05 – 0,07%
–	Качественная	0,035%	0,035%
А	Высококачественная	0,025%	0,025%
Ш	Особовысококачественная	0,015%	0,015%

Стандартная

Это самая недорогая разновидность – это и есть основное ее достоинство. При выверенном составе здесь могут быть лишние примеси, то есть те, что не входят в «рецепт». Такими добавками могут быть даже неметаллические вещества. В данном классе есть также подклассы. Это:

А. На маркировке не указывается, подразумевается как самая популярная. Химический список не указан, зато есть гарантии по физическим свойствам металла.
Б. Буква проставляется в начале марки. Означает, что будет перечислен подробный перечень составляющих.
В. Обе характеристики прописываются и гарантируются.

Мы не рекомендуем применять эту сталь для изготовления объектов, которые должны иметь повышенную прочность и устойчивость к нагрузкам.

Качественная

Преимущества марки очевидны. Кроме того, что примесей здесь гораздо меньше и они более урегулированы (точный процент), еще и метод выплавки более совершенный. Применяют мартены и кислородные конверты. Такой комплексный подход приводит к тому, что можно использовать материал в условиях повышенной нагрузки.

Высококачественная

Кроме того, что еще снижено количество неметаллических примесей, еще уменьшен процент содержания углерода. Выплавка происходит в электрических печах. Использование элементов из такой стали будет длительным без опаски быстрого износа или поломки от нагрузки. Но есть и особенность – стоит учесть, что вязкость будет выше, чем у представленных ранее классов.

Особовысококачественная

Использованные технологии изготовления отличаются своей современностью. Они не допускают вкрапления инородных веществ в состав, получается сплав, который можно назвать практически кристально чистым – только сотая часть процента будет, возможно, иметь фосфор или серу. Изготовление происходит в электрических тигелях с электрошлаковым переплавом. И последняя пятерка – это виды стали по назначению и особым характеристикам металла. В классификацию входят стальные составы следующих типов.

Конструкционные

Самые распространенные. Их применяют для создания металлоконструкций – машин и станков, крупных и маленьких механизмов и деталей. Все их делят на машиностроительные и арматурные, или просто строительные. Последние удобно сваривать, и при этом соединении они остаются очень прочными. Также важно, какая группа причислена марке – специальное или общее назначение. После отлива обычно обязательно проводится термообработка – закалка и отпуск или нормализация.

Инструментальные

Их используют для создания инструментов – режущие кромки по металлу, прессы и пр. Это отличные сверла, резцы и другие вещи. Сплав отличается повышенным количеством углерода – не менее 0,7%.

К характерным чертам следует отнести прочность, поскольку сталь должна быть более крепкой при механическом соприкосновении с другой. Но износостойкость может быть недостаточно высокой.

Нержавеющие

Активно применяются для товаров народного потребления – от самоваров и кухонной утвари до материалов для облицовки дома и строительства. В названии заложено основное достоинство – это сильная устойчивость к коррозии. Обычно это обеспечивается содержанием хрома или никеля.

Жаропрочные

Они устойчивы к чрезмерно высоким температурам. И могут продолжительное время подвергаться воздействию жара, при этом не разрушаясь и не деформируясь. Это позволяет делать элементы машин, самолетов, которые должны быть постоянно в работе, и нагреваться, но не изнашиваться. Для данной категории составов наиболее важным является такой показатель, как температура плавления. Если он высокий, то и использование металла в данных условиях безопасно.

Жаростойкие

Они же – окалиностойкие. Их преимущество в том, что при повышенных температурах, которые превышают 550 градусов, они не подвергаются ржавлению и другим процессам под воздействием кислорода и других газовых сред. Как этого можно добиться? Дело в том, что них находятся элементы, которые при нагреве образуют устойчивую к коррозии пленку на поверхности металла. Это может быть хром или кремний.

О чем говорит маркировка

Мы перечислили основные причины для классификации сталей – это назначение, структура, содержание компонентов. Именно по данным факторам происходит определение марки. Так, например, самый распространенный подвид – конструкционные сплавы обыкновенного качества без легирующих добавок — можно маркировать как «Ст». Потом идет цифра, которая определяет количество углерода.

Обозначение с легирующими элементами

Далее сложнее, так как вступает в игру легирующий состав. Ниже покажем таблицу – буквенное сочетание:

Литера в маркировке	Знак химэлемента	Наименование
Х	Cr	Хром
С	Si	Кремний
Т	Ti	Титан
Д	Cu	Медь
В	Wo	Вольфрам
Г	Mn	Марганец
Ф	W	Ванадий
H	Ni	Никель
K	Co	Кобальт
M	Mo	Молибден

Покажем на примере определенной марки: Первая цифра всегда указывает на количество сотых частей углерода. Затем перечисляются буквенные обозначения, которые отвечают за добавки. Если рядом с ним не стоит буква, значит этого компонента меньше, чем 1%. Сзади самая последняя буква (в примере не указана) может быть «А» или «Ш» – это высококачественная или особовысококачественная сталь, соответственно.

