10B22 Сталь: Свойства и ключевые применения

Table Of Content

Table Of Content

10B22 стал является среднеуглеродистым легированным сталем, который относится к категории низколегированных сталей. Он в первую очередь характеризуется своим составом, который включает значительное количество углерода (примерно 0,20% до 0,25%) и небольшую процентную долю бориса (около 0,001% до 0,003%). Присутствие бориса улучшает закаливаемость, что делает его подходящим для различных инженерных приложений.

Обширный обзор

Основные легирующие элементы в стали 10B22 включают углерод, марганец и бор. Углерод играет ключевую роль в увеличении твердости и прочности, в то время как марганец улучшает прочность и закаливаемость. Бор, хотя и присутствует в незначительных количествах, значительно повышает закаливаемость стали, позволяя достичь более высоких уровней прочности при термической обработке.

Ключевые характеристики:
- Прочность и твердость: 10B22 демонстрирует хорошую прочность на разрыв и твердость, что делает его подходящим для приложений, требующих долговечности.
- Свариваемость: Эта марка стали имеет умеренную сваримость, которую можно улучшить при правильном подогреве и термической обработке после сварки.
- Обрабатываемость: Она обеспечивает среднюю обрабатываемость, хотя следует проявлять осторожность, чтобы избежать упрочнения при обработке.

Преимущества:
- Высокое отношение прочности к весу.
- Улучшенная закаливаемость благодаря содержанию бориса.
- Хорошая стойкость к износу.

Ограничения:
- Ограниченная коррозионная стойкость по сравнению с нержавеющими сталями.
- Требует аккуратного обращения во время сварки, чтобы избежать трещин.

Исторически, 10B22 использовалась в различных приложениях, особенно в автомобильной и машиностроительной отраслях, где могут быть полностью использованы ее механические свойства.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация Обозначение/Градация Страна/Регион происхождения Заметки/Комментарии
UNS G10200 США Ближайший эквивалент AISI 1020
AISI/SAE 1020 США Незначительные отличия в составе
ASTM A29/A29M США Общая спецификация для углеродной стали
EN 1.0402 Европа Эквивалент 10B22 с незначительными вариациями
JIS S20C Япония Похожие свойства, но разные применения

Различия между этими марками могут повлиять на выбор в зависимости от конкретных требований к применению, таких как сваримость и закаливаемость.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (символ и название) Диапазон процентного содержания (%)
C (углерод) 0,20 - 0,25
Mn (марганец) 0,60 - 0,90
B (бор) 0,001 - 0,003
Si (кремний) 0,15 - 0,40
P (фосфор) ≤ 0,04
S (сера) ≤ 0,05

Основная роль углерода в стали 10B22 заключается в повышении твердости и прочности на растяжение. Марганец способствует улучшению прочности и закаливаемости, в то время как бор значительно увеличивает закаливаемость, что позволяет добиться лучшего поведения в условиях термической обработки.

Механические свойства

Свойство Состояние/температура Температура испытания Типичное значение/Диапазон (метрическая система) Типичное значение/Диапазон (имперская система) Справочный стандарт для метода испытания
Прочность на разрыв Отожженная Комнатная температура 490 - 620 МПа 71 - 90 ksi ASTM E8
Предельная прочность (0,2% смещение) Отожженная Комнатная температура 310 - 450 МПа 45 - 65 ksi ASTM E8
Удлинение Отожженная Комнатная температура 20 - 25% 20 - 25% ASTM E8
Твердость (Бринелля) Отожженная Комнатная температура 150 - 200 HB 150 - 200 HB ASTM E10
Ударная прочность (Шарпи) Комнатная температура -20°C 30 - 50 Дж 22 - 37 фунт-фут ASTM E23

Сочетание этих механических свойств делает сталь 10B22 подходящей для приложений, требующих хорошей прочности и прочности при динамических нагрузках.

Физические свойства

Свойство Состояние/температура Значение (метрическая система) Значение (имперская система)
Плотность Комнатная температура 7.85 г/см³ 0.284 фунт/дюйм³
Температура плавления - 1425 - 1540 °C 2600 - 2800 °F
Теплопроводность Комнатная температура 50 Вт/м·К 34,5 BTU·дюйм/ч·кв.фут·°F
Удельная теплоемкость Комнатная температура 460 Дж/кг·К 0,11 BTU/фунт·°F
Электрическое сопротивление Комнатная температура 0,0000017 Ом·м 0,0000017 Ом·дюйм

Плотность и температура плавления стали 10B22 указывают на ее прочность, в то время как теплопроводность и удельная теплоемкость важны для приложений, связанных с процессами термической обработки.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент Концентрация (%) Температура (°C/°F) Оценка стойкости Заметки
Атмосферная - - Умеренная Подвержена коррозии
Хлориды 3-5 25-60 °C (77-140 °F) Плохая Риск кавитационной коррозии
Кислоты 10-20 20-50 °C (68-122 °F) Плохая Не рекомендуется

Сталь 10B22 демонстрирует умеренную стойкость к атмосферной коррозии, но подвержена кавитационной коррозии в хлоридной среде и плохо ведет себя в кислых условиях. По сравнению с нержавеющими сталями, такими как 304 или 316, которые предлагают отличную коррозионную стойкость, 10B22 менее подходит для условий, где коррозия является значительной проблемой.

