В сталях, Даже следовые добавления хрома или никеля могут изменить кристаллические структуры. Они могут перенести трансформации с ферритового пирожного на мартенсит или баинит. Углерод является водителем твердости. Еще, Такие дополнительные элементы в сплавных сталях уточняют зерна, отклик, и коррозионная стойкость. В этой статье о сплавной стали против. углеродистая сталь, Мы рассмотрим, как эти композиционные изменения создают различия в механическом и металлургическом поведении.
Углеродистая сталь и ее типы
Углеродистая сталь - это железо с контролируемым количеством углерода. Его свойства изменяются с изменением содержания углерода. Это делает углеродную сталь многоцелевой в требовании инженерных средств.
- Низкоуглеродистая сталь: Такой тип содержит до 0.25% углерод. Его микроструктура в основном феррит с небольшими районами перлит. Это очень пластичный и сварливый. Вы можете увидеть это в автомобильных панелях кузова и структурных листах. Вот где важна высокая формируемость.
- Средняя углеродистая сталь: Содержание углерода есть 0.25-0.60%. Он может быть обработан на тепло для применения мартенсита или банита. Это подходит коленчатым валам, Покрашения, и детали машин с высокой загрузкой.
- Высокая углеродная сталь: Это есть вокруг 0.60-1.00% углерод. Когда утомили, он может достичь твердости и устойчивости к износу. Микроструктура может иметь мартенсит или закаленный мартенсит. Это выбор для резки инструментов, умирает, и высокие стрессы.
- Ультра-высокая углеродистая сталь: Такие оценки могут достичь 2.0% углерод. Они образуют жесткий мартенсит, но могут превратиться в хрупкий, если не мутный смягченный. Тепловая обработка держит микротрещин в страхе. Они используются для ножей, удары, и другие точные инструменты для высокой твердости.
Сплавная сталь и ее типы
Сплава сталь отличается от углеродистой стали с точки зрения выбранных легированных элементов. На атомном уровне, это вызывает специализированные микроструктуры. Это обеспечивает силу, стойкость, и коррозионная стойкость.
- Низкопластные стали: Они содержат 1% к 5% кр, МО, или в. Многие сосуды под давлением используют такие оценки для сопротивления ползучести при высоких температурах. Они могут испытывать утомительные и отпуск, чтобы уточнить структуру зерна и усталость.
- Высокопластные стали: Они превосходят 5% общее содержание сплава. Многие из таких классов используют выдающиеся уровни хрома, чтобы переносить химические или тепловые атаки. Примеры включают инструментальные стали с высоким хромием, которые сохраняют их твердость рядом 500° C..
- Нержавеющие стали: По меньшей мере 10.5% Хром в их пассивном устойчивом к окислении слое. Структура FCC Austenitic 304 Судебные криогенные применения. Ферритные и мартенситные варианты используют разные тепловые обработки для магнитных свойств и твердости.
- Инструментальные стали: Они используют вольфрам, хром, ванадий, и молибден для устойчивости к износу. Например, H13 переживает тепловой удар в плесень. Тепловая обработка образует твердые карбиды, которые удерживают удержание краев в абразивных условиях.
- Микрооопла: Они используют мелкие количества ниобиума, титан, или ванадий для уточнения зерна. Даже несколько сотен частей на миллион НБ могут повысить силу доходности. Такие стали пропускают тепловые обработки и используют контролируемый прокат и охлаждение для высокой вязкости.
- Мастерство стали: Они представляют собой стали на основе никеля с сверхнизким содержанием углерода. Старение производит интерметаллические осадки, которые увеличивают прочность. Мастерские стали пластичны и предпочтительны в аэрокосмических приложениях для ракетных моторных чехлов.
Сплава Сталь против. Углеродистая сталь: Ключевые различия
Композиция и легирующие элементы
Когда эксперты обсуждают сплав Сталь против. углеродистая сталь, Они сосредоточены на том, как дополнительные элементы влияют на производительность. Углеродистая сталь 2.0% углерод с ограниченным марганцем или кремнием. С другой стороны, Сплав -сталь может включать хром, никель, молибден, и ванадий в уникальных количествах. Небольшие дополнения таких элементов могут изменить баланс ферритовых переносных. Хром выше 5% может улучшить устойчивость к износу. Никель в 3-5% Диапазон повышает жесткость при низких температурах. Молибден в концентрациях 0.2-0.5% понижает ползучесть в высокотемпературных средах. Так, он определяет настоящую сущность сплавной стали против. углеродистая сталь.
