Угљенични челик вс нерђајући челик

Угљенични челик вс нерђајући челик

Разумевање угљенични челик вс нерђајући челик Различење је пресудно за инжењере, дизајнери, произвођачи, фабрикатори, и чак и разликовати потрошаче.

Док обоје потичу од гвожђа и угљеника, њихове композиције, својства, Карактеристике перформанси, и идеалне апликације се значајно разликују.

Одабир праве врсте челика директно утиче на дуготрајност производа, снагу, трошак, изглед, и погодност за његово предвиђено окружење.

Овај свеобухватни водич заблуђује дубоко у свет угљеничног челика и нехрђајућег челика.

Истражићемо њихове основне дефиниције, сецирати њихове композиције, Анализирајте своје кључне својства, упоредите њихову перформансе главом на главу, Расправите о заједничким оценама и апликацијама, и пружити практичне смернице о одабиру одговарајућег материјала.

Наш циљ је да вас опремимо темељним и ауторитативним разумевањем, Омогућавање информисаних одлука приликом навигације критичког избора између угљенични челик и нехрђајући челик.

Шта је угљен челик? Легура радног коња

У срцу, угљенични челик је легура првенствено састављена од гвожђа (Фе) и угљеник (Ц).

Док би други елементи могли бити присутни у количини у траговима (Остаци из процеса челика), Карактеристика дефинисања је да њихов максимални одређени садржај не прелази одређене прагове: манган (1.65%), силицијум (0.60%), и бакар (0.60%).

Пресудно, Царбон Цхеел недостаје значајан додатак хрома који дефинише нерђајући челик.

Улога угљеника

Царбон је главни елемент очвршћивања у челику.

Варирајући садржај угљеника, Произвођачи могу манипулирати основним својствима челика:

• Повећани угљеник: Углавном доводи до веће тврдоће, затезна чврстоћа, и отпорност на хабање после Одговарајуће топлотне обраде.
• Смањени угљеник: Обично резултира већом дуктизношћу (способност деформисања без прелома), жилавост (Способност да апсорбује енергију пре прелома), и заварљивост.

Класификација карбонског челика

Царбон Цлиелови су широко категорисани на основу њиховог садржаја угљеника, што диктира своје основне карактеристике:

1. Нискоугљенични челик (Милд Стеел):
   • Садржај угљеника: Типично 0.05% да 0.25%.
   • Својства: Релативно мекан, високо дуктилан, тежак, лако израде, Одлична заваривост, и релативно јефтино .корна затезачка чврстоћа у поређењу са вишим оценама угљеника.Цаннот је значајно очврснута топлотним лечењем (гашење и каљење) Осим кроз стврдњавање случаја.
   • Кључне речи: Благи челик, Својства ниске карбонске челика, дуктилни челик, заварив челик.
2. Челик са средњим угљеником:
   • Садржај угљеника: Типично 0.25% да 0.60%.
   • Својства: Нуди равнотежу између дуктилности челика са ниским угљеном и чврстоћом / тврдоће високо-угљеника челичног челичног челика. Добра отпорност на хабање. Може се топлотично третирати (који се заварава, гашење, каљење) Да би се постигла значајна побољшања у механичким својствима.
   • Кључне речи: Својства средње карбонске челика, челик за топлоте, јак челик.
3. Високоугљенични челик (Челик алата за угљенику):
   • Садржај угљеника: Типично 0.60% да 1.25% (понекад и до 2.0%).
   • Својства: Веома тежак, јак, и поседује одличну отпорност на хабање након топлотног третмана. Међутим, то је мање дуктилан и тежи од доњих карбонских разреда, Израда више кршећим само изазовним машинама и заваривањем.
   • Кључне речи: Својства високог карбонског челика, чврсти челик, алатни челик, трошење отпоран на челик.

(Ту је и категорија ултра-угљеника челика, првенствено се користи за специјализоване примене попут ножева и осовина, са још већим садржајем угљеника).