Примеры маркировки

Читать и понимать название марки – это базовый навык любого сотрудника металлургической промышленности. Но иногда в этом могут помочь таблицы с распространенными видами сплава. В приведенном ниже перечне указано, какие легирующие химэлементы находится в составе и что они дают:

Легирующий элемент	Обозначение	Свойства	Примеры марок
Азот (N)	А	Обработка в атмосфере азота (азотирование) приводит к образованию твёрдого раствора в феррите, нитридных соединений, что придаёт твёрдость поверхностным слоям
Ниобий (Nb)	Б	Ниобий повышает кислотостойкость	03Х16Н15М3Б
Вольфрам (W)	В	Вольфрам увеличивает твердость и красностойкость, способность сохранять при высоких температурах износостойкость. Вольфрам придает вязкость.	В18 В6М5К5
Марганец (Mn)	Г	При содержании свыше 1 процента увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок. Марганец в виде ферромарганца применяется для «раскисления» стали при её плавке, т. е. для удаления из неё кислорода. Связывает серу, что также улучшает свойства. Иногда в сочетании с другими легирующими металлами, сильно упрочняет, делает её твердой и сопротивляющейся износу и ударам (резко упрочняется и становится тверже при ударах). Она используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин, броневых элементов и т. д.	14Г2 ШХ15ГС 30ХГС-Ш А40Г
Медь (Cu)	Д	Медь уменьшает коррозию	10Х18Н3Г3Д2Л
Кобальт (Co)	К	Кобальт повышает жаропрочность, магнитопроницаемость	Р6М5К5
Молибден (Mo)	М	Молибден увеличивает красностойкость, прочность, коррозионную стойкость при высоких температурах. Молибден используется для легирования, как компонент жаропрочных и коррозионную стойких сплавов.	Р6М5К5 03Х16Н15М3Б
Никель (Ni)	Н	Никель повышает прочность, пластичность, коррозионную стойкость. Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более стойкой к коррозии (нержавеющая) и к низким температурам.	03Х16Н15М3Б 12Х2Н4А
Фосфор (P)	П	Повышает текучесть, хрупкость
Бор (B)	Р	Увеличивает прокаливаемость, делает ее чувствительной к перегреву.
Кремний (Si)	С	Придает прочность, увеличивает ударную вязкость, способствует раскислению.	30ХГС-Ш 60С2ХФА 33ХС 38ХС
Титан (Ti)	Т	Повышает прочность, сопротивление коррозии
Ванадий (V)	Ф	Повышает плотность, прочность, сопротивление удару, истиранию. Замедляет старение.	9Х2МФ
Хром (Cr)	Х	Повышает твердость, коррозионную стойкость. Хромистые типы по сравнению с углеродистыми обладают более высокими прочностными свойствами при некоторой меньшей пластичности в сердцевине и лучшей прочности в цементируемом слое; чувствительна к перегреву, прокаливаемость невелика. При введении легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости. Хорошо свариваются.	ШХ15ГС 30ХГС-Ш ШХ6 03Х16Н15М3Б 40Х
Цирконий (Zr)	Ц	Легирование цирконием (до 0,8 %) повышает их механические свойства и обрабатываемость.
Алюминий (Al)	Ю	Алюминий повышает окалиностойкость Алитированием придают коррозионную и окалиную стойкость стальным и другим сплавам. Повышает жаростойкость металлосплавов на основе железа, меди, титана и некоторых других металлов. Замедляет старение.	АК7М2АК21М2
Редкоземельные металлы	Ч	Используются для связывания серы, фосфора в тугоплавкие соединения

Как расшифровать маркировку: что относится к стали

Для этого требуется, во-первых, хорошо понимать, какие вообще виды бывают. Это спасет от затруднений, например, когда не найдена какая-то ожидаемая буква с наименованием. Во-вторых, нужно помнить сокращения химических элементов, которые могут легировать, а также их русскоязычное написание, которое представлено в таблице выше. Кроме того, есть особые литеры, которые приписываются по назначению. Приведем примеры:

Ш. Обозначает материал для изготовления подшипников. Указывается в самом начале. Например, ШХ4 и ШХ15.
К. Применяют для отливки паровых котлов. Это конструкционный низколегированный стальной сплав. Буква пишется после цифрового указания углерода (20К, 22К).
Л. Может стоять в самом конце и обозначать улучшенные характеристики, предназначенные для литья.
С. Гравируется в начале. Обозначает строительный металлосплав. Затем указывают предел текучести – в цифрах. Плюс после этого применяют аббревиатуры «Т», «К» или «Д», которые говорят о термоупрочненности, устойчивости к коррозии или о большом содержании меди, соответственно.

В статье мы рассказали все про сталь, сколько различают видов и форм, на какие группы делятся, а также как правильно маркировать продукцию. Также посмотрим видео об этом:

Чтобы уточнить интересующую вас информацию и приобрести ленточнопильные станки российского производства по металлу, свяжитесь с менеджерами компании «Рокта» по телефонам 8 (908) 135-59-82; (473) 239-65-79; 8 (800) 707-53-38. Они ответят на все ваши вопросы.

Что такое сталь? — Свойства, использование | Типы сталей

Что такое сталь?

Сталь представляет собой сплав, состоящий из железа с обычно несколькими десятыми долей процента углерода для повышения его прочности и сопротивления разрушению по сравнению с другими формами железа. Многие другие элементы могут присутствовать или добавляться. Для нержавеющих сталей, устойчивых к коррозии и окислению, обычно требуется дополнительно 11% хрома.

Из-за высокой прочности на растяжение и низкой стоимости сталь используется в зданиях, инфраструктуре, инструментах, кораблях, поездах, автомобилях, машинах, электроприборах и оружии. Железо является основным металлом стали.

В зависимости от температуры он может принимать две кристаллические формы (аллотропные формы): кубический центр тела и кубический центр лица. Взаимодействие аллотропов железа с легирующими элементами, первичным углеродом, придает стали и чугуну ряд уникальных свойств.

В чистом железе кристаллическая структура имеет относительно небольшое сопротивление скольжению атомов железа относительно друг друга, поэтому чистое железо достаточно пластичное или мягкое и легко формуется. В стали небольшие количества углерода, других элементов и включений в железе действуют как упрочняющие агенты, препятствующие движению дислокаций.

Когда была изобретена сталь?

Самые ранние из известных изделий из стали обнаружены в железных изделиях, раскопанных на месте археологических раскопок в Анатолии (Каман-Калехойюк), им почти 4000 лет, они датируются 1800 годом до нашей эры. Гораций идентифицирует стальное оружие, такое как фальката на Пиренейском полуострове, в то время как норическая сталь использовалась римскими военными.

