Thép cacbon thấp: thành phần và tính chất

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Thép cacbon thấp có mặt ở khắp mọi nơi. Tính phổ biến của nó dựa trên các đặc tính vật lý, hóa học và giá thành rẻ. Hợp kim này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và xây dựng. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn loại thép này.

Thành phần

Thép là sắt được làm giàu carbon trong quá trình nấu chảy. Quá trình nấu chảy cacbon được đặc trưng bởi sự có mặt của cacbon, xác định các tính chất cơ bản của kim loại và các tạp chất: phốt pho (lên đến 0,07%), silic (lên đến 0,35%), lưu huỳnh (lên đến 0,06%), mangan (lên đến 0,8%). Vì vậy, thép nhẹ chứa không quá 0,25% cacbon.

Đối với các chất phụ gia khác, mangan và silicon dùng để khử oxy (loại bỏ oxy khỏi kim loại lỏng, làm giảm độ giòn khi biến dạng nóng). Nhưng tỷ lệ lưu huỳnh tăng lên có thể dẫn đến nứt hợp kim trong quá trình xử lý nhiệt, phốt pho - trong quá trình xử lý lạnh.

Phương pháp đạt được

Quá trình sản xuất hợp kim cacbon thấp có thể được phân hủy thành nhiều giai đoạn: nạp sắt và phế liệu (phí) vào lò, xử lý nhiệt đến trạng thái nóng chảy, loại bỏ tạp chất khỏi khối lượng.

Hơn nữa, quá trình đúc thép hoặc chế biến bổ sung có thể xảy ra: với xỉ hoặc chân không và khí trơ.

Ba cách được sử dụng để thực hiện các quy trình đó:

• Lò nung lộ thiên. Các thiết bị thông dụng nhất. Quá trình nấu chảy diễn ra trong vòng vài giờ, cho phép các phòng thí nghiệm theo dõi chất lượng của thành phần tạo thành.
• Lò nướng convector. Được sản xuất bằng cách tẩy rửa bằng oxy. Cần lưu ý rằng các hợp kim thu được theo cách này không có chất lượng cao, vì chúng chứa nhiều tạp chất hơn.
• Lò điện cảm ứng. Quá trình sản xuất đi kèm với việc sử dụng xỉ. Bằng cách này, các hợp kim chuyên dụng và chất lượng cao sẽ thu được.

Hãy xem xét các đặc điểm của việc phân loại hợp kim.

Lượt xem

Thép cacbon thấp có thể có ba loại:

• Chất lượng thường xuyên. Trong các hợp kim như vậy, hàm lượng lưu huỳnh không vượt quá 0,06%, phốt pho 0,07%.
• Chất lượng. Chứa: lưu huỳnh lên đến 0,04%, phốt pho lên đến 0,035%.
• Chất lượng cao. Lưu huỳnh lên đến 0,025%, Phốt pho lên đến 0,025%
• Chất lượng đặc biệt. Hàm lượng tạp chất thấp: lưu huỳnh lên đến 0,015%, phốt pho - lên đến 0,025%.

Như đã đề cập trước đó, càng ít tạp chất, chất lượng hợp kim càng tốt.

Thép carbon thấp GOST 380-94 chất lượng thông thường được chia thành ba nhóm nữa:

• A. Được xác định bởi cơ học của nóđặc tính. Hình thức giao hàng cho người tiêu dùng thường thấy nhất ở dạng nhiều mặt cắt và kim loại tấm.
• B. Các chỉ số chính là thành phần hóa học và tính chất. Tối ưu cho hoạt động cơ học bằng áp suất dưới yếu tố nhiệt (rèn, dập).
• B. Đối với những loại hợp kim này, các đặc tính sau đây rất quan trọng: kỹ thuật, công nghệ, vật lý, hóa học và theo đó là thành phần.

Theo quá trình khử oxy, thép được chia thành:

• Bình tĩnh. Quá trình đóng rắn đang diễn ra suôn sẻ. Không có khí nào được giải phóng trong quá trình này. Sự co ngót xảy ra ở giữa thỏi.
• Bán bình tĩnh. Một cái nhìn trung gian về thép giữa các thành phần bình tĩnh và sôi.
• Sôi. Sự đông đặc xảy ra với sự giải phóng khí. Che giấu tay co.

Tính năng cơ bản

Thép cacbon thấp có độ dẻo cao, dễ biến dạng ở trạng thái nguội và nóng. Một tính năng đặc biệt của hợp kim này là khả năng hàn tốt. Tùy thuộc vào các yếu tố bổ sung, các đặc tính của thép có thể thay đổi.

Thông thường, hợp kim cacbon thấp được sử dụng trong xây dựng và công nghiệp. Điều này là do giá rẻ và đặc tính chịu lực tốt. Một hợp kim như vậy cũng được gọi là cấu trúc. Các đặc tính của thép nhẹ được mã hóa trong việc đánh dấu. Dưới đây chúng ta sẽ xem xét các tính năng của nó.

Tính năng đánh dấu

Thép nhẹ thông thường có chữ CT và số. Số phải được chia cho 100, thì nó sẽ làhiểu phần trăm cacbon. Ví dụ: CT15 (carbon 0,15%).

