Углеродистая сталь и сталь сравнение

Обновлено: 08.01.2025

Видео: ПЛЮСЫ И МИНУСЫ НОЖЕЙ ИЗ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ

Содержание

Основное отличие - углеродистая сталь против нержавеющей стали

В общем, сталь - это сплав, основным элементом которого является железо. Сплав - это материал, изготовленный из смеси металлов или металла с другими элементами. Эти типы сплавов часто дешевле и имеют улучшенные свойства. В случае стали железо в основном смешивают с углеродом и несколькими другими элементами. Смешивание с углеродом делает сталь более прочной, улучшая ее прочность на растяжение при сохранении низких затрат. Железо при смешивании с хромом известно как нержавеющая сталь. Когда углерод является основным легирующим элементом с железом, где все остальные элементы имеют очень низкий процент, он называется углеродистой сталью. Следовательно главное отличие между углеродистой сталью и нержавеющей сталью является то, что углеродистая сталь в основном сделан из углерод и железо в то время как нержавеющая сталь в основном состоит из Железо и Хром.

Что такое нержавеющая сталь

Как следует из названия, нержавеющая сталь не «окрасится»! Это означает, что этот вид стали обладает высокой устойчивостью к коррозии и коррозии и будет оставаться блестящим в течение более длительного времени. Нержавеющая сталь содержит большое количество хром где минимальный количество будет около 10% в то время как другие элементы останутся в незначительных количествах.

Когда железо подвергается воздействию воздуха и влаги, оно имеет тенденцию окисляться, образуя оксид железа (Fe₂О₃). Это коричневатое твердое вещество, известное как «ржавчина». Оно образует чешуйки на поверхности металла, вызывая его коррозию. Как только начинается процесс коррозии, он быстрее следует за образованием ржавчины. Эта проблема решается путем легирования железа хромом. Здесь хром образует пассивный слой поверх железного сердечника, защищающий его от коррозии. Этот слой хрома окисляется в присутствии кислорода и воздуха и образует его оксид, который является оксидом хрома (Cr₂О₃). Окислительный потенциал хрома значительно выше, чем у железа. Окисление хрома защищает от окисления железа. Таким образом, металл долго остается блестящим без следов коррозии. Благодаря этому свойству нержавеющая сталь используется во многих областях. Столовые приборы, кухонные принадлежности, хирургическое оборудование самолетов / автомобильных кузовов и структурные памятники - вот лишь некоторые из основных областей применения.

Что такое углеродистая сталь

Когда углерод является основным элементом, легирующим железо, и до тех пор, пока остальные элементы остаются в процентах от следов, сталь можно назвать «углеродистой сталью». Однако существуют различные Марки углеродистой стали в зависимости от процента углерода в сплаве. Сочетание железа с углеродом повышает прочность стали и повышает ее прочность на разрыв. Следовательно, чем выше процент добавленного углерода, тем выше прочность стали. Обычно количество углерода может варьироваться от примерно 0.12-2.0%, Когда количество углерода меньше, это называется ‘Низкоуглеродистая сталь »или« Мягкая сталь »’С содержанием углерода около 0.05-0.15% по весу, и это наиболее распространенная форма стали, используемая, поскольку она дешевая, и при этом имеет желательные свойства для многих применений. Когда добавляется больше углерода, он известен как ‘Высокая углеродистая стальИ он будет иметь типичный процент углерода около 0.3-1.7% по весу. Углеродистая сталь часто используется для изготовления высокопрочных стальных проволок, автомобильных компонентов, а также в качестве строительного материала.

Разница между углеродистой сталью и нержавеющей сталью

Определение углеродистой стали и нержавеющей стали

Нержавеющая сталь сделан из легирующего железа в основном с хромом в процентах> 10%.

Углеродистая сталь изготавливается путем легирования железа с содержанием углерода от 0,5 до 2,0% при сохранении других элементов в следовых концентрациях.