Является ли сталь металлом?

Поскольку сталь представляет собой сплав, она не является чистым элементом и, как следствие, фактически не является металлом. На самом деле это вариант металла. Хотя сталь состоит из железа, которое является металлом, неметаллический углерод в ее химическом составе означает, что это не чистый металл, поэтому его нельзя классифицировать как таковой.

Итак, вот оно. Сталь не является металлом .

Состав стали

Сталь представляет собой сплав железа и углерода, в котором содержание углерода колеблется до 2 процентов (при более высоком содержании углерода материал определяется как чугун). На сегодняшний день это наиболее широко используемый материал для строительства инфраструктуры и промышленности в мире, он используется для изготовления всего, от швейных иголок до нефтяных танкеров. Кроме того, инструменты, необходимые для изготовления таких изделий, также изготавливаются из стали.

Сталь представляет собой сплав железа и углерода, содержащий менее 2% углерода и 1% марганца, а также небольшое количество кремния, фосфора, серы и кислорода. Сталь — самый важный в мире инженерный и строительный материал.

Он используется во всех аспектах нашей жизни; в автомобилях и строительных изделиях, холодильниках и стиральных машинах, грузовых кораблях и хирургических скальпелях.

Свойства стали

Сталь обладает рядом свойств, включая твердость, ударную вязкость, предел прочности при растяжении, предел текучести, удлинение, усталостную прочность, коррозию, пластичность, ковкость и ползучесть.

Наиболее важными свойствами износостойкой и износостойкой стали являются:

ТВЕРДОСТЬ — это способность материала противостоять трению и истиранию. Стоит отметить, что, хотя это может означать то же самое, что прочность и ударная вязкость на разговорном языке, это сильно отличается от прочности и ударной вязкости в контексте свойств металла.
ПРОЧНОСТЬ трудно определить, но обычно это способность поглощать энергию без разрушения или разрыва. Он также определяется как сопротивление материала разрушению при напряжении. Обычно измеряется в фут-фунтах. на кв. дюйм или джоулей на кв. сантиметр. Важно отличать это от твердости, так как материал, который сильно деформируется, не разрушаясь, может считаться чрезвычайно прочным, но не твердым.
УРОЖАЙ Прочность – это измерение силы, необходимой для начала деформации материала (т. е. изгиба или коробления).
РАСТЯЖЕНИЕ Прочность – это мера силы, необходимой для разрыва материала.
УДЛИНЕНИЕ (или пластичность) — это «Степень», до которой материал может быть растянут или сжат до того, как он порвется. Он выражается в процентах от испытываемой длины и находится между пределом прочности при растяжении и пределом текучести (т. е. какой процент изгиба материала перед разрывом).

Основные физические свойства стали

Сталь имеет плотность 7850 кг/м3, что в 7,85 раз больше плотности воды. Его температура плавления 1510 C выше, чем у большинства металлов. Для сравнения, температура плавления бронзы составляет 1040°С, меди — 1083°С, чугуна — 1300°С и никеля — 1453°С. Однако вольфрам плавится при обжигающей температуре 3410°С, что неудивительно. так как этот элемент используется в нитях накала лампочки.

Коэффициент линейного расширения стали при 20°С, в мкм на метр на градус Цельсия, составляет 11,1, что делает ее более устойчивой к изменению размера при изменении температуры, чем, например, медь (16,7), олово (21,4) и свинец (29.1).

Из чего сделана сталь?

Сталь изготавливается из сплава железа с углеродом, в котором содержание углерода колеблется до 2 процентов (при более высоком содержании углерода материал определяется как чугун).

Железо, основной элемент стали, является одним из самых распространенных элементов в земной коре. Все стальные сплавы состоят в основном из железа и 0,002–2,1 % углерода по весу. В этом диапазоне углеродные связи с железом создают прочную молекулярную структуру. Полученная решетчатая микроструктура помогает достичь определенных свойств материала, таких как прочность на растяжение и твердость, на которые мы рассчитываем в стали.

Хотя вся сталь состоит из железа и углерода, разные типы стали содержат разное процентное содержание каждого элемента. Сталь также может включать другие элементы, такие как никель, молибден, марганец, титан, бор, кобальт или ванадий. Добавление различных элементов в «рецепт» стального сплава влияет на свойства материала. Способ изготовления и обработки стали еще больше увеличивает эти возможности.

Одна известная группа стальных сплавов содержит хром. Все такие сплавы обычно известны как нержавеющая сталь.

Что такое температура плавления стали?

Температура плавления стали находится в диапазоне 2500-2800°F или 1371-1540°C. Почему диапазон? Почему не просто одна точка на термометре? В отличие от чистого металла, такого как железо, сталь представляет собой сплав.

Это зависит от сплава стали, о котором вы говорите. В наши дни термин «сплав» почти всегда используется неправильно, особенно среди велосипедистов. Они используют этот термин для обозначения алюминия. На самом деле термин «сплав» означает смесь металлов, любых металлов. Почти все металлы, используемые сегодня, представляют собой смесь и, следовательно, сплав.

В состав большинства сталей добавляются другие металлы для настройки таких свойств, как прочность, коррозионная стойкость или простота изготовления. Сталь — это всего лишь элемент железа, который был обработан для контроля количества углерода. Железо из-под земли плавится при температуре около 1510 градусов по Цельсию (2750 градусов по Фаренгейту). Сталь часто плавится при температуре около 1370°C (2500°F).

Какова температура плавления углеродистой стали?

Температура плавления стали находится в диапазоне 2500-2800°F или 1371-1540°C. Почему диапазон? Почему не просто одна точка на термометре?

В отличие от чистого металла, такого как железо, сталь представляет собой сплав. Чистые металлы имеют точную температуру, которая является их точкой плавления. Однако сплавы включают несколько элементов с разными температурами плавления. Следовательно, сплавы не плавятся и не замерзают при фиксированной температуре.

