Нелегированная сталь
Нелегированная или конструкционная углеродистая сталь – это чистое железо с небольшим количеством загрязняющих примесей. По факту, это единый термин для группы сталей, использующихся при производстве отливок узлов и деталей различных механизмов и машин. Нелегированная сталь чаще всего представлена в виде сортового проката, активно задействованного в станкостроении и машиностроении при производстве оснований, рам, элементов корпуса, а также деталей, которые передают крутящие моменты, испытывают несущие нагрузки и отвечают за линейные перемещения.
Основные характеристики
Нелегированная (углеродистая) сталь содержит от 0,1 до 1,5% углерода. В ней присутствует не более 0,6 % меди и кремния, а также до 1,65% марганца. Сталь, в составе которой 0,6-1,7% углерода, после тепловой обработки приобретает достаточно высокую твердость и может использоваться при изготовлении режущего инструмента. При количестве углерода до 0,6%, металл также может быть подвергнут закалке, но ограничено. Упрочняющая термообработка (закалка с последующим охлаждением и низким отпуском) обеспечивает высокие значения твердости поверхностного слоя заготовки (HRC 60-64), хорошую износостойкость изделия, приемлемую вязкость и прочность сердцевины. К недостаткам углеродистой стали можно отнести малую прокаливаемость и относительно небольшую теплостойкость (до 250°С).
Применение
Существует две основных группы углеродистых сталей, а именно конструкционные, не требующие повышения качества посредством термообработки, и улучшенные (цементированные), т.е. проходящие термообработку с целью приобретения заданных значений твердости и вязкости. Из нелегированной стали изготавливаются болты, гайки, гвозди и другая продукция метизных производств. Инструментальные углеродистые стали (общего назначения) используются преимущественно при производстве инструментов, к которым не предъявляются завышенные требования. Это могут быть штампующие, режущие, измерительные, слесарно-монтажные инструменты, а также различные виды технологической оснастки. Кроме того, нелегированная сталь относится к категории самых доступных и легко обрабатываемых материалов, использующихся при изготовлении оборудования, задействованного в химической промышленности.
Уникальность
Доля углеродистых сталей в производстве составляет более 85%. На сегодняшний день они являются самыми доступными по цене и приемлемыми по качеству для решения многих задач. Механические свойства отдельных марок нелегированной стали регулируются за счет изменения доли углерода в металле. При небольшом количестве углерода, сталь мягкая и не отличающаяся достаточной прочностью. Тем не менее, необходимая твердость поверхности металла может быть обеспечена за счет цементации. Для этого сталь подвергается термообработке вместе с компонентами, имеющими высокое содержание углерода (окись углерода, древесный уголь). В результате, происходит насыщение исходного металла углеродом, а соответственно и повышение его твердости и прочности.