碳钢比低碳钢好吗?

还是它们是一样的?

碳钢比低碳钢好吗?技巧的问题!低碳钢是一种碳钢。所有的钢中都含有碳元素。当这种碳是主要的合金元素时,合金就被认为是碳素钢。“低碳”钢是低碳钢的另一种名称。还有其他碳含量不同的碳素钢。哪一种更好取决于钢的用途。

中国每年生产的钢铁超过15亿吨,用于制造从缝纫针到摩天大楼的结构梁等各种产品。碳钢是最常用的钢合金,约占美国总产量的85%。产品含碳量在0-2%范围内。这种碳影响了钢的微观结构,赋予了它传奇般的强度和韧性。这些合金还含有少量的锰、硅和铜。低碳钢是低碳钢的商业术语,其含碳量在0.04-0.3%之间。

用于管道的低碳钢
低碳钢具有特殊的延展性,用于输送石油、天然气或水的管道。

碳钢类

碳钢可根据产品的化学成分和特性进行分类。软钢也属于低碳钢类别,因为它含有相似的碳含量。普通碳钢不含合金,可分为四类:

用于汽车车身零件的低碳钢

1.低碳钢或低碳钢

低碳钢含碳量为0.04-0.3%,是最常见的碳钢牌号。低碳钢也被认为是低碳钢,因为它的定义是低碳含量为0.05-0.25%。低碳钢延展性好,可塑性强,可用于汽车车身零件、板材和线材制品。在低碳含量范围的高端,加上高达1.5%的锰,机械性能适用于冲压件、锻件、无缝管和锅炉板。

双碳钢齿轮

2.中碳钢

中碳钢的碳含量范围为0.31-0.6%,锰含量范围为0.6-1.65%。这种钢可以通过热处理和淬火来进一步调整其组织和力学性能。常见的应用包括轴、轴、齿轮、轨道和铁路车轮。

高碳悬挂线圈弹簧

3.高碳钢

高碳钢的碳含量范围为0.6-1%,锰含量为0.3-0.9%。高碳钢的特性使其适合用作弹簧和高强度线材。除非焊接程序中包含详细的热处理程序,否则不能焊接这些产品。高碳钢用于边缘工具、高强度钢丝和弹簧。

超高碳钢刀

4.超高碳钢

超高碳钢的碳含量范围为1.25-2%,是一种实验合金。回火可以产生具有很高硬度的钢,这对刀、轴或冲床等应用非常有用。

碳钢制造

碳钢和低碳钢的制造分三个阶段:

  1. 主要炼钢
  2. 二次炼钢
  3. 铸造

接下来是对最终产品特性有直接影响的各种涂饰技术。

高炉炼钢
钢是在高炉中生产的,然后将熔化的钢从高炉中抽送到钢包或钢槽中进行进一步加工。

1.一次炼钢

钢材可以由100%的回收材料制成,也可以由回收材料和原钢的组合制成。原始钢是在高炉中用铁矿石、焦炭(由煤生产)和石灰生产的。将原材料添加到熔炉顶部,熔炉在3000°F下运行。当铁矿石熔化并与燃烧的焦炭混合时,碳被释放到熔融产品中。杂质被石灰吸收到表面的熔渣中,熔渣可以从钢液中撇去。该阶段的产品含有约4%的碳,但仍存在一些杂质。熔融的未净化钢被转移到碱性氧气炉(BOF),该炉已经含有回收的废金属。将纯氧吹入钢液中氧化多余的碳,形成含碳量高达1.5%的成品。

回收废钢可在电弧炉中进行再加工而不添加原钢。大功率电弧在高达3000°F的温度下熔化金属。当废钢熔化时,可以往炉中加入更多的废钢,直至达到其容量。一旦达到钢液的平面浴,氧气以与转炉相同的方式吹过。在这两种情况下,钢水从炉中抽出进入钢包或钢槽进行进一步处理,同时去除表面含有杂质的渣。

2.二次炼钢

市场对更高质量的要求产品和稳定的性能促进了二次炼钢工艺的发展。

电弧炉

在电弧炉中,通过添加或移除单个部件或通过控制温度来改变钢的成分。

  • 激动人心的
    用电磁场在钢包内诱导出湍流。这种方法很容易分离浮在表面的非金属夹杂物,同时确保钢的混合物和成分均匀。
  • 钢包炉
    钢包充当二次电极炉,实现精确的温度控制和合金成分的测量注入。
  • 钢包注入
    惰性气体被注入钢浴的底部。当气体升温并通过钢水上升时,就达到了搅拌的效果。
  • 脱气
    去除氢、氧和氮,同时降低产品的硫含量。用于脱钢液气体的各种技术,包括真空、惰性气体喷射和温度控制。
  • 成分调整(吹氧密封吹氩-CAS-OB)
    搅拌是通过向密封钢浴中注入氩气来实现的。通气管的布置防止了渣在氢含量降低和氧化物夹杂浮到表面时受到扰动。氧气通过喷枪输送到浴槽,铝通过通气管添加,提高了温度控制水平和精确的最终成分。
脱氧钢

二次炼钢的一个关键方面是除氧。氧气的存在钢液当它开始凝固时,会与碳发生反应,释放出一氧化碳气体。控制脱氧可以用来改变成品的特性,从而改变钢用于不同应用的适用性。

  • 上药水钢
    沸腾钢是未脱氧或部分脱氧的钢。在凝固过程中产生高水平的一氧化碳,导致良好的表面质量,但存在许多气孔。
  • 封顶钢
    封盖钢最初遵循与沸腾相同的模式,但大约一分钟后,模具封盖以抑制一氧化碳的形成。
  • 半镇静钢
    半镇静钢在倒入模具之前已经进行了部分脱氧,通常含碳量在0.15-0.3%之间。
  • 杀了钢
    镇静钢已完全脱氧,因此在凝固过程中根本不会形成一氧化碳。成品结构均匀,无气孔。加入钢包或铸模中作为初级脱氧剂,以“杀死”一氧化碳的形成;然而,在某些应用中,在成品中添加铝是不可取的。铝的替代品是由锰和硅组成的铁合金或硅化钙。

3.铸造

传统的铸造方法包括用起重机吊起钢包,这样钢水就可以被装入安装在轨道车上的单个模具中。锭模稍微变细,便于凝固后取出锭。钢锭被转移到均热坑,在那里重新加热热轧.