Сталь представляет собой сплав железа и углерода. Нержавеющая сталь также включает в свой сплав хром и, как правило, никель и другие элементы. Добавление каждого нового элемента снижает общую температуру плавления. Это называется депрессией точки плавления.

Какова температура плавления нержавеющей стали?

Температура плавления нержавеющей стали находится в диапазоне от 2550 до 2790°F или от 1400 до 1530°C.

Температура плавления определенного типа нержавеющей стали зависит от ее точного химического состава. Каждый элемент вносит в уравнение свою точку плавления. Основными элементами, из которых состоит нержавеющая сталь, являются железо, хром и никель.

Чистое железо имеет фиксированную температуру плавления 1535°C, хром 1890°C и никель 1453°C. Сравните эти цифры с диапазоном 1400-1530°C для нержавеющей стали.

Каждый сорт нержавеющей стали имеет немного различный состав элементов. Следовательно, точная температура плавления варьируется в зависимости от марки.

Как изменяется температура плавления разных марок?

Нержавеющая сталь бывает пяти семейств и более 150 марок. Однако обычно используются только 15 из этих классов.

Двумя наиболее популярными марками нержавеющей стали являются 304 и 316. Обе марки относятся к семейству аустенитных нержавеющих сталей, которое включает около двух третей производимой нержавеющей стали. Аустенитная нержавеющая сталь имеет гранецентрированную кубическую кристаллическую структуру, которая остается постоянной при всех температурах от криогенной до точки плавления.

Температура плавления нержавеющей стали может варьироваться от 1375°C для стали марки 316 до 1510°C для стали марки 430. Наиболее распространенная марка 304 имеет температуру плавления 1400-1450°C.

Различные

Типы стали

Четыре основных типа стали:

Карбоночная сталь
Слисту
Нержа невозможно тусклый, матовый и, как известно, подвержен коррозии. В целом, у этого типа есть три подтипа: сталь с низким, средним и высоким содержанием углерода, с низким содержанием углерода около 0,30%, средним — 0,60% и высоким — 1,5%.
Само название на самом деле происходит от факта, что они содержат очень небольшое количество других легирующих элементов. Они исключительно прочны, поэтому их часто используют для изготовления таких вещей, как ножи, провода высокого напряжения, автомобильные детали и другие подобные предметы.
- Сталь, содержащая до 2% углерода
- Сталь, которая не содержит каких-либо стандартных количеств элементов, которые классифицировали бы ее как «легированную сталь» (например, кобальт, никель, вольфрам, молибден, титан, цирконий, ванадий, хром и др. )
Вы также можете заметить, что термин «углеродистая сталь» применяется к сталям с содержанием меди менее 0,4% или сталям с определенным содержанием магния по отношению к меди, хотя эти определения оспариваются в разных отраслях. Для целей этого мы говорим о первых двух определениях.
Типы углеродистой стали
Существует три классификации углеродистой стали: низкоуглеродистая, среднеуглеродистая и высокоуглеродистая
- Низкоуглеродистая сталь. Низкоуглеродистая сталь (или «мягкая углеродистая сталь» или «простая углеродистая сталь») относится к углеродистой стали с содержанием углерода до 0,30%. Это, безусловно, самый распространенный тип стали на рынке металлов. Для этого есть несколько причин. Во-первых, низкоуглеродистая сталь относительно недорогая. Кроме того, поскольку содержание углерода ниже, чем в стали со средним и высоким содержанием углерода, низкоуглеродистая сталь легко формуется и идеально подходит для применений, где прочность на растяжение не является первоочередной задачей, например, для конструкционных балок.
- Среднеуглеродистая сталь. Среднеуглеродистая сталь относится к углеродистым сталям с содержанием углерода от 0,31% до 0,60% и содержанием магния от 0,31% до 1,60%. Одним из самых больших преимуществ среднеуглеродистой стали является ее прочность. Однако это сопряжено с некоторыми компромиссами. Среднеуглеродистая сталь имеет низкую пластичность и ударную вязкость, что затрудняет формование и сварку.
- Высокоуглеродистая сталь. Высокоуглеродистая сталь относится к углеродистой стали с содержанием углерода от 0,61% до 1,50% и от 0,31 до 0,9%.0 магния. Когда дело доходит до твердости и ударной вязкости, предпочтение отдается высокоуглеродистой стали. Однако это происходит на компромиссе. Очень трудно сваривать, резать или формовать высокоуглеродистую сталь.
2.
Легированная сталь
Следующим типом стали является легированная сталь, которая изготавливается путем комбинирования углеродистой стали с различными легирующими элементами для придания каждой стали уникальных свойств. Существует невероятно широкий спектр легированных сталей, но некоторые из наиболее распространенных включают хром, кобальт, молибден, никель, вольфрам, ванадий.
Благодаря невероятному разнообразию легированных сталей вы можете создавать стали практически со всеми возможными свойствами, используя легированные элементы. При этом некоторые из этих сталей относительно дороги.
Они, как правило, более устойчивы к коррозии и предпочтительны для некоторых деталей автомобилей, трубопроводов, корпусов кораблей и механических изделий. Для этого прочность зависит от концентрации элементов, которые в нем содержатся.
3.
Инструментальная сталь
Инструментальная сталь известна своей твердостью, устойчивостью к нагреву и истиранию. Название происходит от того факта, что они очень часто используются для изготовления металлических инструментов, таких как молотки.
Это стали, используемые для изготовления инструментов, таких как сверление. Инструментальные стали, обычно состоящие из молибдена, ванадия, вольфрама и кобальта, являются жаростойкими, долговечными и прочными.
Существует 6 сортов инструментальной стали:
- воздушного хардирования
- .
  И последнее, но не менее важное: нержавеющие стали, вероятно, являются наиболее известным типом на рынке. Этот тип блестящий и обычно содержит от 10 до 20% хрома, который является их основным легирующим элементом.
  Эта комбинация позволяет стали быть устойчивой к коррозии и легко формовать различные формы. Из-за простоты обращения, гибкости и качества нержавеющую сталь можно найти в хирургическом оборудовании, домашнем применении, изделиях из серебра и даже в качестве внешней облицовки коммерческих / промышленных зданий.
  ДОПОЛНИТЕЛЬНО: Что такое нержавеющая сталь?
  Использование стали
  Железо и сталь широко используются в строительстве автомобильных и железных дорог, другой инфраструктуры, приборов и зданий. Большинство крупных современных сооружений, таких как стадионы и небоскребы, мосты и аэропорты, поддерживаются стальным каркасом. Даже те, у кого есть бетонная конструкция, используют сталь для армирования.
  Некоторые Использование стали приведено ниже:
  - Сталь является экологически чистой и устойчивой. Обладает большой износостойкостью.
  - По сравнению с другими материалами, сталь требует меньше энергии для производства легкой стальной конструкции.
  - Сталь — это самый перерабатываемый материал в мире, который очень легко перерабатывается. Его уникальные магнитные свойства делают его легко извлекаемым из потока материалом для повторного использования.
  - Сталь может иметь различные формы. Он дает лучшую форму и кромку, чем железо, которое используется для изготовления оружия.
  - Инженерные стали используются в общем машиностроении и производстве.
  - Сталь широко используется в автомобильной промышленности. В кузове, дверях, двигателе, подвеске и салоне автомобиля используются различные виды стали. В среднем 50% автомобиля сделано из стали.
  - Сталь снижает выбросы CO2.
  - Все виды энергетического сектора нуждаются в стали для инфраструктуры и добычи ресурсов.
  - Нержавеющие стали используются для изготовления морских платформ и трубопроводов.
  - Стали используются для упаковки и защиты товаров от воздействия воды, воздуха и света.
  - Большинство бытовых приборов, таких как холодильник, телевизор, духовка, раковина и т. д., изготовлены из стали.
  - Стали используются для производства промышленных товаров, таких как сельскохозяйственные машины и машины.
  - Нержавеющая сталь используется в качестве материала столовых приборов.
  - Благодаря легкости сварки и привлекательной отделке сталь стала заметным элементом современной архитектуры.
  - Нержавеющая сталь обеспечивает гигиеничность окружающей среды. Вот почему он используется для хирургических имплантатов.
  - Сталь имеет более широкий диапазон температур, который используется для изготовления больших листов.
  - В возобновляемых источниках энергии, таких как солнечная, гидро- и ветровая энергия, используются компоненты из нержавеющей стали.
  - Мягкая сталь используется для строительства зданий. Это также очень популярный строительный каркасный материал.
  Часто задаваемые вопросы.
  Что такое сталь?