Кључна својства карбонског челика (Општи):

• Снага и тврдоћа: Може се кретати од умереног до врло високе, у великој мери контролисано помоћу садржаја угљеника и топлоте.
• Дуктилност и жилавост: Генерално смањује се као садржај угљеника повећава се.Лолер Царбон Цлеелс Екцел Хере овде.
• Обрадивост: Опћенито добро, посебно за разреде ниског угљеника.бекоми изазовнији са вишим садржајем угљеника.
• Заварљивост: Одлично за челике са ниским угљеником, постаје прогресивно тежа (Захтевање топлоте за прегревање и пост-заваривање топлоте) Како се угљеник повећа да спречи пуцање.
• Цост: Обично јефтинији од нехрђајућег челика због одсуства скупог легираног елемената попут хрома и никла.
• Отпорност на корозију: Јадно. Ово је главни недостатак угљеника челика.ит реагује са кисеоником и влагом у околини да би се формирао гвоздени оксид (хрђа).Заштита путем премаза (боје, Галванизација, уље) готово је увек потребно за дуготрајност у већини окружења.
• Магнетизам: Угљенични челик је ферромагнетни.

Уобичајене апликације угљеног челика

Свестраност и економичност угљеника челика чине је свеприсутно:

• Нискоугљенични челик: Структурни облици (И-греде, канали), Плоче за бродограде и мостове, телесна тела, цевовода, мачевање, жица, нокти, конзерве за храну (Често се кладило).
• Челик са средњим угљеником: Железничке пруге, возовински точкови, Цранксхафттс, зупчаници, спојнице, осовине, делови машина, Структурне компоненте које захтевају већу снагу.
• Високоугљенични челик: Алати за сечење (длето, бушилице), извори, жица са високом чврстоћом, ударци, умире, масонски нокти, ножеви.

Шта је од нехрђајућег челика? Цхалленгер Цонросион

Нехрђајући челик је у основи различит од угљеничног челика због намереног додавања значајне количине хром (Цр) – минимум 10.5% по маси је праг дефинисања.

Много разреда од нехрђајућег челика такође садрже знатне количине никла (У), и други легирски елементи попут молибдена (Мо), манган (Мн), силицијум (И), азот (Н), и бакар (Цу) често се додају да преносе одређене својства.

Магија хромима: Пасивни слој: Дефинисање карактеристика нехрђајућег челика - његова "нехрђајући" или врхунска отпорност на корозију - произилази из интеракције хрома са кисеоником.

Када је изложен кисеонику (од ваздуха или воде), хром на површини челика брзо формира врло мршав, невидљив, прижељан, и високо заштитни слој хромима оксида (Црдо₃).

Ово пасивни слој делује као баријера, Заштићено испод гвожђа од корозивних агената.

Критички, Овај слој је самоизлеђивање.

Ако је површина огребана или оштећена, Излажење основног челика, хром је одмах поново реагује са кисеоником да би реформисао заштитни пасивни слој, Осигурани кисеоник је присутан.

Ова изванредна имовина даје нехрђајући челик њен дуготрајност у окружењима у којима би угљени челик брзо подлегао рђу.

Класификација нерђајућег челика

Нехрђајући челици сврстани су у пет главних породица на основу њихове кристалне микроструктуре, који је одређен њиховим хемијским саставом (пре свега цр, НИ Садржај):

Аустенитни нехрђајући челик (нпр., 304(1.4301 нерђајући челик), 316):

• Састав: Високи хромијум (обично 16-26%), значајан никл (обично 6-22%), низак угљеник (<0.08%, понекад нижи за Л-оцене).Може се додати азот за снагу.
• Микроструктура: Кубичан (ФЦЦ) аустенитна структура, стабилан преко широког температурног опсега.
• Својства: Одлична отпорност на корозију (најбоље у свему), Одлична облика и заваривост, добра жилавост (Чак и на криогеним температурама), не-магнетни у жареном стању (може постати мало магнетно након прехладе рада), не може се ојачати топлотном третманом, али је значајно ојачано хладном радом.
• Кључне речи: Аустенитни од нехрђајућег челика, 304 нерђајући челик, 316 нерђајући челик, неагнетни челик, Нерђајући челик за храну.

Феритни нехрђајући челик (нпр., 430, 409):

• Састав: Умерен до високог хромима (обично 10.5-30%), врло низак угљеник (<0.1%), генерално низак садржај никла.
• Микроструктура: Кубични у центру тела (БЦЦ) феритна структура.
• Својства: Добра отпорност на корозију (бољи од благог челика, али углавном мање од аустенитости), умерене снаге, магнетни, добра дуктилност, не може се очврснути топлотним лечењем, генерално нижи трошак од аустенитичара. Подметало је умањење при високим температурама или након заваривања дебелих одељења.
• Кључне речи: Феритни од нехрђајућег челика, 430 нерђајући челик, Магнетни нехрђајући челик, Аутомобилски испушни челик.

