1035 сталь: свойства и ключевые области применения Обзор
Поделиться
Table Of Content
Table Of Content
Сталь 1035 классифицируется как среднеуглеродистая легированная сталь, в основном состоящая из железа с содержанием углерода приблизительно от 0,30% до 0,40%. Этот сорт стали известен своим балансом прочности, пластичности и твердости, что делает его подходящим для различных инженерных приложений. Основные легирующие элементы в стали 1035 включают марганец, который увеличивает закаляемость и прочность, и кремний, который улучшает дегазацию при производстве стали.
Всеобъемлющий обзор
Сталь 1035 проявляет несколько значительных характеристик, которые определяют ее полезность в инженерных приложениях. Она обладает хорошими обрабатываемостью, свариваемостью и может быть закалена для достижения более высоких уровней твердости. Механические свойства стали, такие как предел прочности и предельная прочность, могут быть улучшены с помощью процессов, таких как закалка и отпуск, что делает ее универсальной для различных конструктивных приложений.
Преимущества стали 1035:
- Прочность и твердость: Обеспечивает хороший баланс прочности и твердости, что делает ее подходящей для деталей, требующих стойкости к износу.
- Свариваемость: Может быть сварена с использованием обычных методов, что является преимуществом для производства.
- Закаливаемость: Може быть закалена для улучшения механических свойств, что позволяет адаптировать характеристики для конкретных приложений.
Ограничения стали 1035:
- Коррозионная стойкость: Умеренная стойкость к коррозии, что может ограничивать ее использование в сильно коррозийной среде без защитных покрытий.
- Хрупкость при высоких уровнях твердости: При закалке до высокой твердости она может стать хрупкой, требуя тщательного учета в проектировании.
Исторически сталь 1035 использовалась в таких приложениях, как автомобильные компоненты, детали машин и конструктивные приложения из-за ее благоприятных механических свойств и легкости в обработке.
Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты
Стандартная организация | Обозначение/Класс | Страна/Регион происхождения | Примечания/Комментарии |
---|---|---|---|
UNS | G10350 | СШA | Ближайший эквивалент AISI 1035 |
AISI/SAE | 1035 | СШA | Среднеуглеродистая сталь с хорошей закаливаемостью |
ASTM | A29/A29M | СШA | Общие спецификации для углеродной стали |
EN | C35E | Европа | Похожий состав, незначительные отличия в механических свойствах |
JIS | S35C | Япония | Сравнимый класс с небольшими вариациями в содержании углерода |
В таблице выше представлены различные обозначения для стали 1035 по различным стандартам. Хотя эти классы могут считаться эквивалентными, тонкие различия в составе и механических свойствах могут повлиять на производительность в конкретных приложениях. Например, JIS S35C может иметь несколько другие характеристики закаливаемости по сравнению с AISI 1035, что может повлиять на выбор в зависимости от предполагаемого использования.
Ключевые свойства
Химический состав
Элемент (Символ и Название) | Диапазон процентов (%) |
---|---|
C (Углерод) | 0.30 - 0.40 |
Mn (Марганец) | 0.60 - 0.90 |
Si (Кремний) | 0.15 - 0.40 |
P (Фосфор) | ≤ 0.04 |
S (Сера) | ≤ 0.05 |
Основные легирующие элементы в стали 1035 включают:
- Углерод (C): Увеличивает твердость и прочность при термообработке.
- Марганец (Mn): Улучшает закаливаемость и предел tensile strength, способствуя общей производительности стали.
- Кремний (Si): Действует как дегазатор в процессе производства стали и увеличивает прочность.