  Сталь представляет собой сплав железа с обычно несколькими процентами углерода для повышения его прочности и сопротивления разрушению по сравнению с железом. Многие другие элементы могут присутствовать или добавляться. Для нержавеющих сталей, устойчивых к коррозии и окислению, обычно требуется дополнительно 11% хрома.
  Из чего сделана сталь?
  Сталь, сплав железа и углерода, в котором содержание углерода колеблется до 2 процентов (при более высоком содержании углерода материал определяется как чугун).
  Какова температура плавления стали?
  Температура плавления стали находится в диапазоне 2500-2800°F или 1371-1540°C. Почему диапазон? Почему не просто одна точка на термометре? В отличие от чистого металла, такого как железо, сталь представляет собой сплав.
  Что такое состав стали?
  Сталь представляет собой сплав железа и углерода, содержащий менее 2 % углерода и 1 % марганца, а также небольшое количество кремния, фосфора, серы и кислорода. Сталь — самый важный в мире инженерный и строительный материал.
  Каковы свойства стали?
  Сталь обладает рядом свойств, в том числе: твердость, ударная вязкость, предел прочности при растяжении, предел текучести, удлинение, усталостная прочность, коррозия, пластичность, ковкость и ползучесть .
  Какие бывают виды стали?
  Четыре основных типа стали:
  1. Углеродистая сталь. Углеродистая сталь выглядит тусклой, матовой и, как известно, подвержена коррозии.
  2. Легированная сталь. Далее идет легированная сталь, представляющая собой смесь нескольких различных металлов, таких как никель, медь и алюминий.
  3. Инструментальная сталь.
  4. Нержавеющая сталь.
  Для чего используется сталь?
  Сталь — самый важный инженерный и строительный материал в мире. Он используется во всех аспектах нашей жизни; в автомобилях и строительных изделиях, холодильниках и стиральных машинах, грузовых кораблях и хирургических скальпелях. Его можно перерабатывать снова и снова без потери свойств.
  Является ли сталь металлом?
  Поскольку сталь представляет собой сплав, она не является чистым элементом и, как следствие, фактически не является металлом. На самом деле это вариант металла. Хотя сталь состоит из железа, которое является металлом, неметаллический углерод в ее химическом составе означает, что это не чистый металл, поэтому его нельзя классифицировать как таковой.
  Кто изобрел сталь?
  Генри Бессемер, один из самых значительных изобретателей Второй промышленной революции, Бессемер также сделал более 100 других изобретений в области железа, стали и стекла.
  Почему она называется сталью?
  Существительное сталь происходит от протогерманского прилагательного stakhlijan, которое в переводе на английский язык означает «сделанный из стали», что также связано с термином stakhla, что означает «стоять крепко». Корень слова стахла — стак, что означает «стоять, ставить или быть твердым».
  Свойства стали | Понимание свойств материалов
  Каждый тип стали имеет уникальные свойства, влияющие на ее характеристики. При поиске типа стали важно понимать, как свойства материала повлияют на все аспекты вашего проекта.
  Как и в большинстве вещей в жизни, при выборе типа стали приходится идти на компромиссы. Для этого необходимо иметь полное представление о производстве, конструкции или сборке, а также об использовании вашего продукта или проекта, прежде чем выбирать идеальные свойства стали.
  Характеристики
  Свариваемость
  Свариваемость — это свойство стали, которое сильно влияет на то, насколько легко ее можно использовать в строительстве и производстве. Свариваемость сталей определяет, насколько легко материал может быть сварен. Материалы с низкой свариваемостью склонны к растрескиванию из-за местных напряжений, вызванных нагревом в сварном соединении. Свариваемость материалов обратно пропорциональна прокаливаемости материалов. Это связано с тем, что если материал является закаливаемым, он будет иметь тенденцию к затвердеванию в процессе сварки, что может увеличить хрупкость и привести к растрескиванию из-за локальной термической деформации.
  Существует множество различных методов сварки, включая дуговую сварку, сварку MIG, сварку TIG, дуговую сварку порошковой проволокой, сварку энергетическим лучом, сварку трением и другие. Каждый метод сварки используется в разных сценариях для разных типов металлов.
  Для сварки сталей с низкой свариваемостью можно использовать процесс термической обработки, который повысит пластичность материала во время сварки, что сделает его менее подверженным растрескиванию. Вам также может понадобиться снять остаточные напряжения после сварки с помощью другого процесса термообработки.
  Прокаливаемость
  Если ваша конструкция будет использоваться для резки или вам потребуется значительная износостойкость, то при принятии решения следует учитывать свойство стали прокаливаемости.
  Упрочняемость материала определяет, насколько легко материал может быть упрочнен термической обработкой. С повышением прокаливаемости снижается свариваемость и наоборот. Сталь с адекватной или высокой прокаливаемостью может иметь уровни твердости, указанные на этапе проектирования. Это стандартная практика для инструментов и приложений, требующих прочности поверхности. Поскольку твердость и пластичность обратно пропорциональны, управление твердостью материала позволяет оптимизировать свойства материала.
  На прокаливаемость могут влиять сплавы, но она также зависит от содержания углерода. Сплавы инструментальной стали, обладающие исключительной прокаливаемостью, также имеют высокое содержание углерода. Многие стали также могут подвергаться только поверхностной закалке, а не сквозной закалке.
  Обрабатываемость
  Если вам придется резать или удалять материал для вашей конструкции, то свойство стали обрабатываться должно играть роль при выборе материала.
  Обрабатываемость зависит от многих факторов. Если материал слишком твердый, это сократит срок службы инструмента и резко увеличит стоимость деталей. Если материал слишком пластичен, он может пружинить после резки, что приводит к трудностям с соблюдением допусков. Наиболее поддающиеся механической обработке металлы имеют меньшую твердость и умеренную пластичность. Чтобы избежать быстрого износа инструмента, большинство металлов после механической обработки подвергают термообработке до желаемой твердости. 01 Инструментальная сталь, например, подвергается механической обработке после полного отжига для устранения остаточного напряжения и улучшения обрабатываемости. После механической обработки инструментальная сталь подвергается термообработке до желаемой твердости.
  Способность материалов к упрочнению также может снизить обрабатываемость детали, поскольку она деформируется и затвердевает в процессе производства. Это может привести к накоплению тепла в обрабатываемой детали вместо металлической стружки, вызывающей тепловые деформации, что затрудняет соблюдение допусков. Если скорости резания и скорости не соблюдаются должным образом, некоторые металлы также могут упрочняться до такой степени, что они достигают той же твердости, что и инструмент, что приводит к опасному отказу инструмента. Такие металлы, как нержавеющая сталь и жаропрочные сплавы, наиболее подвержены деформационному упрочнению и требуют особой осторожности при обработке.
