Części ze stali węglowej

Krótki opis:

Termin stal węglowa może być również używany w odniesieniu do stali, która nie jest stalą nierdzewną;w tym zastosowaniu stal węglowa może obejmować stale stopowe.Stal wysokowęglowa ma wiele różnych zastosowań, takich jak frezarki, narzędzia tnące (takie jak dłuta) i druty o wysokiej wytrzymałości.


Szczegóły produktu

Tagi produktów

Instrukcja części ze stali węglowej

Stal węglowa to stal o zawartości węgla od około 0,05 do 3,8% masy.Definicja stali węglowej z Amerykańskiego Instytutu Żelaza i Stali (AISI) stanowi:
1. nie określono ani nie wymaga się minimalnej zawartości chromu, kobaltu, molibdenu, niklu, niobu, tytanu, wolframu, wanadu, cyrkonu ani żadnego innego pierwiastka, który ma być dodany w celu uzyskania pożądanego efektu stopowego;
2. określone minimum dla miedzi nie przekracza 0,40 procent;
3. lub maksymalna zawartość określona dla któregokolwiek z następujących pierwiastków nie przekracza podanych wartości procentowych: mangan 1,65%;krzem 0,60 procent;miedź 0,60 proc.
Termin stal węglowa może być również używany w odniesieniu do stali, która nie jest stalą nierdzewną;w tym zastosowaniu stal węglowa może obejmować stale stopowe.Stal wysokowęglowa ma wiele różnych zastosowań, takich jak frezarki, narzędzia tnące (takie jak dłuta) i druty o wysokiej wytrzymałości.Zastosowania te wymagają znacznie drobniejszej mikrostruktury, co poprawia wytrzymałość.

Obróbka cieplna części ze stali węglowej

Wraz ze wzrostem zawartości procentowej węgla stal może stać się twardsza i mocniejsza poprzez obróbkę cieplną;jednak staje się mniej plastyczny.Niezależnie od obróbki cieplnej wyższa zawartość węgla zmniejsza spawalność.W stalach węglowych wyższa zawartość węgla obniża temperaturę topnienia.

Celem obróbki cieplnej stali węglowej jest zmiana właściwości mechanicznych stali, zwykle ciągliwości, twardości, granicy plastyczności lub udarności.Należy zauważyć, że przewodnictwo elektryczne i cieplne jest tylko nieznacznie zmienione.Jak w przypadku większości technik wzmacniania stali, moduł Younga (sprężystość) pozostaje niezmieniony.Wszystkie zabiegi plastyczności handlowej stali w celu zwiększenia wytrzymałości i odwrotnie.Żelazo ma wyższą rozpuszczalność węgla w fazie austenitu;dlatego wszystkie obróbki cieplne, z wyjątkiem sferoidyzacji i wyżarzania procesowego, rozpoczynają się od podgrzania stali do temperatury, w której może istnieć faza austenityczna.Stal jest następnie hartowana (odciąganie ciepła) w tempie umiarkowanym do niskiego, umożliwiając dyfuzję węgla z austenitu, tworząc węglik żelaza (cementyt) i pozostawiając ferryt, lub z dużą szybkością, zatrzymując węgiel w żelazie, tworząc w ten sposób martenzyt .Szybkość, z jaką stal jest chłodzona przez temperaturę eutektoidalną (około 727 °C), wpływa na szybkość, z jaką węgiel dyfunduje z austenitu i tworzy cementyt.Ogólnie rzecz biorąc, szybkie chłodzenie pozostawi drobno zdyspergowany węglik żelaza i wytworzy drobnoziarnisty perlit, a powolne chłodzenie da grubszy perlit.Chłodzenie stali podeutektoidalnej (poniżej 0,77% wag. C) daje w wyniku strukturę płytkowo-perlityczną warstw węglika żelaza z α-ferrytem (prawie czyste żelazo) pomiędzy nimi.Jeżeli jest to stal nadeutektoidalna (więcej niż 0,77% wag. C) to struktura jest w całości perlitem z małymi ziarnami (większymi niż lamelka perlitu) cementytu utworzonymi na granicach ziaren.Stal eutektoidalna (0,77% węgla) będzie miała strukturę perlitu w całym ziarnach bez cementytu na granicach.Względne ilości składników określa się za pomocą reguły dźwigni.Poniżej znajduje się lista możliwych rodzajów obróbki cieplnej.

