Источник: advanced engineering group
Everyone is familiar with iron, углерод, and steel. Iron and carbon are the basic chemical elements of which metal steel consists. As small as a pair of scissors, as large as a spaceship, these inventions are inseparable from the use of steel.
Steel is actually a huge family of metal alloys. With professional methods, steel can be divided into different types. Например, according to the amount of chemical element carbon, steel can be divided into mild steel (C≤0.25%), medium carbon steel (C≤0.25~0.60%) and high carbon steel (C≤0.60%).
There are many factors to consider when choosing carbon steel or stainless steel, такой как твердость, price, applications и так далее. Sometimes consumers also need to take the manufacturer and supplier into account.
Например, as a Поставщик нержавеющей стали, SSMETAL is famous for its diverse Продукт из нержавеющей стали включая large sheets, катушки, полосы, трубы, и profiles. The goal of SSMETAL is to provide consumers with high-quality stainless materials. SSMETAL is also one of the best Поставщик листа нержавеющей стали since it has precise cutting and slitting technology to adapt to different requirements for size.
This article will briefly discuss two common types of steel: stainless steel and carbon steel and compare their difference with respect to твердость, elasticity, weight, price, и applications.
Carbon Steel and Its Four Types
Carbon steel is an iron carbon alloy with carbon content ranging from 0.0218% к 2.11%. This type of steel also contains small amounts of silicon, manganese, sulfur and phosphorus. For carbon steel, the higher the carbon content, the greater the hardness and strength, but the lower the plasticity.
There are four general categories of carbon steel: low, medium, высокий, and ultra high.
Low-carbon steel with typically under 0.30% carbon is easily formable and often used in pipe, wire, and general hardware.
Medium carbon steel has the carbon content of between 0.31% и 0.6%. This type of steel is much stronger and used in railroad applications, mechanical parts, and other similar applications.
The carbon content of high-carbon steel is between 0.61% и 1%. It is most often used in high tensile strength or wear applications such as blades and springs.
Ultra-high-carbon steel has approximately 1.25–2.0% carbon content. It can be tempered to great hardness.
Stainless Steel and Its Five Types
Stainless steel contains iron, углерод, and at least 10.5% хром. Chromium is the key component of stainless steel. It reacts with oxygen to form a passivation layer that protects the steel from corrosion.
There are more than 100 grades of stainless steel the majority of which are classified into five groups: аустенитный, ферритный, мартенситный, дуплекс, and precipitation-hardening.
With 16 к 26 percent chromium and up to 35 percent nickel, austenitic steels usually have the highest corrosion resistance. They are not hardenable by heat treatment and are nonmagnetic. The most common type of austenitic steel is the 18/8, or 304 оценка, which contains 18 percent chromium and 8 percent nickel. Typical applications include aircraft and the food-processing industries.
Standard ferritic steels
It contains 10.5 к 27 percent chromium and is nickel-free. It is due to the low carbon content (less than 0.2 percent) that ferritic steels are not hardenable by heat treatment and have less critical anticorrosion applications, such as architectural and auto trim.
Martensitic steels
usually contain 11.5 к 18 percent chromium and up to 1.2 percent carbon with nickel added. They are hardenable by heat treatment, have modest corrosion resistance, and are applied to the production of cutlery, хирургические инструменты, wrenches, and turbines.
Дуплексные нержавеющие стали
Это сочетание аустенитной и ферритной нержавеющей стали в равных количествах.. Это означает, что дуплексные нержавеющие стали содержат 21 к 27 процент хрома, 1.35 к 8 percent nickel, 0.05 к 3 процент меди, и 0.05 к 5 процент молибдена. Дуплексные нержавеющие стали прочнее и устойчивее к коррозии, чем аустенитные и ферритные нержавеющие стали., которые полезны при строительстве резервуаров для хранения, химическая обработка, и контейнеры для перевозки химикатов.
Дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь
Обычно он содержит 15 к 17.5 процент хрома, 3 к 5 percent nickel, и 3 к 5 процент меди. Этот тип нержавеющей стали славится своей прочностью благодаря добавлению алюминия., медь, и ниобий в сплав в количествах менее 0.5 процент от общей массы сплава. Часто используется при строительстве длинных валов., по коррозионной стойкости сравним с аустенитной нержавеющей сталью..
Сравнение
Источник: Монроинжиниринг
твердость
В материаловедении, твердость the ability to withstand surface indentation (localized plastic deformation) and scratching. Hardness is probably the most poorly defined material property because it may indicate resistance to scratching, resistance to abrasion, resistance to indentation or even resistance to shaping or localized plastic deformation. Hardness is important from an engineering standpoint because resistance to wear by either friction or erosion by steam, масло, and water generally increases with hardness.
The test provides numerical results to quantify the hardness of a material, which is expressed by the Brinell hardness number – HB. The Brinell hardness number is designated by the most commonly used test standards (ASTM E10-14[2] and ISO 6506–1:2005) as HBW (H from hardness, B from Brinell, and W from the material of the indenter, tungsten (wolfram) карбид). В прежних стандартах, HB или HBS использовались для обозначения измерений, выполненных с помощью стальных инденторов..
Высокоуглеродистая сталь настолько тверда и износостойка, что может выдержать большую силу, прежде чем деформируется.. К сожалению, твердые металлы также хрупкие. Высокоуглеродистая сталь скорее треснет, чем погнется. при нахождении под сильным растягивающим напряжением. Из нержавеющей стали, хром может использоваться в качестве упрочняющего элемента и часто используется в сочетании с упрочняющими элементами, такими как никель, для получения превосходных механических свойств..
Некоторые распространенные материалы и их твердость по Бринеллю
| Материал | Число твердости по Бринеллю – полупансион (МПа) |
| Вести | 5.0 |
| Медь | 35 |
| Мягкая латунь | 60 |
| Ферритная нержавеющая сталь | 180 |
| Нержавеющая сталь – 304 | 201 |
| Дуплекс из нержавеющей стали | 217 |
| Дисперсионно-твердеющие стали | 353 |
| Белый чугун | 415 |
| Стекло | 1550 |
Эластичность
Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающих и сжимающих напряжений в режиме линейной упругости одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение.. До предельного напряжения, тело сможет восстановить свои размеры после снятия нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из положения равновесия.. Все атомы смещаются на одинаковую величину и сохраняют свою относительную геометрию.. Когда стрессы сняты, все атомы возвращаются в исходное положение, остаточной деформации не происходит..
Модуль упругости Юнга высокоуглеродистой стали равен 200 ГПа, и аустенитная нержавеющая сталь 45 ГПа. Модуль Юнга стали является мерой ее жесткости/сопротивления упругой деформации растягивающим нагрузкам.. Причина различных значений модуля Юнга сталей связана с технологическим процессом производства., который учитывает количество примесей в стали и указанный тип/марку стали..
Долговечность
Углеродистая сталь может ржаветь в некоторых условиях, поскольку ей не хватает коррозионной стойкости, как у ее аналога из нержавеющей стали.. Хотя углеродистая сталь прочнее нержавеющей стали., он может ржаветь и корродировать под воздействием влаги. Даже небольшое количество влаги, включая влажные пары в воздухе, может вызвать ржавчину углеродистой стали.
Углеродистая сталь менее пластична, чем нержавеющая сталь.. Нержавеющая сталь обычно более податлива, чем углеродистая сталь., главным образом из-за более высокого содержания никеля. Но некоторые нержавеющие стали очень хрупкие., как мартенситная нержавеющая сталь.
Масса
Сталь – деформируемый материал., so the properties and weight of steel can be affected under different conditions. The theoretical weight of steel refers to the weight per unit length of material of specific length and thickness. In the calculation of theoretical weight, in addition to the outside diameter and thickness indicated by the specification, the features of the material also need to be considered, such as metal type, element content and specific gravity.