Свойства углеродистой стали и нержавеющей стали

коррозия

Нержавеющая сталь устойчив к коррозии, так как хром окисляется для защиты от окисления железа.

Углеродистая сталь имеет риск коррозии при воздействии воздуха и влаги.

Прочность

Нержавеющая сталь не сложно, так как содержание углерода в нем низкое.

По сравнению, Углеродистая сталь является более твердым и имеет высокую прочность на растяжение, так как в нем содержится более высокий процент углерода.

Марки Стали

Нержавеющая сталь имеет различные типы оценок, обозначаемых системой нумерации.

Углеродистая сталь можно разделить на две основные группы, называемые «мягкая сталь» и «высокоуглеродистая сталь».

«Соусник» пользователя Wikimedia Commons TheBernFiles. - Наша работа. (Public Domain) через

Углеродистая сталь и сталь сравнение

Видео: Конструкционные и инструментальные углеродистые стали

В ключевое отличие между углеродистой сталью и черной сталью заключается в том, что углеродистая сталь требует гальванизации, поскольку она подвержена коррозии, тогда как черная сталь изготавливается из неоцинкованной стали..

Углеродистая сталь получила свое название из-за присутствия углерода в качестве основного компонента. Черная сталь получила свое название из-за наличия на поверхности стали покрытия из оксида железа темного цвета. Обе эти формы очень важны при производстве труб.

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое углеродистая сталь
3. Что такое Black Steel
4. Сравнение бок о бок - углеродистая сталь и черная сталь в табличной форме
5. Резюме

Что такое углеродистая сталь?

Углеродистая сталь - это разновидность стали, которая содержит углерод в качестве основного компонента. Содержание углерода составляет около 2,1% по весу. Когда процентное содержание углерода увеличивается, твердость стали увеличивается. Тогда он становится менее пластичным.

Есть три основных типа углеродистой стали следующим образом:

Низкоуглеродистая сталь

Низкоуглеродистая или низкоуглеродистая сталь содержит меньшее количество углерода, обычно около 0,04-0,30% по весу. Эта форма стали полезна для многих приложений. Другие компоненты, такие как алюминий, добавляются для улучшения свойств стали.

Среднеуглеродистая сталь

Среднеуглеродистая сталь содержит больше углерода, чем низкоуглеродистая сталь; обычно около 0,31-0,60% по весу. Также он содержит значительное количество марганца. Эта форма прочнее и тверже, чем низкоуглеродистая сталь. Поэтому резать и сваривать эту сталь сложно.

Высокая углеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь имеет очень высокое содержание углерода около 0,61–1,50% по весу. Некоторые называют ее «углеродистой инструментальной сталью». Это связано с его высокой прочностью и твердостью, что затрудняет резку и сварку.

Что такое Black Steel?

Черная сталь - это разновидность неоцинкованной стали. Название «черная сталь» происходит из-за внешнего вида стали; он имеет темный цвет на поверхности стали из-за покрытия оксидом железа. Эта сталь важна там, где не требуется оцинкованная сталь.

Черные стальные трубы - это системы труб, которые обычно используются при транспортировке газа. Эти трубы предотвращают возгорание лучше, чем оцинкованные. Кроме того, эти трубы полезны для транспортировки воды в сельской местности из-за высокой прочности стали. Этот тип стальных труб требует меньшего обслуживания.

В чем разница между углеродистой сталью и черной сталью?

Углеродистая сталь против черной стали

Резюме - углеродистая сталь против черной стали

Углеродистая сталь и черная сталь содержат железо, а также некоторые другие составляющие. Разница между углеродистой сталью и черной сталью заключается в том, что углеродистая сталь требует гальванизации, поскольку она подвержена коррозии, тогда как черная сталь изготавливается из неоцинкованной стали.