Chúng ta hãy xem xét việc đánh dấu và giải mã các chỉ định:

• Các chữ cái đầu tiên hoặc sự vắng mặt của chúng cho biết thuộc về một nhóm chất lượng cụ thể. Nó có thể là B hoặc C. Nếu không có chữ cái nào thì hợp kim thuộc loại A.
• St là viết tắt của thép.
• Ký hiệu số - phần trăm carbon được mã hóa.
• kp, ps - biểu thị hợp kim sôi hoặc nửa lặng. Việc không có ký hiệu chỉ ra rằng thép là bình tĩnh (cn).
• Ký hiệu chữ cái và số sau nó tiết lộ tạp chất nào có trong thành phần và tỷ lệ phần trăm của chúng. Ví dụ: G - mangan, Yu - nhôm, F - vanadi.

Đối với thép cacbon thấp chất lượng cao, ký tự “St” không được đưa vào đánh dấu.

Cũng áp dụng mã màu. Ví dụ, thép nhẹ lớp 10 có màu trắng. Thép mục đích đặc biệt có thể được chỉ định bằng các chữ cái bổ sung. Ví dụ, "K" - được sử dụng trong xây dựng lò hơi; OSV - được sử dụng để sản xuất trục toa xe, v.v.

Sản phẩm

Có thể phân biệt một số nhóm sản phẩm thép:

• Thép tấm. Phân loài: tấm dày (GOST 19903-74), tấm mỏng (GOST 19904-74), băng thông rộng (GOST 8200-70), dải (GOST 103-76), gấp nếp (GOST 8568-78)
• Các cấu hìnhGóc. Kệ ngang nhau (GOST 8509-93), kệ ngang hàng (GOST 8510-86).
• Kênh (GOST 8240-93).
• I-chùm. Dầm chữ I thông thường (GOST 8239-89), Dầm chữ I kệ rộng (GOST 26020-83, STO ASCHM 20-93).
• Ống.
• Ván sàn.

Cấu hình phụ được thêm vào danh sách này, được tạo thành bằng cách hàn và gia công.

Khu vực ứng dụng

Phạm vi của thép cacbon thấp khá rộng và phụ thuộc vào nhãn hiệu:

• St 0, 1, 3Gsp. Ứng dụng rộng rãi trong xây dựng. Ví dụ, dây gia cường bằng thép nhẹ,
• 05kp, 08, 08kp, 08y. Tốt cho việc dập và kéo nguội (độ dẻo cao). Được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô: các bộ phận thân xe, thùng nhiên liệu, cuộn dây, các bộ phận của kết cấu hàn.
• 10, 15. Dùng cho các bộ phận không chịu tải trọng cao. Ống nồi hơi, dập, khớp nối, bu lông, vít.
• 18kp. Một ứng dụng điển hình là các cấu trúc được sản xuất bằng cách hàn.
• 20, 25. Được sử dụng rộng rãi để sản xuất ốc vít. Khớp nối, van van, khung và các bộ phận khác của máy nông nghiệp.
• 30, 35. Trục tải nhẹ, đĩa xích, bánh răng, v.v.
• 40, 45, 50. Bộ phận tải trọng trung bình. Ví dụ, trục khuỷu, đĩa ma sát.
• 60-85. Các bộ phận chịu ứng suất cao. Nó có thể là đường ray, bánh xe cẩu, lò xo, vòng đệm.

Như bạn có thể thấy, phạm vi sản phẩm rất phong phú - không chỉ là dây thép nhẹ. Cũng thếđây là những chi tiết của các cơ chế phức tạp.

Thép hợp kim thấp và carbon thấp: sự khác biệt

Để cải thiện bất kỳ đặc tính nào của hợp kim, các nguyên tố hợp kim được thêm vào.

Thép có chứa một lượng carbon thấp (lên đến một phần tư phần trăm) và các chất phụ gia hợp kim (tổng phần trăm lên đến 4%) trong cheba được gọi là hợp kim thấp. Các sản phẩm được cán như vậy vẫn giữ được chất lượng hàn cao, nhưng đồng thời, các đặc tính khác nhau cũng được nâng cao. Ví dụ, sức mạnh, hiệu suất chống ăn mòn, v.v. Theo quy định, cả hai loại đều được sử dụng trong các kết cấu hàn, phải chịu được nhiệt độ từ âm 40 đến cộng 450 độ C.

Tính năng hàn

Hàn thép cacbon thấp có hiệu suất cao. Loại hàn, điện cực và độ dày của chúng được chọn dựa trên các dữ liệu kỹ thuật sau:

• Kết nối chắc chắn phải được buộc chặt.
• Không được có khuyết tật đường may.
• Thành phần hóa học của đường may phải được thực hiện theo các tiêu chuẩn quy định trong GOST.
• Mối hàn phải tuân thủ các điều kiện hoạt động (khả năng chống rung, ứng suất cơ học, điều kiện nhiệt độ).

Có thể sử dụng nhiều loại hàn khác nhau từ hàn điện cực tiêu hao khí gas đến khí cacbonic. Khi lựa chọn, hãy tính đến khả năng nóng chảy cao của các hợp kim cacbon thấp và hợp kim thấp.

Đối với ứng dụng cụ thể, thép cacbon thấp được sử dụng trong xây dựng và kỹ thuật.

Mác thép được lựa chọn dựa trên các đặc tính vật lý và hóa học yêu cầu ở đầu ra. Sự hiện diện của các nguyên tố hợp kim có thể cải thiện một số đặc tính (khả năng chống ăn mòn, nhiệt độ khắc nghiệt), nhưng cũng làm xấu đi những đặc tính khác. Khả năng hàn tốt là một lợi thế khác của các hợp kim này.

Vì vậy, chúng tôi đã tìm hiểu các sản phẩm thép cacbon thấp và hợp kim thấp là gì.