Детали из углеродистой стали

Краткое описание:

Термин углеродистая сталь может также использоваться в отношении стали, не являющейся нержавеющей сталью;в этом случае углеродистая сталь может включать легированные стали.Высокоуглеродистая сталь находит множество различных применений, таких как фрезерные станки, режущие инструменты (например, долота) и высокопрочная проволока.


Информация о продукте

Теги продукта

Введение деталей из углеродистой стали

Углеродистая сталь - это сталь с содержанием углерода от 0,05 до 3,8% по весу.Определение углеродистой стали Американского института чугуна и стали (AISI) гласит:
1. не указано и не требуется минимальное содержание хрома, кобальта, молибдена, никеля, ниобия, титана, вольфрама, ванадия, циркония или любого другого элемента, добавляемого для получения желаемого эффекта легирования;
2. указанный минимум для меди не превышает 0,40%;
3. или максимальное содержание, указанное для любого из следующих элементов, не превышает указанных процентов: марганец 1,65 процента;кремний 0,60 процента;медь 0,60 процента.
Термин углеродистая сталь может также использоваться в отношении стали, не являющейся нержавеющей сталью;в этом случае углеродистая сталь может включать легированные стали.Высокоуглеродистая сталь находит множество различных применений, таких как фрезерные станки, режущие инструменты (например, долота) и высокопрочная проволока.Эти области применения требуют более мелкой микроструктуры, что улучшает ударную вязкость.

Термическая обработка деталей из углеродистой стали

По мере увеличения процентного содержания углерода сталь может становиться тверже и прочнее в результате термической обработки;однако он становится менее пластичным.Независимо от термической обработки более высокое содержание углерода снижает свариваемость.В углеродистых сталях более высокое содержание углерода снижает температуру плавления.

Целью термической обработки углеродистой стали является изменение механических свойств стали, обычно пластичности, твердости, предела текучести или ударопрочности.Обратите внимание, что электрическая и теплопроводность изменяются незначительно.Как и в случае с большинством методов упрочнения стали, модуль Юнга (эластичность) не изменяется.Все виды обработки стали меняют пластичность для повышения прочности и наоборот.Железо имеет более высокую растворимость углерода в аустенитной фазе;поэтому все термические обработки, кроме сфероидизации и технологического отжига, начинаются с нагрева стали до температуры, при которой может существовать аустенитная фаза.Затем сталь закаливают (отвод тепла) со средней или низкой скоростью, позволяя углероду диффундировать из аустенита, образуя карбид железа (цементит) и оставляя феррит, или с высокой скоростью, захватывая углерод в железе, образуя мартенсит. .Скорость, с которой сталь охлаждается до температуры эвтектоида (около 727 ° C), влияет на скорость, с которой углерод диффундирует из аустенита и образует цементит.Вообще говоря, быстрое охлаждение оставляет карбид железа тонкодисперсным и дает мелкозернистый перлит, а медленное охлаждение дает более крупнозернистый перлит.Охлаждение доэвтектоидной стали (менее 0,77 мас.% C) приводит к ламеллярно-перлитной структуре слоев карбида железа с α-ферритом (почти чистое железо) между ними.Если это заэвтектоидная сталь (более 0,77 мас.% C), то структура представляет собой сплошной перлит с небольшими зернами (больше, чем перлитная пластинка) цементита, образованными на границах зерен.Эвтектоидная сталь (0,77% углерода) будет иметь перлитную структуру по всем зернам без цементита на границах.Относительные количества компонентов находятся с помощью правила рычага.Ниже приводится список возможных видов термообработки.

Детали из углеродистой стали по сравнению с деталями из легированной стали

Легированная сталь - это сталь, которая легирована различными элементами в общем количестве от 1,0% до 50% по весу для улучшения ее механических свойств.Легированные стали делятся на две группы: низколегированные и высоколегированные.Разница между ними оспаривается.Смит и Хашеми определяют разницу в 4,0%, а Дегармо и др. - в 8,0%.Чаще всего термин «легированная сталь» относится к низколегированным сталям.

Строго говоря, каждая сталь представляет собой сплав, но не все стали называют легированными.Самые простые стали - это железо (Fe), легированное углеродом (C) (от 0,1% до 1%, в зависимости от типа).Однако термин «легированная сталь» является стандартным термином, относящимся к сталям с другими легирующими элементами, намеренно добавленными в дополнение к углероду.Обычные легирующие добавки включают марганец (самый распространенный), никель, хром, молибден, ванадий, кремний и бор.Менее распространенные легирующие добавки включают алюминий, кобальт, медь, церий, ниобий, титан, вольфрам, олово, цинк, свинец и цирконий.

Ниже приводится ряд улучшенных свойств легированных сталей (по сравнению с углеродистыми сталями): прочность, твердость, ударная вязкость, износостойкость, коррозионная стойкость, прокаливаемость и жаропрочность.Для достижения некоторых из этих улучшенных свойств металл может потребовать термической обработки.

Некоторые из них находят применение в экзотических и сложных приложениях, таких как лопатки турбин реактивных двигателей и ядерные реакторы.Из-за ферромагнитных свойств железа некоторые стальные сплавы находят важные применения, где их реакция на магнетизм очень важна, в том числе в электродвигателях и трансформаторах.

Термическая обработка деталей из углеродистой стали

Сфероидизирующий
Сфероидит образуется, когда углеродистая сталь нагревается примерно до 700 ° C в течение более 30 часов.Сфероидит может образовываться при более низких температурах, но необходимое время резко увеличивается, так как это процесс, контролируемый диффузией.В результате получается структура из стержней или сфер цементита внутри первичной структуры (феррита или перлита, в зависимости от того, на какой стороне эвтектоида вы находитесь).Цель состоит в том, чтобы смягчить стали с более высоким содержанием углерода и улучшить формуемость.Это самая мягкая и пластичная сталь.