Części ze stali węglowej a części ze stali stopowej

Stal stopowa to stal stopowa z różnymi pierwiastkami w łącznych ilościach od 1,0% do 50% wagowo w celu poprawy jej właściwości mechanicznych.Stale stopowe dzielą się na dwie grupy: stale niskostopowe i stale wysokostopowe.Różnica między nimi jest kwestionowana.Smith i Hashemi określają różnicę na 4,0%, podczas gdy Degarmo i wsp. definiują ją na 8,0%.Najczęściej określenie „stal stopowa” odnosi się do stali niskostopowych.

Ściśle mówiąc, każda stal jest stopem, ale nie wszystkie stale nazywane są „stalami stopowymi”.Najprostsze stale to żelazo (Fe) stopowe z węglem (C) (około 0,1% do 1%, w zależności od rodzaju).Jednak termin „stal stopowa” jest standardowym terminem odnoszącym się do stali z innymi pierwiastkami stopowymi dodanymi celowo oprócz węgla.Typowe stopy stopowe to mangan (najczęściej spotykany), nikiel, chrom, molibden, wanad, krzem i bor.Do mniej powszechnych stopów należą aluminium, kobalt, miedź, cer, niob, tytan, wolfram, cyna, cynk, ołów i cyrkon.

Poniżej przedstawiono szereg ulepszonych właściwości stali stopowych (w porównaniu ze stalami węglowymi): wytrzymałość, twardość, wiązkość, odporność na zużycie, odporność na korozję, hartowność i twardość na gorąco.Aby osiągnąć niektóre z tych ulepszonych właściwości, metal może wymagać obróbki cieplnej.

Niektóre z nich znajdują zastosowanie w egzotycznych i bardzo wymagających zastosowaniach, takich jak łopatki turbin silników odrzutowych oraz reaktory jądrowe.Ze względu na ferromagnetyczne właściwości żelaza, niektóre stopy stali znajdują ważne zastosowania, w których ich reakcje na magnetyzm są bardzo ważne, w tym w silnikach elektrycznych i transformatorach.

Obróbka cieplna części ze stali węglowej

Sferoidyzacja
Sferoidyt tworzy się, gdy stal węglowa jest podgrzewana do około 700°C przez ponad 30 godzin.Sferoidyt może tworzyć się w niższych temperaturach, ale potrzebny czas drastycznie się wydłuża, ponieważ jest to proces kontrolowany przez dyfuzję.Rezultatem jest struktura pręcików lub kulek cementytu w strukturze pierwotnej (ferryt lub perlit, w zależności od tego, po której stronie eutektoid się znajdujesz).Celem jest zmiękczenie stali o wyższej zawartości węgla i umożliwienie większej odkształcalności.To najdelikatniejsza i najbardziej ciągliwa forma stali.

Pełne wyżarzanie
Stal węglowa jest podgrzewana do około 40 °C powyżej Ac3 lub Acm przez 1 godzinę;zapewnia to, że cały ferryt przekształca się w austenit (chociaż cementyt może nadal istnieć, jeśli zawartość węgla jest większa niż eutektoid).Stal musi być następnie chłodzona powoli, w zakresie 20°C (36°F) na godzinę.Zwykle jest to po prostu schładzanie pieca, w którym piec jest wyłączany ze stalą nadal w środku.Powoduje to gruboziarnistą strukturę perlityczną, co oznacza, że ​​„pasma” perlitu są grube.Całkowicie wyżarzona stal jest miękka i ciągliwa, bez wewnętrznych naprężeń, które są często niezbędne do opłacalnego formowania.Tylko stal sferoidalna jest bardziej miękka i ciągliwa.

Wyżarzanie procesowe
Proces stosowany do zmniejszania naprężeń w obrabianej na zimno stali węglowej o temperaturze poniżej 0,3% C. Stal jest zwykle podgrzewana do 550–650 °C przez 1 godzinę, ale czasami temperatura sięga nawet 700 °C.Obraz po prawej [wymagane wyjaśnienie] pokazuje obszar, w którym następuje wyżarzanie procesowe.

Wyżarzanie izotermiczne
Jest to proces, w którym stal podeutektoidalna jest nagrzewana powyżej górnej temperatury krytycznej.Temperatura ta jest utrzymywana przez pewien czas, a następnie obniżana poniżej niższej temperatury krytycznej i ponownie utrzymywana.Następnie jest schładzany do temperatury pokojowej.Ta metoda eliminuje jakikolwiek gradient temperatury.