Механические свойства
Свойство | Состояние/Отпуск | Температура испытания | Типичное значение/Диапазон (Метрические) | Типичное значение/Диапазон (Имперские) | Справочный стандарт для метода испытания |
---|---|---|---|---|---|
Предел прочности | Отпущенный | Комнатная температура | 580 - 700 MPa | 84 - 102 ksi | ASTM E8 |
Предел текучести (0.2% смещения) | Отпущенный | Комнатная температура | 310 - 450 MPa | 45 - 65 ksi | ASTM E8 |
Удлинение | Отпущенный | Комнатная температура | 20 - 25% | 20 - 25% | ASTM E8 |
Твердость (Бринелля) | Отпущенный | Комнатная температура | 170 - 210 HB | 170 - 210 HB | ASTM E10 |
Ударная прочность (Шарпи) | Отпущенный | -20°C (-4°F) | 30 - 50 J | 22 - 37 ft-lbf | ASTM E23 |
Механические свойства стали 1035 делают ее подходящей для приложений, требующих умеренной прочности и хорошей пластичности. Ее предел прочности и предел текучести позволяют ей выдерживать значительные нагрузки, в то время как удлинение указывает на хорошую формуемость. Значения твердости предполагают, что ее можно использовать в приложениях, где важна стойкость к износу.
Физические свойства
Свойство | Состояние/Температура | Значение (Метрические) | Значение (Имперские) |
---|---|---|---|
Плотность | Комнатная температура | 7.85 g/cm³ | 0.284 lb/in³ |
Температура плавления | - | 1425 - 1540 °C | 2600 - 2800 °F |
Теплопроводность | Комнатная температура | 45 W/m·K | 31 BTU·in/h·ft²·°F |
Удельная теплоемкость | Комнатная температура | 0.46 kJ/kg·K | 0.11 BTU/lb·°F |
Коэффициент термического расширения | Комнатная температура | 11.5 x 10⁻⁶/K | 6.4 x 10⁻⁶/°F |
Ключевые физические свойства, такие как плотность и температура плавления, критически важны для приложений, связанных с высокими температурами. Теплопроводность указывает на то, что сталь 1035 может эффективно рассеивать тепло, что полезно в приложениях, где необходима термическая обработка.
Коррозионная стойкость
Коррозионный агент | Концентрация (%) | Температура (°C) | Рейтинг стойкости | Комментарии |
---|---|---|---|---|
Атмосферная | - | - | Умеренная | Подвержена ржавчине |
Хлориды | - | 25°C (77°F) | Плохая | Риск питтинговой коррозии |
Кислоты | - | 20°C (68°F) | Плохая | Не рекомендуется |
Щелочи | - | 20°C (68°F) | Умеренная | Умеренная стойкость |
Сталь 1035 проявляет умеренную стойкость к коррозии, особенно в атмосферных условиях. Однако она подвержена питтинговой коррозии в средах с хлоридами и не должна использоваться в кислых условиях без защитных покрытий. По сравнению с нержавеющими сталями, такими как 304 или 316, коррозионная стойкость стали 1035 значительно ниже, что делает ее менее подходящей для приложений в морских или сильно коррозийных условиях.
Теплостойкость
Свойство/Предел | Температура (°C) | Температура (°F) | Примечания |
---|---|---|---|
Макс. Температура непрерывной работы | 400°C | 752°F | Подходит для приложений с умеренной температурой |
Макс. Температура прерывистой работы | 450°C | 842°F | Только кратковременное воздействие |
Температура окалины | 600°C | 1112°F | Риск окисления выше данного предела |
При повышенных температурах сталь 1035 может сохранять свои механические свойства до примерно 400°C (752°F). При превышении этой температуры возрастает риск окисления и появления окалины, что может подорвать целостность материала. Поэтому важно учитывать рабочую среду при выборе этой стали для высокотемпературных приложений.
Свойства обработки
Свариваемость
Процесс сварки | Рекомендуемый сварочный металл (Классификация AWS) | Типичный защитный газ/флюс | Комментарии |
---|---|---|---|
MIG | ER70S-6 | Смесь аргона и CO2 | Хорошо для тонкихSection |
TIG | ER70S-2 | Аргон | Отлично для точных работ |
Электродная | E7018 | - | Требует предварительного нагрева |
Сталь 1035 обычно считается свариваемой с использованием распространенных процессов сварки, таких как MIG, TIG и электродная сварка. Может потребоваться предварительный нагрев, чтобы избежать растрескивания, особенно в более толстых участках. Постсварочная термообработка также может помочь снять напряжения и улучшить общую производительность сварного соединения.
