C35 Steel: Свойства и основные применения

Сталь C35 классифицируется как среднеуглеродная легированная сталь, состоящая в основном из железа с содержанием углерода примерно 0,35%. Эта марка стали известна своим балансом прочности, ударной вязкости и стойкости к износу, что делает ее подходящей для различных инженерных приложений. Главные легирующие элементы в стали C35 включают марганец, который улучшает закаливаемость и прочность, и кремний, который улучшает деоксидирование при производстве стали.

Полный обзор

Сталь C35 обладает несколькими значительными характеристиками, которые определяют ее полезность в инженерных приложениях. Она обладает хорошей обрабатываемостью, свариваемостью и может подвергаться термообработке для улучшения механических свойств. Среднее содержание углерода в стали обеспечивает хороший баланс между пластичностью и прочностью, что делает ее подходящей для компонентов, требующих как ударной вязкости, так и сопротивляемости износу.

Преимущества и ограничения

Преимущества:
- Прочность и вязкость: Сталь C35 имеет хорошую прочность на растяжение и ударную стойкость, что делает ее идеальной для строительных приложений.
- Универсальность: Она может использоваться в различных формах, включая круги, плиты и кованые изделия, что позволяет охватить широкий спектр приложений.
- Термообрабатываемость: Сталь может быть термообработана для достижения желаемых механических свойств, улучшая ее характеристики в сложных условиях.

Ограничения:
- Коррозионная стойкость: Сталь C35 не обладает высокой коррозионной стойкостью и может потребовать защитных покрытий в коррозионных средах.
- Ограниченная производительность при высоких температурах: Хотя она хорошо работает при комнатной температуре, ее механические свойства могут ухудшаться при повышенной температуре.

Сталь C35 занимает значительную позицию на рынке благодаря своей универсальности и экономической эффективности. Она широко используется в производстве компонентов, таких как валы, шестерни и оси, и имеет историческую значимость в разработке среднеуглеродных сталей.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Марка	Страна/Регион происхождения	Примечания
UNS	G10350	США	Наиболее близкий эквивалент C35
AISI/SAE	1035	США	Незначительные составные различия
ASTM	A36	США	Распространенная конструкционная сталь, более низкое содержание углерода
EN	C35E	Европа	Эквивалент с небольшими различиями в составе
DIN	1.0501	Германия	Аналогичные свойства, используется в Европе
JIS	S35C	Япония	Сравнимая марка с различными стандартами
GB	Q345B	Китай	Более высокая прочность на разрыв, используется в строительстве

В таблице выше представлены различные стандарты и эквиваленты стали C35. Важно отметить, что хотя эти марки могут считаться эквивалентами, тонкие различия в составе и механических свойствах могут повлиять на производительность в конкретных приложениях. Например, сталь A36 имеет более низкое содержание углерода, что может привести к снижению прочности по сравнению со сталью C35.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (символ и название)	Диапазон содержания (%)
C (углерод)	0,32 - 0,38
Mn (марганец)	0,60 - 0,90
Si (кремний)	0,10 - 0,40
P (фосфор)	≤ 0,035
S (сера)	≤ 0,035

Главные легирующие элементы в стали C35 играют важные роли в определении ее свойств. Углерод является ключевым элементом, который влияет на твердость и прочность; марганец повышает закаливаемость и вязкость, в то время как кремний способствует деоксидированию и улучшает прочность при повышенных температурах.

Механические свойства

Свойство	Состояние/Температура	Типичное значение/Диапазон (метрическая система)	Типичное значение/Диапазон (имперская система)	Эталонный стандарт для метода испытания
Прочность на растяжение	Отжиг	600 - 700 МПа	87 - 102 ksi	ASTM E8
Прочность на текучесть (сдвиг 0.2%)	Отжиг	350 - 450 МПа	51 - 65 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отжиг	20 - 25%	20 - 25%	ASTM E8
Твердость (Бринелля)	Отжиг	170 - 210 HB	170 - 210 HB	ASTM E10
Ударная вязкость (Шарпи)	-20°C	30 - 40 Дж	22 - 30 фут-фунт	ASTM E23

Механические свойства стали C35 делают ее подходящей для приложений, требующих хорошей прочности и ударной вязкости. Ее прочность на растяжение и прочность на текучесть указывают на способность выдерживать значительные нагрузки, в то время как процент удлинения отражает ее пластичность, позволяя ей деформироваться без разрушения.

Физические свойства

Свойство	Состояние/Температура	Значение (метрическая система)	Значение (имперская система)
Плотность	-	7,85 г/см³	0,284 фунт/дюйм³
Температура плавления	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Теплопроводность	20°C	50 Вт/м·К	34,5 BTU·дюйм/ч·фут²·°F
Удельная теплоемкость	-	0,46 кДж/кг·К	0,11 BTU/фунт·°F
Электрическое сопротивление	-	0,0006 Ом·м	0,00002 Ом·дюйм

Плотность стали C35 указывает на ее массу на единицу объема, что важно для приложений, чутких к весу. Температура плавления критична для процессов, связанных с высокими температурами, в то время как теплопроводность и удельная теплоемкость жизненно важны для приложений, связанных с передачей тепла.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C)	Рейтинг стойкости	Примечания
Хлориды	3%	25°C	Удовлетворительно	Риск образования ямок
Серная кислота	10%	20°C	Плохо	Не рекомендуется
Гидроксид натрия	5%	25°C	Удовлетворительно	Подверженность трещинам на напряжение

Сталь C35 обладает умеренной коррозионной стойкостью, особенно в средах с хлоридами и щелочными веществами. Она подвержена образованию ямок и трещинам на напряжение (SCC) в средах, богатых хлоридами. По сравнению с нержавеющими сталями, коррозионная стойкость стали C35 значительно ниже, что требует защитных покрытий или обработок в коррозионных приложениях.