Normalizacja
Stal węglowa jest podgrzewana do około 55 °C powyżej Ac3 lub Acm przez 1 godzinę;zapewnia to całkowitą przemianę stali w austenit.Stal jest następnie chłodzona powietrzem, co daje szybkość chłodzenia około 38 °C (100 °F) na minutę.Daje to drobną strukturę perlityczną i bardziej jednolitą strukturę.Stal normalizowana ma wyższą wytrzymałość niż stal wyżarzona;ma stosunkowo dużą wytrzymałość i twardość.

hartowanie
Stal węglowa o zawartości co najmniej 0,4% wag. C jest podgrzewana do temperatur normalizacyjnych, a następnie szybko schładzana (hartowana) w wodzie, solance lub oleju do temperatury krytycznej.Temperatura krytyczna zależy od zawartości węgla, ale z reguły jest niższa wraz ze wzrostem zawartości węgla.Powoduje to strukturę martenzytyczną;forma stali, która ma przesyconą zawartość węgla w zdeformowanej strukturze krystalicznej sześciennej (BCC), właściwie nazywanej tetragonalną skoncentrowaną na ciele (BCT), z dużymi naprężeniami wewnętrznymi.W ten sposób hartowana stal jest niezwykle twarda, ale krucha, zwykle zbyt krucha do celów praktycznych.Te wewnętrzne naprężenia mogą powodować pęknięcia naprężeniowe na powierzchni.Hartowana stal jest około trzy razy twardsza (cztery z większą ilością węgla) niż stal normalizowana.

Martempering (hartowanie)
Martempering nie jest w rzeczywistości procedurą temperowania, stąd termin marquenching.Jest to forma izotermicznej obróbki cieplnej stosowanej po wstępnym hartowaniu, zwykle w kąpieli stopionej soli, w temperaturze tuż powyżej „temperatury startu martenzytu”.W tej temperaturze naprężenia szczątkowe w materiale są rozładowywane i może powstać trochę bainitu z austenitu szczątkowego, który nie miał czasu przekształcić się w cokolwiek innego.W przemyśle jest to proces używany do kontrolowania ciągliwości i twardości materiału.Przy dłuższym hartowaniu ciągliwość wzrasta przy minimalnej utracie wytrzymałości;stal jest utrzymywana w tym roztworze aż do wyrównania się temperatury wewnętrznej i zewnętrznej części.Następnie stal jest chłodzona z umiarkowaną prędkością, aby gradient temperatury był minimalny.Proces ten nie tylko zmniejsza naprężenia wewnętrzne i pęknięcia naprężeniowe, ale także zwiększa odporność na uderzenia.

Ruszenie
Jest to najczęściej spotykana obróbka cieplna, ponieważ końcowe właściwości można precyzyjnie określić na podstawie temperatury i czasu odpuszczania.Odpuszczanie polega na ponownym podgrzaniu hartowanej stali do temperatury poniżej temperatury eutektoidalnej, a następnie schłodzeniu.Podwyższona temperatura pozwala na tworzenie się bardzo małych ilości sferoidytu, który przywraca ciągliwość, ale zmniejsza twardość.Rzeczywiste temperatury i czasy są starannie dobierane dla każdej kompozycji.

hartowanie
Proces odpuszczania wstępnego jest taki sam jak odpuszczania stopionego, z wyjątkiem tego, że hartowanie jest przerywane, a stal jest przetrzymywana w kąpieli stopionej soli w temperaturach między 205°C a 540°C, a następnie chłodzona z umiarkowaną szybkością.Powstała stal, zwana bainitem, wytwarza igiełkowatą mikrostrukturę stali, która ma dużą wytrzymałość (ale mniejszą niż martenzyt), większą ciągliwość, wyższą odporność na uderzenia i mniej odkształceń niż stal martenzytyczna.Wadą hartowania jest to, że można go stosować tylko na kilku stalach i wymaga specjalnej kąpieli solnej.

Carbon steel cnc turning bush for shaft1

Stal węglowa cnc
tuleja obrotowa do wału

Carbon steel casting1

Stal węglowa cnc
obróbka anodowania na czarno

Bush parts with blackening treatment

Części krzewów z
zabieg czernienia

Carbon steel turning parts with hexgon bar

Toczenie stali węglowej
części z prętem sześciokątnym

Carbon steel DIN gearing parts

Stal węglowa
Części przekładni DIN

Carbon steel forging machining parts

Stal węglowa
kucie części do obróbki

Carbon steel cnc turning parts with phosphating

Stal węglowa cnc
toczenie części z fosforanowaniem

Bush parts with blackening treatment

Części krzewów z
zabieg czernienia


  • Poprzedni:
  • Następny:

  • Napisz tutaj swoją wiadomość i wyślij ją do nas