4 вида стали: Чем они отличаются?

Различные виды стали

Возможность преобразования стали в различные виды путем изменения ее состава еще больше повышает ее универсальность. Различные виды стали придают ей особые свойства, подходящие для конкретного применения.

Вот четыре основных вида стали:

1. Углеродистая сталь

Углеродистая сталь названа так из-за более высокой концентрации углерода. Она содержит больше C и минимальное количество других элементов, что делает углеродистую сталь простой, но очень прочной.

Как правило, углеродистая сталь считается самым прочным видом стали. Именно поэтому для изготовления деталей, которые должны быть прочными, используется такая сталь. К числу областей применения углеродистой стали относятся режущие инструменты, посуда, литье и тяжелое машиностроение. Сегодня углеродистая сталь занимает 90% от общего объема производимой в мире стали. В США примерно 85% всей производимой стали приходится на углеродистую сталь.

Однако, несмотря на то, что углеродистую сталь часто путают с чугуном, они все же отличаются. Углеродистая сталь содержит более или менее 1% углерода, но никогда не превышает порог в 2%. Напротив, чугун содержит больше углерода - от 2% до 3,5% в весе. Повышенное содержание углерода в чугуне приводит к образованию шероховатых зерен и хрупкости.

Виды углеродистой стали

Углеродистая сталь подразделяется на три подтипа в зависимости от общего содержания углерода. Эти марки служат для разных целей и обладают разными свойствами.

• Низкоуглеродные: Низкоуглеродистые стали также называют низкоуглеродистыми. Они содержат до 0,30% углерода. Такое низкое содержание углерода делает низкоуглеродистую сталь вязкой и более ковкой. Низкоуглеродистые виды стали являются самыми дешевыми и чаще всего используются для изготовления труб, пищевых банок и проволоки.
• Средний карбон: Добавьте от 0,31% до 0,60% углерода, и вы получите среднеуглеродистую сталь. Этот подтип иногда содержит марганец в количестве от 0,6% до 1,65%. При более высоком процентном содержании углерода среднеуглеродистые стали менее пластичны и прочны, чем низкоуглеродистые. Они используются для изготовления коленчатых валов, зубчатых колес, поковок и железнодорожных рельсов.
• Высокоуглеродистая: Высокоуглеродистая сталь с высоким содержанием углерода - 0,61%, но не более 2,0% - является самым прочным типом. Однако, по сравнению с низкоуглеродистой сталью, она более хрупкая и сложнее поддается сварке. Благодаря своей твердости она часто используется для изготовления деталей, устойчивых к истиранию.

2. Легированная сталь

При производстве углеродистой стали вы соединяете железо и углерод, чтобы получить материал. Однако для получения легированной стали углеродистая сталь сочетается с легирующим элементом. По сути, легированная сталь сочетает в себе железо, углерод и один или несколько легирующих элементов.

Конкретные свойства сплава зависят от того, какой элемент в нем содержится и в каком количестве. В зависимости от требований, легированная сталь может содержать от 1% до 50% легирующих элементов от общего веса.

Но поскольку не все легирующие элементы так распространены, как железо или углерод, легированная сталь может быть более дорогой. Тем не менее, такие элементы позволяют получить очень специфические свойства для специальных применений.

Например, титановый сплав может стоить очень дорого. Но он гарантирует экстремальную прочность на разрыв и твердость даже при очень высоких температурах. Поэтому титановый сплав часто используется только в ювелирных изделиях, медицинских приборах и космических кораблях.

Вот другие распространенные сплавы и их свойства.

• Медь: Эффективный проводник тепла, устойчивый к коррозии. Идеально подходит для электропроводки.
• Алюминий: Высокая гибкость, термостойкость и легкость.
• Кремний: Повышенная эластичность благодаря мягкости элемента. Он податлив и магнитен, идеально подходит для электрических трансформаторов.
• Марганец: Прочный и ударостойкий, что делает его идеальным для сейфов и пуленепробиваемых шкафов.

3. Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь - один из самых прочных и хорошо различимых видов стали. Из нее часто изготавливают детали, которые не должны ржаветь. Мы часто видим эту сталь в медицинском оборудовании, инструментах, столовых приборах и посуде.

Отражающий и блестящий блеск нержавеющей стали - заслуга основного легирующего элемента, хрома. Содержание хрома в такой стали обычно составляет от 10,5% до 30% от общего веса. При полировке чем выше содержание хрома, тем больше блеск поверхности стали.

Помимо эстетических качеств, нержавеющая сталь отличается прочностью, свариваемостью и гигиеничностью. Вот ее распространенные разновидности:

• Мартенситная нержавеющая сталь: Обладает высокой прочностью на разрыв, твердостью и ударопрочностью, свойственными нержавеющей стали. Однако мартенситная нержавеющая сталь обладает меньшей коррозионной стойкостью, чем другие разновидности. Кроме того, это наименее распространенный тип.
• Ферритная нержавеющая сталь: Это один из самых распространенных видов нержавеющей стали. Она остается менее дорогой из-за меньшего содержания никеля. В отличие от аустенитной нержавейки, эта магнитится.
• Аустенитная нержавеющая сталь: Известна как наиболее распространенная категория и имеет более высокую концентрацию хрома и никеля. Благодаря этому аустенитная нержавейка обладает более высокой коррозионной стойкостью и немагнитными свойствами.
• Нержавеющая сталь Duplex: Дуплексные сплавы сочетают в себе ферритные и аустенитные стали. Этот металл наследует дуплекс, то есть высокую коррозионную стойкость, пластичность и прочность двух сплавов. Дуплексный сплав часто используется в газопроводах и химической промышленности.

4. Инструментальные стали

Эта сталь представляет собой высокоуглеродистый металл, предназначенный для изготовления инструментов, отсюда и название. Наличие таких легирующих металлов, как вольфрам и кобальт, придает инструментальной стали исключительную прочность. Это также помогает стали сохранять свою форму после тяжелой и длительной работы.

Элементы и процесс отпуска делают инструментальную сталь жаропрочной и абразивной, что идеально подходит для применения в условиях сильных ударов.

Распространенные типы инструментальных сталей

• Водная закалка: Закаленный водой, самый доступный и стандартный материал для повседневных инструментов.
• Воздушная закалка: Закалка осуществляется путем естественного закаливания на воздухе. Этому процессу должны подвергаться только те изделия, которые содержат металлы, подлежащие закалке на воздухе.
• Горячая обработка: Более прочные инструментальные стали идеально подходят для высокотемпературных применений, таких как литье или ковка. Инструментальные стали класса H отличаются более высоким содержанием легирующих элементов и более низким содержанием углерода.
• Устойчивость к ударам: Стальные инструменты, идеально подходящие для работы с нагрузками и при низких температурах. Инструменты, способные выдерживать сильные удары, но обладающие ограниченной стойкостью к истиранию.
• Высокоскоростной: это инструмент, который обычно используется для резки. Они названы так потому, что могут резать быстрее, чем углеродистая сталь. Высокоскоростные инструментальные стали делятся на Т-тип (на основе вольфрама) и М-тип (на основе молибдена).