铸造机可将钢水连续铸造成更适合下游加工的形状。钢包被提升到一个升高的平台上,将钢水排入中间包,中间包为铸造机提供原料。钢水从中间包送入带有可移动底板的水冷模具。当钢皮凝固时,钢板慢慢降低,允许更多的钢水进入模具。钢在连铸机中形成板坯、钢坯或钢坯。固化后的产品在矫直和在机器末端切割之前由辊拉。这一过程可以持续几天或几周而不中断。

碳钢完成

碳钢制造过程完成后,使用轧制完成,热处理、表面处理或下游二次加工。

从连铸机中取出的热钢坯

产品轧制

实心铸锭必须轧制成更有用的形状和尺寸,如连铸生产的形状和尺寸。钢由旋转辊压缩和拉动。当钢进入机器时,辊的旋转速度比钢快,因此推动钢向前并压缩钢。

在加工厂热轧低碳钢
热成形

钢被加热到再结晶温度以上以破坏铸态组织。这使得钢的晶粒尺寸更均匀,碳的分布也更均匀。

冷轧低碳钢卷
冷成型

冷成形是在再结晶温度以下进行的。这种工艺通过应变硬化提高了20%的强度,同时改善了光洁度并允许更严格的公差。钢在轧制过程中以半成品的形式出现,根据最终尺寸的不同,其形式有方坯、小方坯或厚板。方坯是一种非常厚的矩形板坯,方坯有相似的厚度但较窄的宽度,而方坯是一种更薄更宽的产品。

半成品在轧钢厂被进一步加工成中间产品,为下游公司制造和最终加工做好准备。

冷成型产品及应用

产品

应用程序

开花

结构应用

栏杆

栏杆
扶手
定制的栏杆

轧钢

机械制造
建设

盘子(厚度超过1/4英寸)

重工业
锅炉

工业船
坦克
船只

(厚度低于1/4英寸)

车身
家用电器
办公设备
饮料罐头

圆/方杆

建设框架
牙套

一旦钢离开轧钢厂,下游公司就会使用不同的二次加工技术来防止腐蚀并改善金属的性能。主要的技术是热处理。

热处理

的目的热处理钢是通过改变产物中碳的分布和内部的微观结构来控制其力学性能。当操纵钢的力学性能时,塑性的增加会导致塑性的降低硬度和力量,反之亦然。

规范化

钢被加热到比临界温度高130°F左右的温度。温度保持到整个产品均匀加热,然后风冷。这是最常见的热处理形式,使钢具有高强度和高硬度。

退火

将钢的温度提高至固溶状态1小时,然后以70°F / h的速度冷却。柔软而有韧性的钢没有内应力。

淬火

与正火过程相似,但在水、盐水或油中淬火可以加速冷却。由此产生的产品非常坚硬——比普通钢坚硬四倍——但非常脆,很容易断裂和开裂。由于这个原因,淬火到预定的温度之后,通常是受控的冷却速率下降到室温,这一过程称为回火或消除应力。通过设计热处理过程中的温度和冷却速率参数,可以精确地控制钢的性能。

表面处理

生产出来的钢材大约有三分之一经过表面涂层处理,以抑制腐蚀,提高焊接性和涂漆性。

热浸镀锌

镀锌是在钢表面涂一层锌的过程。钢在进入锌浴之前要加热,在锌浴中,液态锌在产品表面形成一层一层的层。涂层的厚度由气刀控制。为防止锌镀层开裂,在锌溶液中加入少量铝。

钢的热浸镀锌槽
在热浸镀锌中,钢在进入锌浴之前被加热,在锌浴中,液态的锌层覆盖在产品的表面。
电解镀锌

在钢制品上涂锌层的另一种方法是电解镀锌。锌通过控制电解液中的电流沉积到钢的表面。这种技术可以更好地控制涂层厚度。它还可以用于在产品的任意一侧应用不同厚度的差异涂层,或锌合金涂层,以优化所需的特性。

下游二次加工

下游企业进一步将钢铁原材料加工成成品。使用不同的加工技术,如机械加工,这涉及到用机床均匀地去除表面金属。连接钢也很常见,使用各种焊接技术。

钢铁回收设施
回收钢材的来源包括来自钢铁厂、二级制造商和产品生命周期结束时的钢铁产品的废料。

回收碳钢

金属回收是可持续生活和尽量减少人类活动对环境的影响的成功案例之一。钢铁是最可回收的材料比地球上所有其他物质的总和还要多。

回收钢材的来源包括来自钢铁厂、二级制造商和产品生命周期结束时的钢铁产品的废料。经常没有足够的回收钢材来满足制造业的需求,所以在成品的生产中,几乎总是有原始和回收钢材的组合。

回收钢材也很经济,因为它降低了成品的成本。由于这个原因,钢铁行业一直积极参与推广和建立回收网络,使使用寿命结束的产品易于回收。

有关钢材的更多信息,或要求定制项目的报价,请联系我们.

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