Полный отжиг
Углеродистая сталь нагревается примерно до 40 ° C выше Ac3 или Acm в течение 1 часа;это гарантирует, что весь феррит превращается в аустенит (хотя цементит все еще может существовать, если содержание углерода больше, чем в эвтектоиде).Затем сталь необходимо охладить медленно, примерно до 20 ° C (36 ° F) в час.Обычно это просто охлаждение печи, когда печь выключают со сталью внутри.Это приводит к крупнозернистой перлитной структуре, что означает большую толщину «полос» перлита.Полностью отожженная сталь мягкая и пластичная, без внутренних напряжений, что часто необходимо для рентабельной формовки.Только сфероидизированная сталь мягче и пластичнее.

Процесс отжига
Процесс, используемый для снятия напряжений в холоднодеформированной углеродистой стали с содержанием менее 0,3% C. Сталь обычно нагревается до 550–650 ° C в течение 1 часа, но иногда до температуры до 700 ° C.Изображение справа [требуется пояснение] показывает область, где происходит технологический отжиг.

Изотермический отжиг
Это процесс, при котором доэвтектоидная сталь нагревается выше верхней критической температуры.Эта температура поддерживается в течение некоторого времени, а затем снижается до уровня ниже нижней критической температуры и снова поддерживается.Затем его охлаждают до комнатной температуры.Этот метод исключает любой температурный градиент.

Нормализация
Углеродистая сталь нагревается примерно до 55 ° C выше Ac3 или Acm в течение 1 часа;это обеспечивает полное превращение стали в аустенит.Затем сталь охлаждают на воздухе со скоростью примерно 38 ° C (100 ° F) в минуту.В результате получается тонкая перлитная структура и более однородная структура.Нормализованная сталь имеет более высокую прочность, чем отожженная сталь;он обладает относительно высокой прочностью и твердостью.

Тушение
Углеродистую сталь с содержанием углерода не менее 0,4 мас.% Нагревают до нормальных температур, а затем быстро охлаждают (закаливают) в воде, рассоле или масле до критической температуры.Критическая температура зависит от содержания углерода, но, как правило, ниже по мере увеличения содержания углерода.Это приводит к мартенситной структуре;форма стали, которая обладает сверхнасыщенным содержанием углерода в деформированной объемно-центрированной кубической (ОЦК) кристаллической структуре, правильно называемой объемно-центрированной тетрагональной (BCT), с большим внутренним напряжением.Таким образом, закаленная сталь чрезвычайно твердая, но хрупкая, обычно слишком хрупкая для практических целей.Эти внутренние напряжения могут вызвать появление трещин на поверхности.Закаленная сталь примерно в три раза тверже (в четыре раза больше углерода), чем нормализованная сталь.

Martempering (закалка)
Закалка на самом деле не является процедурой закалки, отсюда и термин закалка.Это форма изотермической термообработки, применяемая после начальной закалки, обычно в ванне с расплавленной солью, при температуре чуть выше «начальной температуры мартенсита».При этой температуре остаточные напряжения в материале снимаются, и некоторое количество бейнита может образоваться из остаточного аустенита, который не успел превратиться во что-либо еще.В промышленности это процесс, используемый для контроля пластичности и твердости материала.При более длительной закалке пластичность увеличивается с минимальной потерей прочности;сталь выдерживают в этом растворе до тех пор, пока внутренняя и внешняя температуры детали не сравняются.Затем сталь охлаждают с умеренной скоростью, чтобы температурный градиент оставался минимальным.Этот процесс не только снижает внутренние напряжения и трещины под напряжением, но также увеличивает ударопрочность.

Темперирование
Это наиболее часто встречающаяся термическая обработка, поскольку конечные свойства могут быть точно определены температурой и временем отпуска.Закалка включает повторный нагрев закаленной стали до температуры ниже температуры эвтектоида с последующим охлаждением.Повышенная температура позволяет образовывать очень небольшое количество сфероидита, который восстанавливает пластичность, но снижает твердость.Фактическая температура и время тщательно выбираются для каждого состава.

Аустемперирование
Процесс закалки такой же, как и закалка, за исключением того, что закалка прерывается и сталь выдерживается в ванне с расплавом соли при температуре от 205 ° C до 540 ° C, а затем охлаждается с умеренной скоростью.Получающаяся в результате сталь, называемая бейнитом, создает игольчатую микроструктуру в стали, которая имеет большую прочность (но меньшую, чем у мартенсита), большую пластичность, более высокую ударопрочность и меньшую деформацию, чем мартенситная сталь.Недостатком аустемпинга является то, что его можно использовать только для нескольких сталей, и для этого требуется специальная соляная ванна.

Carbon steel cnc turning bush for shaft1

Углеродистая сталь с чпу
втулка поворотная для вала

Carbon steel casting1

Углеродистая сталь с чпу
обработка черного анодирования

Bush parts with blackening treatment

Детали втулки с
почернение

Carbon steel turning parts with hexgon bar

Токарная обработка углеродистой стали
детали с шестигранником

Carbon steel DIN gearing parts

Углеродистая сталь
Детали зубчатой ​​передачи DIN

Carbon steel forging machining parts

Углеродистая сталь
ковка для обработки деталей

Carbon steel cnc turning parts with phosphating

Углеродистая сталь с чпу
токарные детали с фосфатированием

Bush parts with blackening treatment

Детали втулки с
почернение


  • Предыдущий:
  • Следующий:

  • Напишите здесь свое сообщение и отправьте его нам