Что такое сталь?
Сталь — это общее название для стальных материалов, которые в основном состоят из железа и используются во всех промышленных областях.
Ни один стальной материал не состоит на 100% из железа, и химические компоненты, такие как углерод, азот и хром, добавляются в сталь для придания ей прочности, износостойкости и термостойкости. Наиболее распространенными типами стали являются SS (катаная сталь общего назначения), SN (катаная сталь для строительства зданий) и SM (катаная сталь для сварных конструкций). Материал SUS (нержавеющая сталь), в состав которого входит 10,5% или более хрома, обладает высокой устойчивостью к ржавчине.
Применение стали
Сталь используется во многих привычных продуктах, таких как бытовая техника и автомобили. Стальные материалы имеют различные требования с точки зрения прочности, температуры, проводимости, коррозионной стойкости, износостойкости, обрабатываемости, вязкости и т. д. Стальные материалы производятся для удовлетворения этих требований с помощью методов обработки, соотношения химических компонентов, добавляемых в сталь, и термической обработки.
При изготовлении из стальных камней производителями металлических материалов они формуются в прутковые формы, такие как сталь H-образной формы, сталь I-образной формы и сталь C-образной формы, которые затем продаются как формы материалов. Они используются в качестве строительных материалов для мостов и других конструкций. Кроме того, также доступны трубчатые формы. Пластинчатая сталь также доступна для использования в качестве листового металла для стен лифтов и других тонких листов.
Свойства стали
Химический состав стали состоит из следующих пяти элементов:
1. Углерод (C)
Добавление углерода увеличит прочность стали за счет повышения предела прочности на разрыв и твердости. Оно также улучшает прокаливаемость, но слишком много углерода может снизить ударную вязкость.
2. Кремний (Si)
Добавляемый в качестве поглотителя кислорода, Si может повысить предел текучести и прочность на разрыв, не влияя на ударную вязкость и способность к удлинению. Однако чрезмерное добавление может привести к хрупкому разрушению (хрупкости).
3. Марганец (Mn)
Марганец добавляется в качестве десульфурирующего агента и улучшает прокаливаемость, тем самым увеличивая предел текучести и предел прочности на разрыв без ухудшения ударной вязкости.
4. Фосфор (P)
Фосфор (P) считается примесью, образующейся при очистке стали, и является веществом, которое снижает прочность, такую как ударная вязкость и предел прочности на разрыв. С другой стороны, он оказывает эффект улучшения обрабатываемости, но в основном его содержание должно быть как можно ниже.
5. Сера (S)
Как и фосфор, сера рассматривается как примесь, которая снижает прочность и свариваемость, поэтому ее содержание, как правило, должно быть как можно ниже. С другой стороны, в сочетании с марганцем она действует как стружколом, который умеренно разбивает нитевидную стружку. Поэтому ее можно добавлять в соответствующих количествах для улучшения обрабатываемости.
Эти пять элементов в совокупности называются пятью элементами стали, и поскольку значительно высокое содержание любого одного элемента может отрицательно повлиять на прочность, баланс содержания регулируется в соответствии с местом и применением, где сталь используется для очистки стали до нужного материала для нужной цели. Кроме того, поскольку свойства стали также различаются в зависимости от того, как сталь подвергается термической обработке, необходимо вносить корректировки с учетом свойств после термической обработки.
Типы стальных материалов
В качестве репрезентативных примеров типов стали следующие три типа стали имеют следующие характеристики.
1. Общая конструкционная прокатная сталь (материал SS)
Существует четыре типа: SS330, SS400, SS490 и SS540. Цифры представляют собой нижний предел прочности на растяжение. Химический состав определяется количеством C, Mn, P и S. SS400 является наиболее распространенным и широко используемым.
2. Прокатная сталь для строительных конструкций (материал SN)
Существует пять типов стали: SN400A, B, C и SN490B, C. SN400A, B, C и SN490B, C используются в качестве конструкционных материалов для зданий и сооружений. Он предназначен для использования в качестве конструкционного материала для архитектуры и строительства, и определены индексы сейсмостойкости и свариваемости. Для обеспечения способности к пластической деформации указаны верхние пределы для коэффициента текучести и предела текучести.
3. Прокат стальной для сварных конструкций (материал SM)
Существует 11 типов материалов SM, и определяется химический состав C, Si, Mn, P и S. Материалы SM называются спокойной сталью (или полуспокойной сталью) и характеризуются более низким содержанием кислорода по сравнению с материалами SS.