  Создана система оценки обрабатываемости, основанная на большом количестве факторов. Система использует сталь 1212 в качестве эталона 100% рейтинга.
  Таблица обрабатываемости материалов
  Обрабатываемость (гибка/формовка)
  Если ваша конструкция требует гибки стали или если вы можете извлечь выгоду из низкой стоимости и большого объема штамповки, то обрабатываемость стали будет иметь решающее значение для вашего проекта.
  Обрабатываемость влияет на то, насколько легко материал может быть согнут или сформирован. Обычно это делается для придания листовому металлу или даже стальному листу различных форм, включая все, что угодно, от автомобильных панелей до очень больших катаных стальных труб. Металлы с высокой обрабатываемостью можно использовать в штамповке без использования дорогостоящих сервопрессов или легко формовать в различные формы с малым радиусом изгиба.
  Свойства материала, включая твердость и пластичность, сильно влияют на обрабатываемость. Металлы с более высокой прочностью, такие как высокоуглеродистая сталь, имеют более низкую пластичность, что делает их гораздо менее пригодными для обработки по сравнению с низкоуглеродистой сталью, которая обладает высокой пластичностью. Чтобы сформировать металл, вы должны получить его, делая металлы с высоким пределом текучести и более низкой пластичностью менее пригодными для обработки, поскольку они требуют больше энергии для гибки и склонны к разрушению во время гибки. Кривая напряжения-деформации материала может указать, насколько материал может быть сформирован до разрушения.
  Узнайте больше о кривых напряжения-деформации
  После обработки материал сохраняет остаточные напряжения и снижает пластичность из-за деформационного упрочнения. При необходимости остаточные напряжения в материале можно снять путем отжига сформированного металла, который снимает остаточные напряжения и возвращает пластичность.
  Обрабатываемость также можно повысить путем нагревания металла. Это называется горячей обрабатываемостью. Когда металл нагревается, его пластичность увеличивается, а предел текучести уменьшается, что приводит к резкому повышению обрабатываемости. Это можно использовать для горячей формовки металлов с более высокой прочностью, которые обычно трескаются при холодной штамповке.
  Износостойкость
  Если вы изготавливаете режущую кромку, штамп или что-то подобное, свойство износостойкости стали будет определять, как долго ваш инструмент может использоваться до выхода из строя.
  Износостойкость — это устойчивость материалов к потере материала поверхности в результате какого-либо механического воздействия, такого как истирание, эрозия, адгезия, усталость или кавитация. Такие материалы, как алмаз и сапфир, обладают необычайно высокой износостойкостью, что делает их идеальными для использования в качестве драгоценных камней, которые служат в течение всей жизни, или для использования в требовательных режущих инструментах. Твердость поверхности сильно влияет на износостойкость материала. Высокая поверхностная твердость напильника позволяет ему изнашивать другие металлы с меньшей твердостью, не испытывая при этом значительного износа.
  На твердость или износостойкость металлов влияет геометрия решетки, образованная атомами металла. Если атомы могут двигаться или смещаться внутри этой решетки из-за неровностей, то твердость металла ниже. Когда дислокации предотвращаются благодаря решетчатой структуре, твердость металла увеличивается, обеспечивая улучшенные свойства износа. Когда металл подвергается термической обработке для повышения твердости металла, структура решетки перестраивается с образованием мартенсита, в котором структура решетки гораздо менее склонна к проскальзыванию.
  Узнайте больше о термическом отверждении
  Коррозионная стойкость
  Коррозионная стойкость показывает, насколько хорошо материал может противостоять повреждениям, вызванным окислением или другими химическими реакциями. Металлы имеют разный уровень коррозионной стойкости.
  Металлы, которые будут подвергаться воздействию дождя, воды, влажности или чего-либо еще, что может вызвать окисление поверхности металла, уязвимы для коррозии. Для защиты от коррозии можно использовать нержавеющую или оцинкованную сталь, титан, алюминий, атмосферостойкую сталь или добавить и сохранить слой герметика, например, краску.
  Если металл не подвергается воздействию только вакуума, через некоторое время начнется коррозия. Вот почему для любого критического компонента необходимо техническое обслуживание и мониторинг для предотвращения коррозии. Чтобы определить рекомендации по техническому обслуживанию, необходимо рассчитать скорость коррозии.
  Из-за высокой стоимости нержавеющей стали и алюминия в большинстве крупномасштабных строительных проектов сегодня используется атмосферостойкая сталь или герметики, такие как краска или бетонное покрытие, для предотвращения повреждений от коррозии.
  Хотя такие материалы, как нержавеющая сталь, оцинкованная сталь, атмосферостойкая сталь, титан или алюминий, обладают высокой коррозионной стойкостью, они не коррозионностойки. Нержавеющая сталь содержит очень тонкий оксидный слой, который остается пассивным в присутствии агрессивных элементов. Пассивный слой может разрушиться, обнажая локальные участки коррозии. Оцинкованная сталь обеспечивает коррозионную стойкость благодаря тонкому слою цинкового покрытия, которое связывается с железом. Если оцинкованный слой стирается, сталь снова становится подверженной коррозии. Точно так же атмосферостойкая сталь, титан или алюминий могут подвергаться коррозии в определенных ситуациях. Лучшая защита от коррозии – это контроль и техническое обслуживание.
  Свойства
  Кривая напряжения-деформации
  Предел текучести (предел текучести или точка)
  Предел текучести материала — это точка, в которой материал начинает подвергаться значительному увеличению скорости деформации по отношению к напряжению. В этот момент пластичные материалы, такие как низкоуглеродистая сталь, начнут подвергаться значительной деформации. Примером этого является переполненная комната, где пол начинает прогибаться намного больше, чем обычно.
  В большинстве конструкций в качестве расчетного предела используется предел текучести, поскольку, как только материал превышает предел текучести, его усталостная долговечность резко снижается. Некоторые конструкции, в которых предел текучести материала остается ниже предела текучести, могут значительно увеличить стоимость или требуют лишь ограниченного числа применений, могут превысить предел текучести и допустить пластическую деформацию. Чтобы спроектировать компонент для пластической деформации с соблюдением требуемого количества циклов, вам потребуется использовать более продвинутые методы анализа, такие как нелинейный переходный МКЭ, который ASR Engineering часто предоставляет нашим клиентам.
  Пружины обладают очень высоким пределом текучести, что позволяет им оставаться эластичными и возвращаться в исходное положение после деформации.
  Узнайте больше о наших аналитических услугах
  Прочность на растяжение (предельное напряжение)
