Уплыў рознага ўтрымання вугляроду на сталь
Feb 25, 2026
Вуглярод з'яўляецца адным з найважнейшых легіруючых элементаў у сталі, і яго ўтрыманне непасрэдна ўплывае на мікраструктуру, механічныя ўласцівасці і тэхналагічныя ўласцівасці сталі. Далей прыводзіцца падрабязны аналіз уплыву рознага ўтрымання вугляроду на ўласцівасці сталі:
1. Уплыў утрымання вугляроду на мікраструктуру сталі
Мікраструктура сталі ў асноўным складаецца з ферыту (-Fe), цэментыту (Fe₃C), перліту (слаістай сумесі ферыту і цэментыту), аўстэніту (-Fe, высокатэмпературная-фаза) і мартэнсіту (цвёрдая фаза пасля загартоўкі). Змены ўтрымання вугляроду зменяць долю гэтых структур:
|
Нізка{0}}вугляродзістая сталь (C <0,25%): |
Пераважна ферыт, з невялікай колькасцю перліту, добрая пластычнасць, але нізкая трываласць. |
|
Сярэдневугляродзістая-сталь (0,25% Менш або роўна C Менш або роўна 0,6%): |
Павялічваецца доля перліту, а памяншаецца колькасць ферыту, які спалучае трываласць і глейкасць. |
|
Высока{0}}вугляродзістая сталь (C > 0,6%): |
Пераважае перліт, а калі ўтрыманне вугляроду вышэй, з'яўляецца сеткаваты цэментыт з высокай цвёрдасцю, але вялікай далікатнасцю. |
2. Уплыў утрымання вугляроду на механічныя ўласцівасці
|
Дыяпазон утрымання вугляроду |
Тыповая прадукцыйнасць |
|
< 0.1% |
Надзвычай мяккі, вельмі пластычны (напрыклад, прамысловае чыстае жалеза), лёгка паддаецца апрацоўцы і фарміраванню, але з нізкай трываласцю (σₓ ≈ 200 МПа). |
|
0.1%~0.25% |
Нізка{0}}вугляродзістая сталь (напрыклад, Q235), добрая пластычнасць і зварвальнасць, выкарыстоўваецца ў будаўніцтве, аўтамабільных плітах і г.д. |
|
0.3%~0.5% |
Сярэдне{0}}вугляродзістая сталь (напрыклад, сталь 45), ураўнаважваючы трываласць і цвёрдасць, выкарыстоўваецца для такіх структурных кампанентаў, як валы, шасцярні і г.д. |
|
0.6%~1.0% |
Высока-вугляродзістая сталь (такая як T8, T10), вельмі высокая цвёрдасць (HRC 60+), але з высокай далікатнасцю, выкарыстоўваецца для інструментаў, спружын і г.д. |
|
>1.0% |
Ультра-высокавугляродзістая-сталь, надзвычай высокая цвёрдасць, але надзвычай далікатная, патрабуе спецыяльнай тэрмічнай апрацоўкі (напрыклад, сфероидизирующего адпалу) для паляпшэння апрацоўваемасці. |
Трываласць і цвёрдасць: з павелічэннем утрымання вугляроду доля цэментыту павялічваецца, і цвёрдасць і трываласць на разрыў (σₓ) сталі значна павялічваюцца, але пластычнасць (падаўжэнне δ) і трываласць (энергія ўдару AKV) зніжаюцца.
Крохкі пераход: высока-вугляродзістая сталь схільная да далікатнага разбурэння пры нізкіх тэмпературах або ўдарных нагрузках.
3. Сінэргічны эфект вугляроду з іншымі элементамі
Марганец (Mn): можа паменшыць шкоду серы і палепшыць загартоўвальнасць.
Крэмній (Si): умацоўвае ферыт, але зніжае пластычнасць.
Легаваная сталь: шляхам дадання такіх элементаў, як Cr, Ni, Mo і г.д., можна дасягнуць высокай трываласці і трываласці пры меншым утрыманні вугляроду.