Углеродистая сталь в металлообработке: марки, свойства, сферы применения
При работе с металлами применяются различные сплавы и материалы. Одним из самых популярных является углеродистая сталь. Ее главным отличием является высокое содержание углерода (до 2%), который соединяется с железом и наделяет его определенными физическими и химическими свойствами.
Марки
- Низкоуглеродистая (до 0,25%) — обладает хорошей пластичностью и свариваемостью, используется в изготовлении деталей, не сталкивающихся с серьезными нагрузками – металлоконструкций, трубопроводов, мелких элементов.
- Среднеуглеродистая (0,25%-0,60%) — имеет промежуточные характеристики, сочетает в себе хорошую прочность и пластичность. Чаще всего из нее изготавливают детали, подверженные динамическим нагрузкам: как валы, оси и т.д.
- Высокоуглеродистая (от 0,6% до 2%) — отличается исключительной твердостью и износостойкостью, но при этом имеет низкую пластичность. Применяется для производства инструментов, таких как сверла, ножи, а также в производстве пружин.
Марка материала обозначается с помощью букв «Ст» и номера, указывающего количество углерода. Увеличение номера означает повышение количества углерода и временного сопротивления. Степень раскисления обозначается буквами после цифр:
- кп – кипящая;
- пс – полуспокойная;
- сп – спокойная.
В международной практике также используется система маркировки AISI (American Iron and Steel Institute), где углеродистые стали часто обозначаются числом, например, 1018 (примерно 0,18%).
Этот металл обладает рядом свойств, которые делают его универсальным материалом для металлообработки.
- Прочность – углерод увеличивает прочностные характеристики металла. Чем выше его содержание, тем выше твердость и прочностные характеристики. Это полезно при производстве деталей, которые должны выдерживать значительные нагрузки.
- Износостойкость – высокоуглеродистые стали имеют отличные показатели износостойкости, благодаря чему могут использоваться в конструкциях, подверженных интенсивному трению.
- Свариваемость – низкоуглеродистые марки свариваются без особых трудностей, в то время как высокоуглеродистые требуют особых условий и предварительной подготовки.
- Теплопроводность – материал обладает хорошей теплопроводностью, что позволяет использовать его при изготовлении оборудования, работающего в экстремальных температурных условиях.
Сферы применения
- Строительство – широко используется в строительстве для создания временных и постоянных структур: балок, колонн и каркасных элементов зданий и т.д.
- Машиностроение – изготовление различных деталей, включая валы, шестерни, рамки и прочие компоненты, подверженные механическим нагрузкам.
- Инструментальное производство – выпуск различных инструментов: ножей, сверл, резцов и других, которые должны быть твердыми и износостойкими.
- Автомобилестроение – производство кузовов автомобилей, а также для создания различных механизмов и узлов.
- Электротехника – используется для производства электро- и теплонагревательных устройств.
- Климатическая техника – используется для различных элементов в системах отопления, вентиляции и кондиционирования.
Углеродистые стали представляют собой уникальную группу материалов, получивших широкое распространение в различных сферах металлообработки. Каждая марка имеет свои особенности и предпочтительные области применения, что позволяет инженерам и конструкторам подбирать наиболее подходящие решения для различных задач. Использование этого металла в сочетании с современными процессами обработки и термической модификации открывает новые возможности для разработки качественных и надежных изделий.