  Растягивающее или предельное напряжение материала — это точка, в которой прогиб будет продолжаться до разрушения, если только не уменьшить нагрузку. Другими словами, это количество напряжения, которое приведет к выходу материала из строя через достаточное время. Если вы приближаетесь к пределу прочности материала, вам нужно либо добавить армирование, либо увеличить площадь поперечного сечения, либо перейти на более прочный материал, либо уменьшить нагрузку.
  Удлинение
  Удлинение измеряет степень растяжения материала по сравнению с его исходным состоянием до разрушения. Это выражается в процентах от общего удлинения, деленного на начальную длину. Например, резиновая полоса длиной 1 дюйм, которая может удлиняться до 2 дюймов перед разрывом, будет иметь 100% удлинение при разрыве.
  Чем более хрупок материал, тем меньше он удлиняется перед разрушением. Такие материалы, как бетон или стекло, чрезвычайно хрупкие и ломаются или трескаются, если испытывают почти любое удлинение. Однако металлы значительно различаются по тому, насколько они могут удлиниться до разрушения. Например, легированные и низкоуглеродистые стали обычно удлиняются намного больше, чем высокоуглеродистые стали.
  Твердость
  Твердость материала показывает, насколько он будет сопротивляться локальной пластической деформации вследствие механического вдавливания или истирания. Твердость особенно важна при производстве. Материалы с высокой твердостью нельзя обрабатывать или формовать так же, как материалы с меньшей твердостью. Обычно металлы закаляются в процессе термообработки после формовки или механической обработки, чтобы соответствовать требуемым спецификациям без резкого увеличения производственных затрат.
  Хотя существует несколько шкал и типов твердости, наиболее популярной для механической обработки является шкала Роквелла. Испытание Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке и сравнивает его с проникновением при предварительном нагружении. В отличие от других тестов на твердость, тест Роквелла считается неразрушающим. Существует три шкалы твердости по Роквеллу, включая HRA, HRB и HRC, которые выбираются в зависимости от того, какая из них лучше всего представляет твердость материалов, а HRC представляет самые твердые материалы.
  Очень твердая сталь, такая как зубила, высококачественные ножи, инструменты и напильники, имеет твердость 55-66 HRC. В то же время нетермообработанная сталь, такая как A36, даже не использует более высокую шкалу HRC и имеет твердость только HRB 67-83 или HRC N/A-2 (HRB 67 не пересекается со шкалой HRC).
  Если вы когда-нибудь задумывались, почему качество лезвия ножа или режущего инструмента может так сильно различаться, то это из-за твердости. Когда вы платите за высококачественный нож или инструмент, большая часть того, за что вы платите, — это дополнительная работа и трудности, необходимые для достижения желаемой твердости, которая может служить без затупления гораздо дольше, чем у конкурентов низкого качества.
  Типы стали и их свойства
  Углеродистая сталь
  Существует три типа углеродистой стали. Низкоуглеродистая, среднеуглеродистая и высокоуглеродистая сталь. Каждый тип существенно различается по свойствам.
  Обратите внимание, что углеродистые стали AISI с обозначением 10xx имеют содержание углерода, равное .xx%. Например, 1006 имеет содержание углерода 0,06%, а 1045 имеет содержание углерода 0,45%. Как только сталь имеет содержание углерода выше 0,30%, ее свариваемость снижается ниже порогового значения, но ее прокаливаемость увеличивается выше порогового значения.
  Низкая углеродная сталь
  - Свойства
    - Содержание углерода: от 0,05% до 0,30%
    - Сварная способность: высокая
    - Утвердимость: низкая
    - Машиноспособность: низкая (высокая велосипеда требует высокой скорости SPINDLE)
    - Износостойкость: Низкая
    - Удельная прочность (отношение прочности к весу): Низкая
  - Другие факторы
    - Стоимость: Низкая
  - Примеры материалов
    - A36
    - 1006
    - 1009
    - 1018
    - 1020
  - Use Examples
    - Civil Structures (Bridges and Buildings)
    - Car Bodies
    - Ships
    - Consumer Product Applications
  Medium Carbon Steel
  - Свойства
    - Содержание углерода: от 0,30% до 0,60%
    - Свариваемость: от средней до низкой (подвержен упрочнению при сварке, 1060 также требует нагрева и снятия напряжений при сварке)
    - Прокаливаемость: от высокой до средней (поверхностное упрочнение)
    - Обрабатываемость: от высокой (1030) до средней или низкой (1060)
    - Обрабатываемость: от высокой до средней или низкой (1060 подвержен наклепу)
    - Износостойкость: средняя
    - Specific Strength (strength to weight ratio): High to Medium
  - Other Factors
    - Cost: Medium
  - Material Examples
    - 1030
    - 1040
    - 1045
    - 1060
  - Использование примеров
    - коленчатые валы
    - Крусы
    - Части с холодными головами
  High Carbon Steel
  - . Высокая
  - Обрабатываемость: Низкая (Подвержен наклепу)
  - Обрабатываемость: Низкая (Подвержен наклепу)
  - Износостойкость: Высокая
  - Удельная прочность (отношение прочности к весу): Высокая
- Other Factors
  - Cost: High
- Material Examples
  - 1080
  - 1095
- Use Examples
  - Music Wire
  - Springs
  - Cutting Tools
Alloy Steel
Alloy сталь была создана с целью дальнейшего улучшения свойств стали путем соединения железа и углерода с другими сплавами.
Аналогично углеродистой стали, хромомолибденовая легированная сталь AISI под номером 41xx имеет содержание углерода, равное .xx%. Например, 4140 имеет содержание углерода 0,40%.
Элементы сплавов
- Алюминий: помогает упространению случая через нитрирование
- Бисмут: улучшает механизм
- бор. Марганец: снижает хрупкость и удаляет избыток кислорода или повышает прокаливаемость
- Молибден: повышает ударную вязкость
- Никель: повышает ударную вязкость или коррозионную стойкость
- Кремний: улучшает прочностные или пружинящие свойства или магнитные свойства
- Сера: улучшает механическую обработку
- Титан: снижает мартенситную твердость хромистых сталей
- Вольфрам: повышает температуру плавления
- Ванадий: повышает прочность, сохраняет пластичность при высоких температурах и повышает ударную вязкость
Нержавеющая сталь
- Свойства и преимущества материала
  - Высокая коррозионная стойкость
  - Средняя прочность
  - Easily Sterilized
  - Low Out-gassing Rate (304 Stainless)
- Material Use Examples
  - Cookware
  - Surgical Equipment
  - Industrial Equipment
  - Storage Tanks
  - Vacuum Vessels (304 Stainless)
Хроммолибденовая сталь
- Свойства и преимущества материала
  - Высокая прочность
  - Умеренная свариваемость методом TIG (4130) или термической обработкой
  - Hardenable (4130 and greater)
- Material Use Examples
  - Structural Tubing
  - Bicycle Frames
  - Gas Bottles
  - Firearms
  - Flywheels
Tool Steel
- Material Properties & Benefits
  - Exceptional Hardenability
  - Исключительная износостойкость
  - Удержание режущей кромки при повышенных температурах
  - Очень низкая свариваемость
- Группы материалов
  - Утверждение воды
  - Холодная работа
  - , устойчивый к удару,
  - Высокоскоростной
  - Hot-Work
  - Специальная цель
- Материал.