Основное отличие - углеродистая сталь от мягкой стали

В целом, сталь упоминается как «углеродистая сталь», где основным используемым легирующим компонентом является углерод и когда не указано иное элементарное требование; то есть хром, кобальт, никель. Углеродистую сталь можно разделить на две категории: высокоуглеродистая и низкоуглеродистая. Как следует из названия, высокоуглеродистая сталь содержит больше углерода, а низкоуглеродистая сталь содержит низкий процент углерода. Мягкая сталь - это форма низкоуглеродистой стали. главное отличие между углеродистой сталью и мягкой сталью является то, чтоУглеродистая сталь имеет большее количество углерода в то время какМягкая сталь имеет относительно низкое количество углерода.

Обычно углеродистая сталь содержит около 0,05-1,70% углерода по весу, Увеличение процентного содержания углерода в стали придает ей дополнительную прочность, и это также считается наиболее экономичным способом повышения прочности стали. Однако в результате добавления большего количества углерода сталь также становится хрупкой и менее пластичной. Следовательно, правильный баланс углерода должен быть добавлен, чтобы получить сверхэффективную сталь. Высокая углеродистая сталь имеет Содержание углерода между 0,3-1,70%, а также Низкоуглеродистая сталь имеет Содержание углерода 0,05-0,15%, Низкоуглеродистая сталь является наиболее распространенным типом стали, используемой сегодня из-за относительно низкой цены производства.

Высокоуглеродистая сталь может подвергаться термической обработке лучше, чем низкоуглеродистая сталь и, следовательно, очень полезна во многих областях применения Другие элементарные примеси также могут придавать стали довольно интересные свойства; то есть сера. Некоторые распространенные области применения углерода с высоким содержанием стали включают; рельсовые стали, предварительно напряженный бетон, трос, арматура для шин, ножи, пилы, зубчатые колеса, цепи и т. д.

Что такое мягкая сталь

Мягкая сталь - это самый мягкий тип углеродистой стали с относительно низким содержанием углерода. Мягкая сталь также может содержать другие элементы, такие как марганец, кремний и следовые количества фосфора. Эти дополнительные элементы защищают целостность структуры металлического железа, предотвращая дислокации внутри кристаллов железа. Углерод действует как упрочняющий агент, и процент добавленного углерода прямо пропорционален прочности стали; прочность стали обычно увеличивается с увеличением процента добавленного углерода.

Мягкая сталь является наиболее распространенной формой стали и используется в 85% всей стальной продукции только в Соединенных Штатах. Это стало популярной формой железа из-за его желательных свойств, таких как пластичность, прочность и экономичная цена. Мягкая сталь часто используется для производства проволоки, стальных листов и других строительных материалов.

Разница между углеродистой сталью и мягкой сталью

Определение

В общем, Углеродистая сталь имеет более высокое количество углерода.

Мягкая сталь имеет относительно низкое количество углерода.

Содержание углерода

Углеродистая сталь может иметь весовое процентное содержание углерода в диапазоне 0,05-1,70%.

Мягкая сталь имеет содержание углерода 0,05-0,25% по весу.

Углеродистая сталь дороже

Мягкая сталь дешевле

свойства

Углеродистая сталь сильнее, чем мягкая сталь. Он также хрупкий и легко ломается по сравнению с мягкой сталью.

Мягкая сталь может быть легко сварен в различные формы благодаря своим более мягким и слабым свойствам.

Термическая обработка

Углеродистая сталь может успешно пройти термическую обработку.

Мягкая сталь не может успешно пройти термическую обработку.

Чем отличаются углеродистые стали от легированных?

Определение сталь объединяет сплавы на основе железа и углерода с другими веществами. При очистке железной руды получают чугун, содержащий 2,14-6,67% углерода. Этот элемент отвечает за твердость, при этом металл хрупок и не пластичен. Уменьшение углеродной составляющей изменяет структуру, делает материал ковким, повышает его ударную вязкость.

Чем отличается углеродистая сталь от легированной?

Углеродистая сталь состоит из тех же элементов, что первоначальное сырье: железо, углерод, кремний, марганец и вредные примеси: сера, фосфор. Легированными (ligare-связывать) называют сплавы, усиленные другими металлами: хромом, никелем, медью, молибденом.

