Легированная сталь против углеродистой стали: что лучше выбрать?
Сталь является одним из самых распространенных промышленных материалов в мире. Он производится путем соединения железа с различными элементами в результате химических и физических реакций в конкретных приложениях. Из-за большого количества различных комбинаций, доступных в отрасли, выбор правильного типа стальных материалов становится сложной задачей.
Легированная сталь и углеродистая сталь являются двумя распространенными вариантами стали и используются в разных отраслях промышленности из-за их различных свойств. Понимание этих различий важно, поскольку оно позволяет производителям правильно использовать типы стали, чтобы получить максимальную отдачу от используемого материала.
Обзор Углеродистой Стали И Ее Типов
Углеродистая сталь, как следует из ее названия, представляет собой вариант стали, в котором в основном используются различные концентрации углерода, смешанного с железом, для создания прочного, надежного и универсального сплава. Как правило, некоторые варианты также содержат следовые количества таких элементов, как марганец и кремний, но углерод остается наиболее преобладающим в смеси.
Отличительной чертой углеродистой стали является ее относительная простота, универсальность и более низкие производственные затраты. Он не требует сложного производственного процесса и может быть изготовлен быстро. Однако эта простота приводит к относительно более низкой прочности, твердости и коррозионной стойкости.
Типы углеродистой стали
Тип углеродистой стали зависит от концентрации углерода в смеси. Как правило, существует 4 категории в зависимости от содержания углерода.
Низкоуглеродистая сталь
Содержит около 0,3% углерода и также называется мягкой сталью . Он отличается пластичностью и является отличным материалом для применений, требующих большой гибкости и сложных профилей. Стальные проволоки и заборы являются яркими примерами материалов из мягкой стали.
Среднеуглеродистая сталь
Содержание углерода от 0,3% до 0,6% в смеси. Он более долговечен, чем низкоуглеродистая сталь, и часто используется в приложениях, требующих баланса прочности и пластичности. Общие области применения включают производство осей, шестерен и валов.
Высокая углеродистая сталь
Содержание углерода составляет от 0,6% до 1,4%, что делает его намного тверже и прочнее, чем низко- и среднеуглеродистая сталь. Высокоуглеродистая сталь часто используется в приложениях, требующих высокой прочности. Например, режущие инструменты, ножи и пружины изготавливаются из высокоуглеродистой стали.
Очень высокоуглеродистая сталь
Содержит от 1,4% до 2,0% углерода и также известен как чугун. Он очень твердый и хрупкий и обычно используется в приложениях, требующих чрезвычайной твердости и износостойкости.
Обзор Легированной Стали И Ее Видов
Легированная сталь представляет собой комбинацию железа, углерода и различных других элементов, таких как никель, хром и молибден. Дополнительные элементы делают легированную сталь уникальной и улучшают и без того превосходные физические свойства, такие как прочность, ударная вязкость и коррозионная стойкость, до нового предела.
Однако все вышеперечисленные качества имеют свою цену. Процесс создания легированной стали более сложный и ресурсоемкий, чем процесс изготовления углеродистой стали. Это значит, что легированная сталь дороже и требует больше времени на создание.
Типы легированной стали
Не существует единого способа определить типы легированной стали, поскольку комбинации и возможности безграничны. Однако наиболее распространены следующие 5 типов:
1. Хромистая сталь : как следует из названия, она содержит хром в качестве основного легирующего элемента, который повышает коррозионную стойкость, износостойкость и жаропрочность. Это довольно дорого и часто используется в интенсивных приложениях, таких как компоненты аэрокосмической промышленности и буровое оборудование.
2. Никелевая сталь : никель действует как основной легирующий элемент, повышающий ударную вязкость, пластичность и коррозионную стойкость. Он обычно используется в таких приложениях, как лопатки газовых турбин, компоненты авиационных двигателей и оборудование для химической обработки.
3. Молибденовая сталь . Этот тип стали содержит молибден в качестве основного легирующего элемента, который повышает жаропрочность и износостойкость.
4. Ванадиевая сталь : содержит ванадий и обеспечивает повышенную прочность, ударную вязкость и сопротивление усталости. Он обычно используется в таких приложениях, как оси, коленчатые валы и шестерни.
5. Инструментальная сталь : содержит различные легирующие элементы, такие как хром, молибден и вольфрам, которые улучшают твердость, износостойкость и ударную вязкость. Инструментальная сталь обычно используется в фрезах, приспособлениях и приспособлениях , а также в пресс-формах.
Сплав Против Углеродистой Стали: В Чем Разница?
Технически или по определению сама углеродистая сталь также является сплавом. Однако это не считается таковым из-за резких различий между сплавом и углеродистой сталью. Углеродистая сталь сама по себе не является слабой, легированная сталь полностью выводит внутреннюю прочность на новый уровень для высокоинтенсивных применений.
Есть много других ключевых отличий, и знать их в деталях необходимо любому производителю, чтобы он мог сделать правильный выбор в процессе выбора материала.
Сплав против углеродистой стали: прочность
Легированная сталь намного прочнее своего углеродного аналога благодаря добавлению нескольких легирующих элементов, таких как хром и никель. Точно так же легированная сталь имеет более высокий предел текучести и предел прочности при растяжении, что делает ее подходящей для многих интенсивных применений с высокими требованиями к прочности.
Сплав против углеродистой стали: твердость
Такие элементы, как вольфрам и ванадий, известны своей твердостью без каких-либо дополнительных процессов, таких как термообработка. Добавление этих элементов в стальной сплав также может повысить общую твердость и устойчивость к истиранию/вмятинам.