Микроструктура и фазовые преобразования
В сплавной стали против. Обсуждения углеродистой стали, Профессионалы подчеркивают, как микроструктура каждого металла реагирует на тепловые циклы. Переходы из углеродистой стали между ферритом, жемчужный, болит, или мартенсит в соответствии с содержанием углерода и скоростью охлаждения. Со сплавными сталями, Хром или никель стабилизируют определенные фазы. Он может задержать или ускорить преобразования во время гашения. Карбиды могут образовываться в сталях с высоким хромием или высоким ванадием для равномерного распределения твердости. Обогащенные никелями стали могут сохранить стабильную аустенитную фазу при комнатной температуре, чтобы повлиять на окончательную вязкость. Тем временем, Небольшие дополнения бора могут изменить профили укрепления. Отныне, он отдает сплав Сталь против. Выбор углеродистой стали зависит от механических целей.
Тепловая обработка и механизмы укрепления
Тепловая обработка отличается при сравнении сплавной стали по сравнению с. углеродистая сталь. Углеродистая сталь использует простую нормализацию, гашение, или отпуск для борьбы с пермитом и мартенситом. Еще, Сплавные стали могут реагировать по -разному из -за взаимодействия между легированными элементами. Хром и молибден могут усилить устойчивость к смягчению во время отпуска для вторичного упрочнения пика. Ванадий и ниобий могут осадить мелкие карбиды во время отпуска для износа для износа. Обработка для контролируемой атмосферной печи является ключом к управлению углеродом в высокоплавных сталях. Тепловая обработка вакуума также может корректировать характеристики поверхности и декарбализации. Это показывает, почему сплав с легированной сталью против. Теплообразование из углеродной стали требует металлургической экспертизы.
Механические свойства в экстремальных условиях
Разница примечательна при оценке сплавной стали против. углеродистая сталь при захватывающих нагрузках, температура, или коррозия. Углеродные стали могут демонстрировать предсказуемую прочность при комнатной температуре. Все еще, Сплавные стали используются в компонентах турбин с высоким уровнем нагреть. Дополнения хрома и молибдена помогают противоречить ползучести при высоких температурах. Обогащенные никель стали могут сохранить выносливость, намного ниже нуля для криогенных резервуаров для хранения. Небольшой хром (выше 2%) может улучшить пассивационные слои в коррозионных настройках. 0.5-1% медь может защитить сталь в морских условиях. Он иллюстрирует, как конструкция сплавов превышает обычную углеродистую сталь, когда невозможно рисковать сбой.
Соображения сварки и изготовления
Сварные эксперты сравнивают сплавную сталь против. углеродистая сталь для понимания восприимчивости к треще. Более высокое содержание углерода в простых углеродных сталях может вызвать затвердевшие зоны возле сварного шва, если охлаждение слишком быстро. Слисты из сплава с более высокой утвердоспособностью могут столкнуться с водородом, вызванным растрескиванием, если не предварительно разогрета или после обедания. Легирование бора может потребовать сварочных расходных материалов, чтобы соответствовать силе и прочности. Процедуры сварки, обработанные температурой, помогают контролировать микроструктуру в сталях с высоким содержанием серы или фосфора. Выбор металла наполнителя помогает поддерживать желаемые механические свойства, когда требуются разнородные суставы. Помнить, Квалифицированные сварки оптимизируют сплавную сталь против. углеродные стали суставы.
Приложения и будущие направления
В реальном, выбор между сплавкой против. углеродная сталь рассчитывает на окружающую среду и механические требования. Суда давления, Кратчики, а аэрокосмические шестерни используют хром-моли или никелистовые стелы для их прочности и пластичности. Ось и конструкционные балки могут использовать затрат на углеродную сталь.. Все еще, Они используют мелкозернистую практику для выносливости. Микроя для будущих модернизаций с титаном или ниобием для стабильных осадков карбонитридов для усталости жизни. Методы металлургии порошковой металлургии развивают сплавную сталь против. углеродистая сталь с равномерным распределением легирующих элементов. Таким образом, Это подтверждает, что утонченные химические данные и теплообразные обработки расширят производительность стали.
Если у вас есть запросы относительно выбора между сплавкой VS. углеродистая сталь, связаться с нами.