Характеристики легированной стали

Для легирования применяют металлы, способные образовывать устойчивые соединения с железом и углеродом. Из карбидов, интерметаллидов и дисперсных частиц под воздействием температур формируется сложная кристаллическая решетка. При уменьшении углеродной доли каркас структуры создают хром, никель, марганец и другие элементы, а карбидные соединения вытесняются к границам зерен. Активное железо находится в связанном состоянии и не может реагировать с агрессивными веществами.

Легированные стали классифицируют по количеству присадок:

Низколегированные — до 2,5%;
Среднелегированные — 2,5-10%;
Высоколегированные — выше 10%.

И различают по назначению:

Инструментальные — применяют в производстве измерительных и режущих инструментов, штамповой оснастки;
Конструкционные — для изготовления агрегатов и механизмов, корпусов автомобилей и оборудования, конструкций;
Специальные — коррозионно-стойкие, жаростойкие, жаропрочные и др.

Для определения марок создана буквенно-цифровая система. Легирующие элементы обозначают русскими буквами. В составе большей части сплавов не более 1% углерода, но эта характеристика одна из самых важных, поэтому ее указывают в начале маркировки в сотых долях процента. Числовые значения, округленные до единиц опускают.

● Буква А в конце значит, что сталь высококачественная.

Если содержание углерода 1% и более, первую цифру не пишут, например ХВГ, ХВСГ, ШХ15СГ. Для некоторых групп применяют обозначения перед маркировкой: А — автоматные, Ш — подшипниковые, Р — быстрорежущие, Э — электротехнические, Е — магнитно-твердые. Сплавы выпускаемые одним предприятием имеют свои названия, например ЭИ417 (Электросталь), ЧС 116-ИД (Челябинская сталь), ВНС-65 ВИЭМ).

Разработано более тысячи легированных стальных сплавов с различными уникальными свойствами: устойчивые к охрупчиванию на холоде, стойкие к кислотам и щелочам, кавитационным нагрузкам. В сравнении с углеродистыми они обладают меньшей теплопроводностью, твердостью. При термической обработке, в том числе сварке, необходимо учитывать свойства всех металлов в составе.

Характеристики углеродистой стали

Качества сплавов зависят от степени обработки. На первых этапах железную руду подвергают раскислению, восстанавливают окись железа до металла. По количеству оставшихся в расплаве атмосферных газов установлены классы:

В зависимости от наличия вредных примесей определяют качество:

Так как от углерода зависит твердость и одновременно ударная хрупкость, предусмотрена следующая классификация сталей:

● Низкоуглеродистые — до 0,25%;

● Высокоуглеродистые — выше 0,6%.

Действует деление по областям применения:

● Конструкционные — большая группа, объединяющая несколько видов: строительные, автоматные, термоупрочняемые, повышенной прочности и др. Маркировка начинается с цифр, обозначающих углерод в сотых долях процента: от 08 до 85. Если увеличено содержание марганца, в конце добавляют Г

● Инструментальные — для изготовления инструмента, не подвергающегося нагреву: зубила, молотки, топоры. Группу сталей относят к качественным и обозначают буквой У в начале, высшее качество дополнительно маркируют знаком А в конце.

● Общего назначения — недорогие сплавы для изготовления труб, прутков, швеллеров, ковки и литья. Предусмотрено несколько подгрупп. К группе А относят стали со стабильными механическими свойствами (Ст1кп, Ст6сп), первую букву не пишут. У группы Б регламентирован химический состав (БСт4сп, БСт6пс), у В стабильны состав и свойства (ВСт3сп, ВСт5).

Углеродистые стали предназначены для изготовления нагруженных деталей и конструкций: рельсов, валов, тяг, осей, пружин рессоров, деталей турбин. Они отлично свариваются, поддаются резанию, ковке, но требуют защиты от коррозии.

Разница между легированной и углеродистой сталью

Различие в химическом составе определяет характеристики материалов.

