Сталь - это сплав железа, что означает, что она в основном состоит из железа, а затем смешивается с одним или несколькими легирующими металлами, чтобы создать новый вид элемента с отличительными характеристиками. Если вас интересуют типы металлов, вы можете прочитать статью "Двадцать различных типов металлов", которая содержит простое объяснение медалей и картинки. Однако сегодня мы хотим изучить четыре вида стали, которые часто встречаются в продаже.
Четыре различных типа сталей
Сталь подразделяется на четыре основные категории, хотя многие подгруппы выполняют различные функции. Ее характеристики зависят от элементов, добавленных к железу, и методов нагрева и охлаждения металла. Углеродистые стали, легированные стали, нержавеющие стали и инструментальные стали - это четыре основных типа сталей.
Углеродистая сталь
Эти стали представляют собой особый вид стали, который, как следует из названия, содержит больше углерода, чем другие виды стали.
Большинство сталей имеют низкое содержание углерода - от 0,05% до 0,3%. Углеродистая сталь, с другой стороны, имеет содержание углерода до 2,5%. Углерод в 2,5% может показаться незначительным, однако он дает множество привлекательных преимуществ, которые не встречаются в других материалах.
Углеродистая сталь имеет три распространенных типа. Количество углерода в составе стали определяет, как классифицируются эти виды.
- Низкоуглеродистая сталь: Низкоуглеродистая сталь обычно имеет содержание углерода от 0,04% до 0,30%. Эта сталь является одним из наиболее распространенных видов углеродистой стали. Она включает в себя широкий спектр форм, от плоские листы на структурные балки. Другие компоненты добавляются или увеличиваются в зависимости от требуемых характеристик.
- Среднеуглеродистая сталь: Уровень углерода в этой разновидности колеблется от 0,31% до 0,60%, а концентрация марганца - от 0,06% до 1,65%. Среднеуглеродистая сталь труднее поддается формовке, сварке и резке, чем низкоуглеродистая. Для закалки и отпуска среднеуглеродистых сталей производители часто используют метод термообработки.
- Высокоуглеродистая сталь: Эту сталь часто называют углеродистой инструментальной сталью. Содержание углерода в ней обычно колеблется от 0,61% до 1,50%. Высокоуглеродистую сталь трудно резать, гнуть и сваривать. После термической обработки она становится очень твердой и хрупкой.
Приложения
Из низкоуглеродистой стали изготавливают корабли, проволоку, кузова автомобилей и предметы домашнего обихода. Поскольку термическая обработка не может ее изменить, в производстве она широко используется для изготовления изделий и обшивки. Кованое железо - углеродистая сталь с наименьшим содержанием углерода, используемая для изготовления заборов, ворот и перил. Эти стали долговечны, но не хрупки.
Среднеуглеродистая сталь значительно проще в обработке, а добавление незначительного количества кремния и марганца повышает ее качество. Она также известна как низкоуглеродистая сталь и широко используется в конструкциях зданий и мостов, осей, шестерен, валов, железных дорог, трубопроводов и муфт, автомобилей, холодильников и стиральных машин.
С другой стороны, высокоуглеродистая сталь обеспечивает более высокую прочность на разрыв. Из нее производят режущие инструменты, лезвия, пуансоны, штампы, пружины и высокопрочную проволоку.
Легированная сталь
В состав легированной стали входят молибден, марганец, никель, хром, ванадий, кремний и бор. Эти легирующие элементы повышают прочность, твердость, износостойкость и вязкость металла.
Доля легирующих элементов может составлять от 1 до 50%. Однако легированные стали обычно бывают двух типов: низколегированные и высоколегированные. Кроме этих двух типов, к другим стандартным легированным сталям относятся высокопрочная низколегированная сталь (HSLA) и мартенситно-стареющая сталь.
- Низколегированная сталь: Соответствующая низколегированная сталь сочетает в себе хромомолибденовую серию с добавлением ванадия, ниобия, титана и других элементов. Они часто обеспечивают свойства стали, устойчивой к ползучести.
- Высоколегированная сталь: Высоколегированная сталь - это сплав железа с содержанием хрома 10,5%. Сочетание сплавов в высоколегированной стали также превышает 10%. Скрытый слой - это тонкий слой оксида, который хром наносит на поверхность стали. Они несколько дороже низколегированной стали.
- Высокопрочная низколегированная сталь (HSLA): HSLA (высокопрочная низколегированная сталь), также известная как микролегированная сталь. Высокопрочная низколегированная сталь (HSLA) - это разновидность стали, которая обладает лучшими механическими характеристиками и более высокой устойчивостью к атмосферной коррозии, чем обычная углеродистая сталь.
- Маркировочная сталь: В низкоуглеродистых мартенситных сталях для упрочнения осаждением используются легирующие элементы замещения. Ученые открыли множество видов стали, которые могут приобретать высокую прочность при низком содержании углерода; мартенситная нержавеющая сталь с осадковой закалкой - одна из них.
Приложения
Трубы, особенно энергетические, чаще всего изготавливаются из легированной стали. Из нее также изготавливают нагревательные элементы для тостеров, столовые приборы, кастрюли и сковородки, коррозионностойкие контейнеры и т. д.