Обрабатываемость
Параметр механической обработки | Сталь 1035 | AISI 1212 | Комментарии/Советы |
---|---|---|---|
Индекс относительной обрабатываемости | 60 | 100 | 1212 легче обрабатывать |
Типичная скорость резания | 30 m/min | 50 m/min | Регулировать в зависимости от инструмента |
Сталь 1035 имеет умеренный рейтинг обрабатываемости, что делает ее подходящей для различных операций механической обработки. Тем не менее, по сравнению с более обрабатываемыми сортами, такими как AISI 1212, она может требовать более прочных инструментов и более медленных скоростей резания для достижения желаемой отделки поверхности.
Формуемость
Сталь 1035 может быть холодно и горячо формована, имея хорошую пластичность, что позволяет изгибать и формировать. Однако необходимо уделять внимание избежанию упрочнения при холодной обработке, что может привести к повышенной хрупкости. Минимальный радиус изгиба должен приниматься во внимание при обработке, чтобы предотвратить трещины.
Термообработка
Процесс обработки | Температурный диапазон (°C) | Типичное время выдержки | Метод охлаждения | Основная цель / Ожидаемый результат |
---|---|---|---|---|
Отпуск | 700 - 800 | 1 - 2 часа | Воздух | Смягчение, улучшение пластичности |
Закалка | 800 - 850 | 30 минут | Масло или вода | Закалка, увеличение прочности |
Отпуск | 400 - 600 | 1 час | Воздух | Снижение хрупкости, улучшение прочности |
Процессы термообработки, такие как отпуск, закалка и отпуск, значительно влияют на микроструктуру и свойства стали 1035. Отпуск смягчает сталь, облегчая работу с ней, тогда как закалка увеличивает твердость. Отпуск имеет важное значение для снижения хрупкости после закалки, обеспечивая достаточную прочность стали для практических приложений.
Типичные применения и конечные использования
Отрасль/Сектор | Пример конкретного применения | Ключевые свойства стали, использованные в этом приложении | Причина выбора |
---|---|---|---|
Автомобильная | Коленчатые валы | Высокая прочность, хорошая обрабатываемость | Необходимы для долговечности и производительности |
Машиностроение | Шестерни | Стойкость к износу, закаливаемость | Важно для несущих приложений |
Строительство | Конструкционные компоненты | Прочность, пластичность | Подходит для различных конструктивных нагрузок |
- Автомобильные компоненты: Используются в производстве коленчатых валов и соединительных штанг из-за своей прочности и способности выдерживать динамические нагрузки.
- Детали машин: Обычно используются в шестернях и валках, где критична стойкость к износу.
- Приложения в строительстве: Используются в конструктивных компонентах, где требуется баланс прочности и пластичности.
Важные соображения, критерии выбора и дальнейшие insights
Особенность/Свойство | Сталь 1035 | AISI 1045 | AISI 1020 | Краткая заметка о плюсе/минусе или компромиссе |
---|---|---|---|---|
Ключевое механическое свойство | Умеренное | Высокое | Низкое | 1045 предлагает более высокую прочность |
Ключевой аспект коррозии | Умеренный | Умеренный | Хороший | 1020 имеет лучшую коррозионную стойкость |
Свариваемость | Хорошая | Умеренная | Отличная | 1020 легче сваривать |
Обрабатываемость | Умеренная | Умеренная | Высокая | 1020 более обрабатываемая |
Формуемость | Хорошая | Умеренная | Отличная | 1020 предлагает превосходную формуемость |
Приблизительная относительная стоимость | Умеренная | Умеренная | Низкая | 1020 обычно дешевле |
Типичное наличие | Общее | Общее | Очень общее | 1020 широко доступна |
При выборе стали 1035 для конкретного применения важно учитывать механические свойства, коррозионную стойкость и характеристики обработки. Хотя она предлагает хороший баланс свойств, альтернативы, такие как AISI 1045, могут предоставить более высокую прочность, а AISI 1020 может быть более экономически эффективной и легче в обработке. Понимание специфических требований применения будет направлять процесс выбора, обеспечивая оптимальную производительность и рентабельность.