Легированные стали отличаются коррозионной стойкостью.

В зависимости от элементов, связанных с железом, они могут работать в морской воде, кислотных средах даже при высоких температурах, но плохо справляются с ударными нагрузками, имеют малую несущую способность. Производство сплавов и конечных продуктов сопряжено с применением десятков сложных технологий.

Углеродистые стали без антикоррозийных покрытий подвержены быстрому разрушению.

Их области применения: все металлоемкие производства. Экономическая целесообразность большого расхода сырья коррелирует с простотой обработки.

Углеродистая сталь: состав, свойства

При выплавке железной руды сначала получают чугун, в химическом составе которого не менее 2,14% углерода. Процедура науглероживания превращает сырье в сталь. Металл становится пластичнее, но обладает меньшей твердостью. Так как углеродная массовая доля по-прежнему считается высокой, такие сплавы называют углеродистыми. В зависимости от этого показателя, определяют три группы:

Высокоуглеродистые (0,6-1,4%) — особо твердые сплавы. Из них изготавливают канатную проволоку, дробь для дробеструйной обработки, штампы для деформации металлов. В группу входят некоторые пружинные марки.
Среднеуглеродистые (0,3-0,6%) — наряду с прочностью повышается пластичность, что крайне важно для технологической обработки. Область применения: конструкции, работающие в нормальных условиях.
Низкоуглеродистые (до 0,25%) — мягкие сплавы с хорошей формообразующей способностью. Детали обычно подвергают отжигу для увеличения прочности.

Углерод образует карбидные соединения, находящиеся в состоянии цементита и обуславливает следующие свойства углеродистых сталей:

Прочность;
Упругость;
Износостойкость.

Наряду с этим цементит неустойчив к изменениям внешних условий, подвержен распаду с образованием свободного графита, хрупок. Причиной может быть избыточная кинетическая энергия, увеличение нагрузок. В ходе разрушения кристаллической решетки образуются графитные хлопья и вкрапления, вследствие чего изделие утрачивает первоначальные свойства.

Характеристики углеродистых сталей объясняются прежде всего сложным молекулярным строением. Ячейка структуры цементита приобретает форму октаэдра.

В результате сплавам присущи следующие технико-экономические показатели:

Высокая прочность и несущая способность;
Из-за плохой прокаливаемости формируется твердый поверхностный слой и мягкая сердцевина, это свойство компенсирует хрупкость;
Долговечность, в нормальных условиях или с использованием способов защиты от коррозии срок службы достигает 50 лет;
Низкая цена. Технологический процесс выплавки доступен с момента появления мартеновских печей в конце XIX века.

Углеродистая сталь — незаменимый конструкционный материал, а невысокая стоимость позволяет использовать ее в строительстве масштабных сооружений: трубопроводов, зданий, мостов.

Выдающиеся механические параметры применяют при изготовлении инструментов и крепежей, деталей, испытывающих повышенные нагрузки.

Химический состав

Классификация по качеству и способу производства

В рудах содержится большое количество неметаллических включений, минералов и газов, влияющих на физико-химические свойства. К полезным относятся кремний и магний, к вредным, фосфор и серу. Выплавка производится в следующей последовательности:

Плавление: осуществляется при максимальной температуре с активным окислением железа, марганца, кремния, фосфора и других элементов.
Окисление: при распаде карбидов образуется углекислый газ, в состоянии кипения массовая доля углерода уменьшается до 2%.
Раскисление: оксиды восстанавливают до железа ферромарганцем, ферросилицием и другими реагентами. При плохой раскисленности материал склонен к трещинообразованию.