Углеродистая сталь, с другой стороны, также обладает отличными свойствами твердости после обширных процессов, таких как термообработка и отпуск. Тем не менее, он все еще не приближается к уровню твердости легированной стали.
Сплав против углеродистой стали: долговечность
Как правило, сталь любого типа довольно долговечна, поэтому она так широко используется в различных отраслях промышленности. Однако легированная сталь обладает более высокой прочностью, твердостью и общей коррозионной стойкостью, чем ее углеродистый аналог. Углеродистая сталь может быстро подвергаться коррозии во многих более суровых условиях и может даже потребовать многократной обработки для повышения ее долговечности и производительности.
Сплав против углеродистой стали: универсальность
У углеродистой стали есть ограниченное количество вариантов, поскольку существует ограничение на количество углерода, которое можно добавить в смесь. Легированная сталь, однако, отличается. Существует безграничное количество комбинаций для получения конкретных значений в зависимости от требований приложения. От повышения коррозионной стойкости до увеличения прочности или долговечности металла — существует решение из легированной стали, отвечающее конкретным требованиям.
Сплав против углеродистой стали: требования к обработке
Естественно, углеродистая сталь имеет меньшее количество элементов в смеси. Таким образом, его проще создавать и обрабатывать. С другой стороны, легированная сталь имеет множество составляющих элементов, и все смеси требуют различных условий обработки.
Сплав против углеродистой стали: стоимость
Углеродистая сталь имеет более простой состав и не требует сложной обработки. Вот почему он считается более экономичной альтернативой легированной стали.
Краткая Таблица: Основные Различия Между Легированной И Углеродистой Сталью
Вот разбивка того, как углеродистая сталь работает по сравнению с легированной сталью с учетом правильных параметров. Для любого проекта лучшим выбором будет материал с наилучшим соотношением общей стоимости и функциональности.
| Характеристика | Углеродистая сталь | Легированная сталь |
| Сила | ✔ | |
| Гибкость | ✔ | |
| Долговечность | ✔ | |
| Устойчивость к коррозии | ✔ | |
| твердость | ✔ | |
| Расходы | ✔ | |
| Требования к обработке | ✔ | |
| Пластичность | ✔ |
Применение Углеродистой И Легированной Стали
Как указывалось ранее, как углеродистая, так и легированная сталь играют важную роль в различных отраслях промышленности из-за их превосходной прочности, универсальности и коррозионной стойкости. Вот некоторые из наиболее распространенных способов использования обоих типов стали в различных отраслях.
Общие области применения углеродистой стали
Углеродистая сталь — отличный выбор для многих отраслей промышленности, поскольку она универсальна, долговечна и, самое главное, экономична. Это предпочтительный материал для приложений средней и низкой интенсивности, который предлагает широкий спектр желаемых характеристик.
- Строительство
- Автомобильный
- Производство
- Трубопровод
- Кухонная утварь
- сельское хозяйство
Общие области применения легированной стали
Легированная сталь отличается превосходными физическими характеристиками и коррозионной стойкостью, что делает ее подходящей для интенсивного применения в более суровых условиях.
Вот некоторые области, где легированная сталь является предпочтительным материалом:
- Аэрокосмическая промышленность
- Нефтяной газ
- Автомобильный
- Медицинское оборудование
- Выработка энергии
Альтернативные Материалы Легированной И Углеродистой Стали
Сочетание углеродистой и легированной стали является одним из самых универсальных материалов. Баланс между прочностью, долговечностью, производительностью и коррозионной стойкостью обоих материалов не имеет себе равных.
Тем не менее, следующие материалы могут быть близкими альтернативами стали с точки зрения одного аспекта, такого как коррозионная стойкость, повышенная долговечность или общая прочность.
Никелевые сплавы
Идеальная альтернатива там, где коррозионная стойкость является наиболее важным фактором, поскольку никель максимально близок к химически инертному материалу с разумной прочностью и ковкостью.
Алюминиевые сплавы
Алюминиевый сплав является дорогой альтернативой многим стальным изделиям, где требуются прочность, долговечность и высокое отношение прочности к весу.
Титан
Легкий, прочный и чрезвычайно прочный материал, который обычно используется в аэрокосмической отрасли. Однако важно отметить, что титан чрезвычайно трудно поддается обработке, что отражается на общей стоимости материала.
Керамика
Это еще одна отличная альтернатива с сопоставимой прочностью, долговечностью и коррозионной стойкостью. Однако большинство керамик чрезвычайно хрупкие, что ограничивает их применение лишь в нескольких областях.
Выберите Надежного Партнера Для Металлообработки
Обработка и производство стали требует точности и опыта. Правильный партнер-производитель может обеспечить наилучшие результаты за короткое время, и это именно то, что WayKen предлагает клиентам.
Мы обладаем обширным опытом в области обработки как углеродистой, так и легированной стали. Наши комплексные возможности металлообработки , включая фрезерование, токарную обработку стали и изготовление пресс-форм для быстрой обработки стали, позволяют создавать даже самые сложные детали с требуемой точностью и аккуратностью.
Заключение
Как легированная, так и углеродистая сталь играют важную роль в различных отраслях промышленности. Правильный выбор между ними зависит от конкретного применения и требуемых свойств материала. Оба материала имеют свои недостатки и преимущества. Производитель несет ответственность за выбор правильного материала, обеспечивающего идеальный баланс между стоимостью, физическими свойствами и производительностью.