Термостойкость

Свойство/ограничение Температура (°C) Температура (°F) Заметки
Максимальная температура непрерывной эксплуатации 400 °C 752 °F Подходит для умеренных температур
Максимальная температура прерывистой эксплуатации 500 °C 932 °F Только для краткосрочного воздействия
Температура окисления 600 °C 1112 °F Риск окисления при превышении этой температуры

При повышенных температурах сталь 10B22 сохраняет свою прочность, но может подвергаться окислению. Необходимо тщательно учитывать применение, связанное с длительным воздействием высоких температур.

Свойства обработки

Сваримость

Процесс сварки Рекомендуемый сварочный материал (классификация AWS) Типичный защитный газ/флюс Заметки
MIG ER70S-6 Аргон + CO2 Рекомендуется подогрев
TIG ER70S-2 Аргон Рекомендуется термическая обработка после сварки

Сталь 10B22 может быть сварена с использованием обычных процессов, таких как MIG и TIG. Часто рекомендуется подогрев, чтобы снизить риск возникновения трещин, а термическая обработка после сварки может улучшить механические свойства сварного соединения.

Обрабатываемость

Параметр обработки [Сталь 10B22] [AISI 1212] Заметки/Советы
Индекс относительной обрабатываемости 60% 100% Умеренная обрабатываемость
Типичная скорость резания (токарная обработка) 30 м/мин 60 м/мин Регулировать в зависимости от инструмента

Обрабатываемость умеренная, и использование соответствующих режущих инструментов и скоростей имеет важное значение для избежания упрочнения при обработке.

Формуемость

Сталь 10B22 демонстрирует хорошую формуемость как в холодных, так и в горячих условиях. Ее можно изгибать и формовать с помощью соответствующего инструмента, хотя следует учитывать, чтобы избежать чрезмерного упрочнения.

Термическая обработка

Процесс обработки Температурный диапазон (°C/°F) Типичное время выдержки Метод охлаждения Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг 600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F 1 - 2 часа Воздух Омоложение, улучшение пластичности
Закалка 800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F 30 минут Масло или вода Упрочнение
Отпуск 400 - 600 °C / 752 - 1112 °F 1 час Воздух Снижение хрупкости, улучшение прочности

Процессы термической обработки значительно влияют на микроструктуру стали 10B22, улучшая ее механические свойства и адаптируя ее для специфических приложений.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор Пример конкретного применения Ключевые свойства стали, использованные в этом применении Причина выбора (коротко)
Автомобильная Шестерни и валы Высокая прочность, стойкость к износу Долговечность при нагрузках
Машиностроение Структурные компоненты Прочность, обрабатываемость Удобство обработки
Строительство Фиксаторы Прочность, твердость Надежность в сборке
  • Другие применения включают:
  • Сельскохозяйственное оборудование
  • Инструменты и пресс-формы
  • Общие компоненты машиностроения

10B22 часто выбирается за его баланс прочности и прочности, что делает его идеальным для компонентов, подвергающихся динамическим нагрузкам.

Важные соображения, критерии выбора и дальнейшие замечания

Характеристика/Свойство [Сталь 10B22] [AISI 1045] [AISI 4140] Краткая заметка о преимуществах/недостатках или компромиссах
Ключевое механическое свойство Умеренная прочность Выше прочность Вышая прочность 10B22 является более экономически эффективным вариантом
Ключевой аспект коррозии Умеренная Умеренная Хорошая 10B22 имеет меньшую коррозионную стойкость
Сваримость Умеренная Хорошая Умеренная 10B22 требует подогрева
Обрабатываемость Умеренная Хорошая Умеренная 10B22 легче обрабатывать
Формуемость Хорошая Умеренная Умеренная 10B22 можно легко формовать
Приблизительная относительная стоимость Умеренная Умеренная Более высокая 10B22 является экономически эффективным вариантом
Типичная доступность Распространённая Распространённая Менее распространённая 10B22 широко доступна

При выборе стали 10B22 следует учитывать ее экономическую эффективность, доступность и соответствие конкретным应用ениям. Хотя она может не достигать коррозионной стойкости более легированных сталей, ее механические свойства делают ее надежным выбором для множества инженерных приложений.

В общем, сталь 10B22 является универсальной среднеуглеродистой легированной сталью, которая сочетает в себе прочность, прочность и обрабатываемость, что делает ее подходящей для различных применений в нескольких отраслях.

Вернуться к блогу

Комментировать