Нержавеющая сталь
Эта сталь относится к категории черных сплавов с содержанием хрома не менее 11%, который противостоит коррозии и обеспечивает жаропрочность. Углерод, азот, алюминий, кремний, сера, титан, никель, медь, селен, ниобий и молибден - все эти компоненты в различных формах присутствуют в нержавеющей стали.
В дополнение к этим экологическим преимуществам нержавеющая сталь обладает эстетической привлекательностью, чрезвычайно гигиенична, проста в уходе, очень долговечна и выполняет различные функции. В результате нержавеющая сталь может использоваться в широком спектре повседневных товаров. Транспорт, строительство, научные исследования, медицина, пищевая промышленность и логистика - вот лишь немногие отрасли, в которых она оказывает значительное влияние.
- Аустенитная нержавеющая сталь: Этот вид нержавеющей стали имеет две отличительные особенности. Начнем с того, что аустенитная нержавеющая сталь содержит значительное количество хрома. Этот материал повышает коррозионную стойкость. Во-вторых, такие изделия, как правило, немагнитны, но в результате холодной формовки они могут стать магнитными. Ниже перечислены наиболее распространенные сплавы нержавеющей стали.
- Ферритная нержавеющая сталь: Этот тип нержавеющей стали является вторым по распространенности сплавом и магнитным. Материалы из этого сплава поддаются холодной штамповке и дешевле, чем другие виды, благодаря меньшему содержанию никеля.
- Мартенситная нержавеющая сталь: Этот вид сплава нержавеющей стали встречается реже всего. Мартенситная нержавеющая сталь часто используется в тех случаях, когда требуется высокая прочность на разрыв или высокая ударопрочность. Для повышения коррозионной стойкости этот материал часто соединяют с защитным полимерным покрытием.
Приложение
Производитель часто использует нержавеющую сталь в тех случаях, когда требуются ее уникальные характеристики и коррозионная стойкость. Из этого сплава изготавливают рулоны, листы, плиты, прутки, проволоку и трубы. Обычно он используется для следующих целей.
Кроме того, нержавеющая сталь широко используется в автомобилях и транспорте, медицинских учреждениях, строительных конструкциях, авиастроении, пищевой промышленности и общественном питании и т.д.
Инструментальная сталь
Различные углеродистые и легированные стали, которые люди часто используют для изготовления инструментов, называются инструментальной сталью. Сталь, используемая в потребительских товарах, значительно отличается, и производство имеет меньший масштаб. Контроль качества гарантирует, что определенная марка инструментальной стали сможет выполнить конкретную задачу, например, обработку или перфорацию.
Виды инструментальной стали
- Закаленная водой инструментальная сталь: Это основные углеродистые инструментальные стали с содержанием углерода от 0,60 до 1,40%. В результате эти инструментальные стали являются самыми дешевыми. Внутренняя прокаливаемость этих сталей низкая. В воде участки толщиной менее 8 мм подвергаются сквозной закалке.
- Ударопрочная инструментальная сталь: Эти инструментальные стали славятся своей исключительной вязкостью и способностью выдерживать многократные удары. В результате содержание углерода в этих сталях низкое - от 0,45% до 0,60%, хотя они обладают значительной износостойкостью. В качестве основных легирующих элементов используются кремний, хром и вольфрам.
- Сталь для пресс-форм: Что касается названия, то формовочная сталь известна для создания форм для пластмасс. Сталь должна выдерживать экстремальное давление, а также абразивное воздействие формовочных порошков. Поэтому поверхности форм должны быть твердыми, чтобы противостоять абразивному воздействию. Сердечники форм должны быть прочными, чтобы противостоять нагрузкам во время цикла сжатия. С другой стороны, поверхность форм должна иметь высокую степень отделки, чтобы придать превосходную поверхность формованным изделиям.
- Инструментальные стали для холодной обработки: Это самая значительная группа инструментальных сталей. Основная масса инструментальных применений приходится на эту категорию, и, как следствие, она производит наибольший тоннаж. Как следует из названия, из этих сталей изготавливают инструменты для холодной обработки при температуре не выше 200°C.
- Инструментальные стали для горячей обработки: Эти инструментальные стали в первую очередь подходят для высокотемпературных операций обработки металлов давлением (кроме резки), таких как горячая штамповка, прошивка, горячая ковка, горячее волочение, горячее выдавливание, высадка, развальцовка, литьевые штампы для алюминиевых и медных сплавов, штампы для горячего прессования медных сплавов и т.д., где рабочая температура находится в диапазоне от 200°C до 800°C.
Приложения
Формовка, штамповка, резка и стрижка пластмасс и металлов, экструзия пластиковых профилей, таких как виниловые оконные рамы и трубы, штамповка компьютерных деталей из металлических листов, продольная резка стальных рулонов на полосы и штампы для прессования порошкового металла в формы, такие как зубчатые колеса, - все эти виды инструментальных сталей широко используются.
Резюме
Сталь - это вид металла, представляющий собой смесь железа и других материалов. Большинство фирм ищут сталь для своего конкретного рынка. В этом случае один вид стали не отвечает требованиям продукта.
В результате структуры состава и технологий производства в нашу промышленную среду попадают различные виды стали. Эти четыре вида стали, с другой стороны, распространены во всех промышленных отраслях.
Для лучшего понимания мы указали все подкатегории каждого вида. Мы надеемся, что эта информация поможет вам в вашем исследовании. Эта статья поможет вам прояснить, что вы ищете в своем следующем проекте.