1035 сталь: свойства и ключевые области применения Обзор

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.