Мартенситски нерђајући челик (нпр., 410, 420, 440Ц):

• Састав: Умјерено хромијум (обично 11.5-18%), виши угљеник (до 1.2%), релативно низак никл.
• Микроструктура: Може се трансформисати у тешко, Тетрагонални тетрагонични (Бцт) Структура мартензите кроз топлотну обраду (аустентизирање праћено брзим гашењем).
• Својства: Велика тврдоћа и снага (постигнут топлотним третманом), Умерено отпорност на корозију (мање од аустеничног и феритног), магнетни, мање формално и завариво од аустенитове.
• Кључне речи: Мартензитни од нехрђајућег челика, 410 нерђајући челик, 420 нерђајући челик, очвршљив од нехрђајућег челика, нож челик.

Дуплек нехрђајући челик (нпр., 2205, 2507):

• Састав: Високи хромијум (обично 19-32%), умјерен никл (обично 3-8%), често укључује молибден и азот.
• Микроструктура: Мешовит (дуплекс) Структура приближно једнаких делова Аустенит и Ферит.
• Својства: Одлична отпорност на корозију (Посебно пуцање корозије на стресу хлорида), Већа снага од аустенитних разреда, добра заварљивост (са одговарајућим процедурама), МАГНЕТИЦ.ЦОМБИНЕС ПРЕДНОСТИ ИУСТЕНИТИХ И ФЕРРИТСКИХ СКУРТУРА.
• Кључне речи: Дуплек нерђајући челик, 2205 Дуплекс од нерђајућег челика, Висока чврстоћа од нехрђајућег челика, челик отпорности на хлориде.

Отврдњавање падавина (ПХ) Нехрђајући челичан (нпр., 17-4ПХ, 15-5ПХ):

• Састав: Садрже елементе попут бакра, Ниобиум, или алуминијум који омогућава отврдњавање поступка очвршћивања оборина или очвршћивања топлоте након почетног решења. ТАКО АУСТЕНИТИТИЧКИ ОБРАЗОВАЊА ОСОБЕ.
• Својства: Може постићи веома високе нивое чврстоће у комбинацији са добрим отпорностима на корозији (упоредиво са аустенитицима у неким случајевима).Може се обрадити у мекшем стању, а затим очврснути.
• Кључне речи: ПХ нерђајући челик, 17-4ПХ нерђајући челик, челик отпорни на висок снага отпоран на корозију, челик стврдњавања старости.

Кључна својства нерђајућег челика (Општи):

• Отпорност на корозију: Одлично за изванредан, у зависности од оцене и животне средине. То је његова дефинисана предност.
• Изглед: Нуди широк спектар завршних обрада, од досадне мате до јарко огледало пољски, често естетски угодно.
• Хигијена: Смоотх, непорозна површина је лако чистити и санитизовати, пресудно за храну, медицински, и фармацеутске апликације.
• Снага и тврдоћа: Широко варира према врсти и лечењу (Мартензитски и пХ разреде могу бити веома напорни; Аустенитици су чврсти и дуктилни).
• Отпорност на температуру: Много разреда одржавају отпорност на снагу и корозију на повишеним и криогеним температурама.
• Обрадивост: Аустенитски разреде су веома могућа формалност.Махинабилност варира - Аустенитицс може радити-очврснути, израда обраде изазовнијих од угљеника челика.
• Заварљивост: Опћенито добро, посебно за аустенитне оцене, Иако су потребне посебне процедуре у зависности од врсте за одржавање отпорности на корозију и механичка својства.
• Цост: Знатно скупљи од угљеничног челика због високих трошкова легирских елемената (Цхромиум, Никл, Молибден).
• Магнетизам: Разликује се по типу (Ферински, мартензитна, Дуплекс је магнетни; Аустенитни није магнетни у жаруљеном стању).