Теплоустойчивость

Свойство/Лимит	Температура (°C)	Температура (°F)	Примечания
Максимальная температура непрерывной работы	400°C	752°F	Подходит для умеренных температур
Максимальная температура кратковременной работы	500°C	932°F	Только краткосрочное воздействие
Температура растрескивания	600°C	1112°F	Риск окисления при высоких температурах

Сталь C35 сохраняет свои механические свойства при умеренных температурах, но может подвергаться окислению и образованию корки при повышенных температурах. Ее характеристики могут ухудшаться при длительном воздействии высоких температур, что делает ее менее подходящей для высокотемпературных приложений по сравнению с легированными сталями, специально разработанными для таких условий.

Свойства обработки

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый наполнитель (классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Примечания
Сварка MIG	ER70S-6	Аргон + CO2	Хорошо для тонких секций
Сварка TIG	ER70S-2	Аргон	Чистые сварные швы, низкая деформация
Электродная сварка	E7018	-	Требует предварительного прогрева

Сталь C35, как правило, считается хорошо свариваемой. Может потребоваться предварительный прогрев для минимизации риска трещин, особенно в толстой секции. Термальная обработка после сварки может улучшить свойства сварного соединения, обеспечивая прочное соединение.

Обрабатываемость

Параметр обработки	Сталь C35	AISI 1212	Примечания/Советы
Относительный индекс обрабатываемости	70	100	C35 менее обрабатываемая, чем 1212
Типичная скорость резания	30 м/мин	50 м/мин	Используйте инструменты из быстрорежущей стали

Сталь C35 имеет умеренную обрабатываемость, что делает ее подходящей для различных операций обработки. Оптимальные скорости резания и инструменты могут улучшить производительность, но необходимо быть осторожным, чтобы избежать упрочнения при обработке.

Формуемость

Сталь C35 может обрабатываться как холодными, так и горячими процессами. Холодная формовка возможна, но может требовать больших усилий из-за упрочнения при обработке. Горячая формовка предпочтительнее для сложных форм, поскольку она снижает риск трещин и позволяет легче манипулировать материалом.

Термообработка

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

Процессы термообработки значительно влияют на микроструктуру и свойства стали C35. Отжиг смягчает материал, облегчая работу с ним, в то время как закалка увеличивает твердость. Отпуск важен для снятия напряжений и улучшения вязкости после закалки.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор	Пример конкретного применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом применении	Причина выбора
Автомобильная	Оси	Высокая прочность, вязкость	Нагрузочные компоненты
Машиностроение	Шестерни	Износостойкость, обрабатываемость	Прецизионные компоненты
Строительство	Структурные балки	Прочность, свариваемость	Структурная целостность

Сталь C35 широко используется в автомобильной и машиностроительной отраслях благодаря своей прочности и вязкости. Она часто выбирается для компонентов, которые должны выдерживать значительные механические нагрузки и износ.

Важные соображения, критерии выбора и дополнительные сведения

Особенность/Свойство	Сталь C35	AISI 4140	S235JR	Краткая заметка о преимуществах/недостатках
Ключевое механическое свойство	Хорошая прочность	Высшая прочность	Низкая прочность	C35 универсальна, но менее прочна, чем 4140
Ключевой аспект коррозии	Удовлетворительная стойкость	Лучшее сопротивление	Плохое сопротивление	Сталя C35 требует покрытий в коррозионных средах
Свариваемость	Хорошая	Умеренная	Отличная	C35 подходит для сварки с предостережениями
Обрабатываемость	Умеренная	Хорошая	Отличная	C35 менее обрабатываема, чем S235JR
Формуемость	Хорошая	Умеренная	Отличная	C35 можно формовать, но требует осторожности
Приблизительная относительная стоимость	Умеренная	Высокая	Низкая	C35 экономически эффективна для многих применений
Типичное наличие	Широко доступна	Менее распространена	Очень распространена	C35 широко доступна в различных формах

При выборе стали C35 следует учитывать ее механические свойства, коррозионную стойкость и характеристики обработки. Ее баланс прочности и вязкости делает ее экономически эффективным выбором для многих приложений, хотя ее подверженность коррозии может потребовать дополнительных защитных мер.

В заключение, сталь C35 является универсальной среднеуглеродной легированной сталью, которая предлагает хороший баланс свойств для различных инженерных приложений. Ее историческая значимость и продолжающееся значение в современном производстве подчеркивают ее важность в области материаловедения.