Обзор свойств стали EN3B и основных применений

Сталь EN3B, также известная как углеродная сталь, — это сталь с низким содержанием углерода, которая широко используется в различных инженерных приложениях благодаря отличной свариваемости, обрабатываемости и пластичности. Классифицируемая в соответствии с нормами EN (Европейский стандарт), EN3B в первую очередь характеризуется низким содержанием углерода, обычно в пределах от 0,10% до 0,20%. Это низкое содержание углерода способствует ее пластичности и способности легко формоваться в различные формы без значительного риска растрескивания.

Обширный обзор

Сталь EN3B классифицируется как углеродная сталь с низким содержанием углерода, что означает, что ее содержание углерода обычно составляет менее 0,25%. Основным легирующим элементом в EN3B является углерод, который влияет на ее механические свойства и общую производительность. Другие элементы могут включать марганец, который улучшает закаляемость, а также небольшие количества кремния и фосфора, которые могут повлиять на прочность и пластичность стали.

Наиболее значительные характеристики стали EN3B включают:

• Хорошая свариваемость: EN3B можно сваривать различными методами без предварительного подогрева, что делает ее подходящей дляfabrication.
• Отличная обрабатываемость: Этот сорт стали может быть легко обработан, что позволяет точно изготавливать компоненты.
• Пластичность и прочность: EN3B демонстрирует хорошую пластичность, что позволяет ей деформироваться без растрескивания, что является важным в приложениях, требующих сгибания или формования.

Преимущества:
- Экономически эффективен и широко доступен.
- Высокая универсальность для различных приложений.
- Хорошие механические свойства для структурных приложений.

Ограничения:
- Меньшая прочность по сравнению с углеродными сталями с более высоким содержанием углерода.
- Уязвимость к коррозии без защитных покрытий.

Исторически, EN3B была основным материалом в производственной и строительной отраслях, часто использовалась для компонентов, требующих умеренной прочности и хорошей формообразуемости. Ее рыночная позиция остается сильной благодаря балансу свойств и доступности.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартизирующая организация	Обозначение/Сорт	Страна/Регион происхождения	Заметки/Замечания
UNS	G10180	США	Ближайший эквивалент EN3B
AISI/SAE	1018	США	Небольшие различия в составе; слегка выше содержание углерода
ASTM	A36	США	Структурная сталь с аналогичными приложениями, но с другими спецификациями
EN	S235JR	Европа	Сравнимый сорт с аналогичными механическими свойствами
DIN	St37-2	Германия	Эквивалентный сорт с небольшими вариациями в составе
JIS	SS400	Япония	Аналогичные свойства, но могут отличаться по предельной прочности

Различия между этими эквивалентными сортами могут влиять на выбор в зависимости от конкретных требований к приложению, таких как прочность, свариваемость и коррозионная стойкость.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (Символ и название)	Процентный диапазон (%)
C (Углерод)	0.10 - 0.20
Mn (Марганец)	0.30 - 0.60
Si (Кремний)	0.05 - 0.40
P (Фосфор)	≤ 0.04
S (Сера)	≤ 0.05

Основная роль углерода в EN3B заключается в усилении прочности и твердости, в то время как марганец улучшает закаляемость и прочность. Кремний способствует обездвиживанию во время производства стали и может улучшать прочность. Фосфор и сера считаются примесями, которые могут негативно сказаться на пластичности и прочности.

Механические свойства

Свойство	Условие/Температура	Типичное значение/Диапазон (Метрика - SI)	Типичное значение/Диапазон (Имперские единицы)	Справочный стандарт для метода испытаний
Прочность на растяжение	Отожженная	370 - 490 МПа	54 - 71 ksi	ASTM E8
Предел прочности (смещение 0.2%)	Отожженная	210 - 300 МПа	30 - 43.5 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожженная	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
Сокращение площади	Отожженная	50%	50%	ASTM E8
Твердость (Бринелля)	Отожженная	120 - 160 HB	120 - 160 HB	ASTM E10
Ударная прочность (Шарпи)	-20°C	27 Дж	20 фут-фунт	ASTM E23

Сочетание этих механических свойств делает EN3B подходящей для приложений, требующих умеренной прочности и хорошей пластичности, таких как структурные компоненты, автомобильные запчасти и общая сборка.

Физические свойства

Свойство	Условие/Температура	Значение (Метрика - SI)	Значение (Имперские единицы)
Плотность	Комнатная температура	7.85 г/см³	0.284 фунт/дюйм³
Температура/Диапазон плавления	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Теплопроводность	Комнатная температура	50 Вт/м·К	34.5 BTU·дюйм/ч·фут²·°F
Удельная теплоемкость	Комнатная температура	0.49 кДж/кг·К	0.12 BTU/фунт·°F
Электрическое сопротивление	Комнатная температура	0.0000017 Ом·м	0.0000017 Ом·дюйм
Коэффициент теплового расширения	Комнатная температура	11.0 x 10⁻⁶ /K	6.1 x 10⁻⁶ /°F

Ключевые физические свойства, такие как плотность и теплопроводность, имеют большое значение для приложений, связанных с термической обработкой и термической переработкой, где равномерный нагрев и охлаждение имеют решающее значение.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C/°F)	Рейтинг стойкости	Заметки
Атмосферное	-	-	Удовлетворительное	Риск коррозии без защитных покрытий
Хлориды	3-5	20-60 °C (68-140 °F)	Плохое	Уязвимость к питтинговой коррозии
Кислоты	10-20	20-40 °C (68-104 °F)	Не рекомендовано	Быстрая коррозия в кислой среде
Щелочные	5-10	20-60 °C (68-140 °F)	Удовлетворительное	Умеренная стойкость, но рекомендуется защитные меры

Сталь EN3B проявляет умеренную коррозионную стойкость, особенно в атмосферных условиях. Однако она уязвима к питтинговой коррозии и трещинам под напряжением в средах с хлором, что делает ее менее подходящей для морских приложений без защитных покрытий. По сравнению с нержавеющими сталями, такими как AISI 304, которые предлагают отличную коррозионную стойкость, EN3B требует более частого обслуживания в коррозионных средах.

Тепловая стойкость

Свойство/лимит	Температура (°C)	Температура (°F)	Заметки
Макс. темп. непрерывной службы	400 °C	752 °F	Подходит для приложений с умеренной температурой
Макс. темп. прерывистой службы	500 °C	932 °F	Только кратковременное воздействие
Температура коксования	600 °C	1112 °F	Риск окисления выше этого предела

При высоких температурах EN3B сохраняет свои механические свойства, но может подвергаться окислению и коксованию, что может повлиять на ее производительность в высокотемпературных приложениях. Необходимо внимательно рассмотреть условия эксплуатации, чтобы избежать деградации.

Свойства обработки

Свариваемость

Процесс сварки	Рекомендуемый наполнитель (классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Заметки
MIG	ER70S-6	Аргон/CO2	Хорошо подходит для общих приложений
TIG	ER70S-2	Аргон	Подходит для тонких секций
Электродная (SMAW)	E7018	-	Требует предварительного нагрева для толстых секций

Сталь EN3B легко сваривается, что позволяет использовать различные методы сварки без значительного предварительного нагрева. Однако следует проявлять осторожность, чтобы избежать дефектов, таких как растрескивание, особенно в более толстых секциях.

Обрабатываемость

Параметр обработки	EN3B	AISI 1212	Замечания/Советы
Индекс относительной обрабатываемости	70	100	EN3B менее обрабатываемая, чем AISI 1212
Типичная скорость резания (точение)	30-50 м/мин	60-80 м/мин	Настраивайте скорости в зависимости от инструмента

Сталь EN3B демонстрирует хорошую обрабатываемость, что делает ее подходящей для различных операций обработки. Оптимальные условия включают использование острых инструментов и соответствующих скоростей резания, чтобы минимизировать износ инструмента.

Формуемость

Сталь EN3B подходит как для холодной, так и для горячей формовки. Ее пластичность позволяет значительно деформироваться без растрескивания, что делает ее идеальной для приложений, требующих изгиба или формования. Однако следует проявлять осторожность, чтобы избежать чрезмерной работы, что может привести к трудностям в дальнейшей обработке.

Термическая обработка

Процесс обработки	Температурный диапазон (°C/°F)	Типичное время отверждения	Метод охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1-2 часа	Воздух или вода	Улучшить пластичность и уменьшить твердость
Нормализация	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	1-2 часа	Воздух	Усовершенствовать зернистую структуру
Закалка	800 - 900 °C / 1472 - 1652 °F	1 час	Вода или масло	Увеличить твердость

Процессы термической обработки, такие как отжиг и нормализация, имеют решающее значение для настройки микроструктуры стали EN3B, улучшая ее механические свойства и производительность в различных приложениях.

Типичные применения и конечные использования

Отрасль/Сектор	Конкретный пример применения	Ключевые свойства стали, используемые в этом применении	Причина выбора (кратко)
Автомобилестроение	Компоненты шасси	Хорошая свариваемость, пластичность	Экономически эффективно и легко формуется
Строительство	Структурные балки	Умеренная прочность, обрабатываемость	Подходит для общего строительства
Производство	Детали машин	Отличная обрабатываемость, прочность	Высокая точность и долговечность

Другие применения включают:

• Общая обработка: Используется в производстве различных компонентов и конструкций.
• Сельскохозяйственное оборудование: Подходит для частей, которые требуют хорошей износостойкости и прочности.
• Производство мебели: Часто используется в производстве металлической мебели благодаря легкости обработки.

Важные соображения, критерии выбора и дальнейшие идеи

Особенность/Свойство	EN3B	AISI 1018	S235JR	Краткая записка о преимуществах/недостатках или компромисса
Ключевое механическое свойство	Умеренная прочность	Умеренная прочность	Умеренная прочность	Схожие профили прочности
Ключевой аспект коррозии	Удовлетворительное	Хорошее	Удовлетворительное	AISI 1018 предлагает лучшую коррозионную стойкость
Свариваемость	Хорошая	Хорошая	Хорошая	Все сорта свариваемы
Обрабатываемость	Хорошая	Отличная	Хорошая	AISI 1018 легче обрабатывается
Формуемость	Хорошая	Хорошая	Хорошая	Все сорта формуемы
Приблизительная относительная стоимость	Низкая	Низкая	Низкая	Экономически эффективные варианты
Типичная доступность	Высокая	Высокая	Высокая	Широко доступна

При выборе стали EN3B следует учитывать такие факторы, как экономическая эффективность, доступность и конкретные требования к приложению. Ее баланс свойств делает ее популярным выбором для широкого спектра приложений, хотя альтернативы, такие как AISI 1018, могут предпочитаться в ситуациях, требующих улучшенной коррозионной стойкости или обрабатываемости.

В заключение, сталь EN3B является универсальным и широко используемым материалом в различных отраслях благодаря своим благоприятным механическим свойствам, легкости обработки и экономической эффективности. Понимание ее свойств и применения может помочь инженерам и дизайнерам принимать обоснованные решения при выборе материалов для их проектов.