Заједничке примене нерђајућег челика

Његова јединствена својства позајмљују нехрђајући челик на огромну низу апликација:

• Аустенит: Кухињски судопери, Прибор за јело, посуђе, Опрема за прераду хране, Цистерне за хемијски, архитектонско облагање, медицински имплантати, опрема за пивару, Аутомобилска опрема.(304 је радни коњ; 316 користи се за већу отпорност на корозију, посебно против хлорида).
• Ферински: Аутомобилски испушни системи, Сумпови за прање веша, Кухињски прибор, архитектонски облог (унутрашњост), Опрема за прераду шећера.
• мартензитна: ножеви, хируршки инструменти, алат за резање, Младе за турбине, вентили, осовине, причвршћивачи.
• Дуплекс: Опрема за хемијску обраду, Компоненте целулозе и папира, Марине апликације, Нафта и гасоводи, измењивачи топлоте, Структурне компоненте у корозивним окружењима.
• ПХ: Ваздухопловне компоненте, Осовине са високих чврстоћа, делови вентила, зупчаници, Компоненте нуклеарних реактора.

Угљенични челик вс нерђајући челик: Упоређивање главе на главу

Делвинг дубље: Приметни оцене

Док породице пружају широке категорије, Специфичне оцене унутар сваке понуде прилагођене својствима:

Уобичајени разреде карбонских челика:

• Аиси 1018: Популарни челик са ниским угљеником познатом по добру изради, заварљивост, и обликавост. Отворен за осовине, игле, и општи структурни делови.
• Аиси 1045: Средње карбонски челик који нуди већу снагу и тврдоћу од 1018. добро одобрење за топлотну обраду. Отворено за зупчанике, осовине, вијци, честитке.
• АСТМ А36: Широко коришћена спецификација структурних челичних челика са ниским угљеником за зграде, мостова, итд .Фокусе о чврстоћи и заваривању приноса.

Уобичајени степени од нехрђајућег челика:

• Тип 304 (Аустенит): Најчешћи нерђајући челик (~ 18% цр, 8% У).Одлична отпорност на корозију у многим окружењима, добра формалност. Затворена за кухињску опрему, прерада хране, архитектонске примене.соме званични 18/8.
• Тип 316 (Аустенит): Слично као 304 Али са доданим молибденом (~ 2-3%).Нуди врхунску отпорност на корозију, Поготово од хлорида и киселина. Употреба у морском окружењу, хемијска обрада, медицински имплантати, фармацеутски производи.
• Тип 430 (Ферински): Основни, ниже трошкове, Кром-само од нехрђајућег челика.Гоода отпорност на корозију у благим окружењима, пристојна формалност, Магнетни. Затворен за украсну облогу, панели за апарат, аутомобилска опрема.
• Тип 410 (мартензитна): Основна очвршћавајућа отпорност на корозију од нехрђајућег челика., висока чврстоћа / тврдоћа након топлотног третмана. Куни за јело, делови вентила, причвршћивачи.

Одабир између угљеника челика вс нерђајући челик

Одабир праве материјале укључује балансирање услова перформанси са економским ограничењима.

Размислите о тим факторима:

Корозијска средина:

• • Да ли ће део бити изложен влаги, влажност, хемикалије, слана вода, или прехрамбени производи? Ако да, Нерђајући челик је готово увек преферирани или неопходни избор. Специфична оцена зависи од озбиљности и врсте корозивног агента (нпр., 316 за хлориде).
  • Је окружење суво и контролирано, или се део може поуздано заштитити премазама? Ако да, угљенични челик могао би бити довољан и исплативији.

Снага и механички захтеви:

• Који ниво затезне чврстоће, снага приноса, тврдоћа, или је потребна жилавост? Обе породице нуде опције велике чврстоће.цомПаре специфичне оцене (нпр., Високотрајни челични челични вс.Мартенситски или дуплексни од нехрђајућег челика).Размислите о утицају радне температуре.

Буџет:

• Који је дозвољени материјални трошак? Царбон Стеел нуди значајан почетни уштеду трошкова., Размотрите укупни трошкови циклуса животног циклуса, укључујући потенцијални премаз, одржавање, и трошкови замјене ако је корозија фактор. Виши прент без рачунара, може се надокнадити дужим животом и нижим одржавањем у корозивним апликацијама.

Естетски захтеви:

• Да ли је визуелни изглед финалног производа важан? Да ли је потребно ведро, чист, или полирани изглед? Нехрђајући челик нуди инхерентне естетске предности и разне опције завршне обраде без потребе за бојом или оплатом.

Процеси израде:

• Да ће део бити потребно велико заваривање, обрада, или формирање? Размотрите релативну лакоћу израде. Долив-карбонски челик је углавном лакше радити са многим оценама од нехрђајућег челика (Поготово онима који су склони учвршћивању).Осигурајте да су одговарајуће технике и алата доступни за изабрани материјал.