Температура доменных печей не позволяла выплавлять стали. Сегодня произвести эти операции можно несколькими способами:

Мартеновские печи. Пьер Мартен дополнил кузнечные печи регенератором, который не позволял рассеиваться тепловой энергии продуктов горения, таким образом удалось получить достаточную температуру. Снижение углеродной составляющей достигалось в основном выгоранием карбидов. Последняя печь в России работала до 2018 года на Выксунском заводе.
Конвертеры. Расплавленную массу продувают кислородом снизу и сверху. В ходе химической реакции окисления выделяется дополнительная энергия. Контакт воздушного потока с расплавом увеличивают перемешиванием.
Электроплавка. Электрометаллургия позволяет заменить реагенты электролизом, в частности на этапе восстановления из окиси не требуется уголь, что снижает количество примесей и вредные выбросы в атмосферу. Кроме этого предусмотрены возможности получения температур до 20 тыс С⁰ с помощью эффекта электротермии и вакуумная плавка.

В результате проведенной работы получают углеродистые стали разного качества. Этот параметр указывают в технической документации, так как от маркировки зависит область применения.

Обыкновенные — самый распространенный материал для производства металлопроката, конструкций, термоупрочняемых деталей: валов, осей, втулок. Вредные примеси: до 0,05%.
Качественные — характеристики указывают в отраслевых стандартах. Общее содержание примесей: до 0,035%.
Высококачественные — загрязненность до 0,025%. В основном применяются для изготовления инструментов.
Особо высококачественные — концентрации серы и фосфора ниже 0,015%. В обозначении употребляют букву «Ш».

Получение сталей с малым содержанием примесей возможно только методом электроплавки. Они используются для производства некоторых механизмов и деталей оборудования специального назначения, например в атомной энергетике.

Классификация по уровню раскисления и количеству углерода

На этапе окисления расплав насыщается водородом, азотом, углекислотой, а железо превращается в окись. Восстановление металла осуществляется до нужных параметров, так как дополнительная очистка приводит к удорожанию. В связи с этим действует следующая классификация:

Кипящие (кп) — раскисление осуществляют марганцем, структура неоднородная и насыщенная пузырьками воздуха, характеристики отличаются от слитка к слитку. КП ценят за низкую стоимость и пластичность, их используют для производства плит, подставок, неответственных элементов, работающих при температуре не ниже -20 С⁰.
Полуспокойные (пс) — окись восстанавливают марганцем и алюминием, если процедура проведена правильно, то газы концентрируются в верхней части слитка. При обработке прокаткой дефекты устраняются.
Спокойные (сп) — газы удалены практически полностью, структура однородная и плотная. Применяются для изготовления сортового и фасонного проката.

Индекс раскисления указывают только для обыкновенных и частично для качественных сталей, в других маркировках он не используется, так как требования к химическому составу устраняют эту необходимость.

Чем больше углерода, тем выше прочность, но из-за снижения пластичности и ударной вязкости материал становится хрупким. При превышении установленных нагрузок вместо пластической деформации образуются трещины и сколы.

По его массовой доле углерода определяют назначение:

Обыкновенные (от 0,06 до 0,49%) — в зависимости от группы поставки механические свойства или состав могут быть стабильны.
Конструкционные — понятие включает в себя сплавы разного качества со средним содержанием (0,25-0,6%), применяется в машиностроении и строительстве.
Инструментальные — марки с самой высокой твердостью (от 0,7), из них изготовляют ударные инструменты, группа включает в себя только качественные и высококачественные стали У7,У8 — У11А, У12а.

Характеристики и структуру металла изменяют термообработкой. Таким образом достигается баланс прочности и пластичности стальных изделий, повышается коррозионная стойкость. В ряде случаев закаливанию подвергаются лишь поверхностные слои, а сердцевина остается пластичной.

Маркировка углеродистых сталей

Обозначение указывает на класс, чистоту и назначение. В России и СНГ приняты регламенты ГОСТ и ОСТ, устанавливающие нормы химического состава, механических свойств и методов испытаний. В каждой стране разработана своя система: DIN(Германия), EN (Евросоюз), JIS (Япония). Свои нормативы действуют даже в небольших государствах, таких как Чехия, Югославия, Бельгия, в США работает сразу несколько организаций стандартизации, которые создали 8 спецификаций.

Читайте также: