Kolstål: branschens hårda kärnfundament
Huvudkomponenterna i kolstål är järn och kol. Dess kolinnehåll är vanligtvis mellan 0. 02% och 2,1%. Den innehåller också en liten mängd mangan, kisel, svavel, fosfor och andra element. Som ett av de mest använda metallmaterialen i modern industri har kolstål blivit ett basmaterial inom konstruktionsområden, maskinproduktion, transport etc. på grund av dess fördelar som låg kostnad, justerbar prestanda och bekväm bearbetning.
Klassificering
Enligt skillnaden i kolinnehåll kan kolstål delas upp i tre kategorier:
Lågkolstål
Lågkolstål (C mindre än eller lika med 0. 25%): Det har utmärkt plasticitet och svets Förmåga, stark slagmotstånd och typiska applikationer inkluderar bilskal, stålstänger och kallrullade plattor. Rockwell Hardness HRB handlar om 60-90
Medium kolstål
Medium kolstål (0. 25%
Högkolstål
Hög kolstål (C större än eller lika med 0. 6%): Hårdheten kan nå HRC60 eller högre, men sprödheten är betydande. Det används främst för höghållfast verktyg som knivar och fjädrar.
Produktionsprocess
Modern karbonstålproduktion antar huvudsakligen två processer: syre toppblåsta omvandlare (BOF) och elektrisk bågsugn (EAF), som står för 70% respektive 25% av den globala produktionen. Efter raffinering görs det till plattor, profiler etc. genom kontinuerlig casting-het rullningsprocess. Därefter kan värmebehandlingar såsom normalisering (uppvärmning till 850 grader och luftkylning) och kylning (vattenkylning) utföras för att förändra mikrostrukturen. Exempelvis kan släckning + låg temperaturtempering få en hög hårdhet tempererad martensitstruktur.
Prestationsfördelar och begränsningar
Kolståls styrka-till-vikt-förhållande är bättre än de flesta legeringar, och bearbetningskostnaden är endast 1\/3 av det i rostfritt stål. Emellertid är dess korrosionsmotstånd dålig, och den årliga korrosionshastigheten i en fuktig miljö kan nå 0. 1-0. 7mm, som måste skyddas genom galvanisering (zinkskikt större än eller lika med 80 g\/m²) eller målning. Sprött fraktur är benägna att förekomma i miljöer med låg temperatur (<-40℃), so nickel-based low-temperature steel is mostly used in equipment in the Arctic.
Applikationsinnovation
Under de senaste åren har låglegerat höghållfast stål (HSLA) såsom Q345B ökat sin avkastningsstyrka till mer än 345MPa genom att lägga till mindre än eller lika med 1,5% av NB, V och andra element och framgångsrikt minskat sin vikt med 2 0% för användning i vindkraft. Ytförgasningsbehandling (djup 0. 5-2 mm) kan göra att ytan på växeln når hrc 58-62, medan kärnan upprätthåller god seghet.
Med utvecklingen av materialmodifieringsteknik bryter kolstål genom de traditionella prestandadgränserna genom mikrostrukturreglering och sammansatta processer (laserbeläggning keramisk beläggning) och fortsätter att föryngra ny vitalitet under begreppet grön tillverkning.