Температурни крајност:

• Да ли ће део радити на врло високом или врло ниском (криогени) температуре? Специфичне оцене од нехрђајућег челика (посебно аустенитски) Екцел у одржавању својстава на температурним крајностима где угљени челик може да пропадне или постане ломљив.

Магнетна својства:

• Да ли је магнетизам непожељан за апликацију (нпр., МРИ опрема, осетљива електроника)? Жвешћени аустенитски од нехрђајућег челика је не-магнетни.Царбон челик и остале нехрђајуће врсте су магнетни.

Одржавање и брига: Очување челика

• угљенични челик: Кључ је спречавање метода Руст.цоммон укључује:
  • Сликарство / премазивање: Омогућава баријеру против влаге и кисеоником.Неед периодично поновно постављање.
  • Поцинљив: Премаз са слојем цинка због жртвене заштите.
  • Уље / подмазивање: Привремена заштита, Погодно за делове алата и машина.
  • Одржавање сушења: Најједноставнија метода када је то могуће.
• нерђајући челик: Док је врло отпоран, То није потпуно "доказ о мрљама". Правилна нега осигурава дуговечност:
  • Редовно чишћење: Скинути прљавштину, грижа, и контаминанти који могу заробити влагу или корозивне супстанце. користите благи сапун / детерџент и вода, темељно исперите, и обришите се.
  • Избегавајте хлориде: Контакт са хлоридима (соли, избјељивање, неки чистачи) треба да се минимизира, Посебно за оцене мање отпорне на 316.Рине брзо ако се догоди контакт.
  • Избегавајте контаминацију карбонских челика: Не користите челичну вуну или четке раније коришћене на угљенику челику, као што су уграђене честице гвожђа могу рђати и обојити површину.
  • Пасивација: Хемијски третман (често користећи азотни или лимунску киселину) која уклања слободно гвожђе и повећава природни пасивни слој. Понекад се изводи након израде или ако се сумња на контаминацију.

Будућност челика: Иновације се наставља

Истраживање и развој непрестано гурају границе и за угљеник и нехрђајући челичанши.

Трендови укључују:

• Напредне челике високе чврстоће (АХСС): Користи се екстензивно у аутомобилској индустрији за упаљач, Сигурнија возила. Често укључују сложене микроструктуре постигнуте прецизном легингом и обрадом.
• Побољшана отпорност на корозију: Развој нових легура од нехрђајућег челика (попут супер-дуплекса или хипер-дуплекса) За изузетно оштре хемијске и морске окружења.
• Појачана одрживост: Усредсредите се на смањење угљеног отисака челичне производње кроз оптимизацију процеса, Повећане стопе рециклирања, и истраживање челичних производа на бази водоника.
• Аддитиве Мануфацтуринг (3Д Штампање): Растући способности за штампање сложених делова из различитих челичних прахова, Отварање нових могућности дизајна.

Закључак

Тхе угљенични челик вс нерђајући челик дебата на крају решава не са декларацијом о једном бити "боље,"Али са разумевањем тога је боље погодан За одређену примену.

Карбонски челик остаје неопходан радни коњ, нудећи свестрану снагу, добра израда, и неуспоредила економичност у којој корозија није основна брига или се може управљати заштитним мерама.

Његова својства су веома подесива кроз садржај угљеника и топлоте, чинећи га идеалним за структурне примене, машинерије, алата, и безброј свакодневних предмета.

Нехрђајући челик, дефинисано њеним хромираним садржајем и изванредним пасивним слојем само-лечења, истиче где отпорност на корозију је најважнији.

Омогућава дуговечност, ниско одржавање, Хигијенске површине, и естетска жалба у захтевним окружењима.

Разнолике породице - аустенитски, Ферински, мартензитна, Дуплекс, и пХ - понудите широк спектар механичких својстава, Дозволи инжењерима да одаберу оцене комбинују отпорност на корозију са посебном снагом, Отпорност на температуру, или су потребне производње, иако на већој почетној цени.

Пажљиво с обзиром на еколошке услове, механички захтеви, Захтеви за израду, Естетски циљеви, и буџетска ограничења, Можете поуздано да се крећете избором између ова два основна типова челика.

Разумевање њихових основних разлика омогућава вам да одаберете оптимални материјал, Осигуравање перформанси, трајност, и успех вашег пројекта или производа.