The density of stainless steel is about 7.9 g/cm3. The weight of stainless steel per cubic inch is 0.285 pounds, and per cubic foot is 490 pounds. The typical density for carbon steel plate is 0.284 pounds per cubic inch. The weight of carbon steel per cubic foot is 490 pounds in imperial or 7.85 cubic meters in metric.
Цена
The price of steel is determined by many variables such as supply, demand, and energy prices. Raw materials prices change daily. Однако, generally speaking, stainless steels cost four to five times much as carbon steel in material costs. Carbon steel is about $500/ton, while stainless steel costs about $2000/ton.
Stainless steel is more expensive than carbon steel because other alloys, such as chromium, никель, и марганец, are added to the process of making stainless steel. Using these extra elements adds to the cost. Compared with stainless steel, carbon steel is mainly made up of relatively inexpensive iron and carbon. Carbon steel is therefore cheaper to produce. If the budget is tight, carbon steel may be the best choice.
When purchasing appliances and other large items, it is important to pay attention to the stainless steel grade. Not all stainless steel has the same price. Stainless steel with a minimum chromium content of 10.5% is much cheaper and less durable than stainless steel with a chromium content of 16%. The price difference will show up later in maintenance costs and service life.
Заявление
The most commonly used form of steel is carbon steel. Up to 90% of the steel produced today is carbon steel. Wide availability, range of properties, and cost make this form of steel ideal for manufacturing, строительство, transportation, and industrial uses.
Typical applications for low-carbon steel include automobile body components, structural shapes, and sheets that are used in pipelines, and buildings.
Medium-carbon Steel is mostly used in the production of machine components, shafts, axles, gears, crankshafts, coupling and forgings and could also be used in rails and railway wheels.
High-carbon steels could be used for springs, rope wires, hammers, screwdrivers, and wrenches.
Сверхвысокоуглеродистая сталь может использоваться для изготовления изделий из твердой стали., например, рессоры для грузовиков, режущие инструменты по металлу, и других специальных целей, таких как (непромышленного назначения) ножи, axles, или удары руками. Большинство сталей с более чем 2.5% содержание углерода изготовлены методом порошковой металлургии.
Несмотря на разнообразие типов нержавеющей стали, регулярно используется только дюжина или около того.
Например, Тип AISI 304 SS, имеющий хромоникелевую составляющую и низкоуглеродистый, популярен благодаря хорошей коррозионной стойкости, очищаемость, и формуемость, что делает его популярным для многих предметов повседневного использования, таких как кухонные мойки..
Тип AISI 316 SS, содержащий легирующий элемент молибден, даже более устойчив к химическому воздействию, чем Тип 304, что делает его полезным при воздействии морской воды, рассол, серная кислота, и другие коррозионные вещества, обнаруженные в промышленной среде..
В общем, нержавеющая сталь обычно используется в агрессивных или высокотемпературных средах.. Высокий уровень хрома и никеля придает нержавеющей стали уникальные свойства для работы в таких средах.. Обычное применение — кухонная утварь., применение соленой воды, и автомобильные выхлопы. Нержавеющая сталь также встречается в бытовой технике., ящики для инструментов, автомобильные колеса, и так далее.
Заключение
Источник: ссметалинокс
Подводить итоги, Углеродистая сталь и нержавеющая сталь имеют преимущества и недостатки в разных аспектах.. Каждый тип стали различается по своим свойствам, таким как твердость, elasticity, долговечность, weight, и price поэтому разные виды стали применяются в разных условиях. Потребители должны учитывать свойства стали при покупке..
Углеродистая сталь или нержавеющая сталь? Независимо от разницы между углеродистой сталью и нержавеющей сталью, самое главное, чтобы потребители могли выбрать тот тип стали, который соответствует их требованиям..
