Thép C35: Tính chất và ứng dụng chính

Thép C35 được phân loại là thép hợp kim cacbon trung bình, chủ yếu bao gồm sắt với hàm lượng cacbon khoảng 0,35%. Loại thép này được biết đến với sự cân bằng giữa độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn, khiến nó phù hợp với nhiều ứng dụng kỹ thuật khác nhau. Các nguyên tố hợp kim chính trong thép C35 bao gồm mangan, giúp tăng khả năng tôi và độ bền, và silic, giúp cải thiện quá trình khử oxy trong quá trình luyện thép.

Tổng quan toàn diện

Thép C35 thể hiện một số đặc điểm quan trọng xác định tính hữu dụng của nó trong các ứng dụng kỹ thuật. Nó có khả năng gia công, khả năng hàn tốt và có thể được xử lý nhiệt để tăng cường các tính chất cơ học của nó. Hàm lượng cacbon trung bình của thép cho phép cân bằng tốt giữa độ dẻo và độ bền, làm cho nó phù hợp với các thành phần đòi hỏi cả độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn.

Ưu điểm và hạn chế

Thuận lợi:
- Độ bền và độ dẻo dai: Thép C35 có độ bền kéo và khả năng chống va đập tốt, rất lý tưởng cho các ứng dụng kết cấu.
- Tính linh hoạt: Có thể sử dụng ở nhiều dạng khác nhau, bao gồm dạng thanh, dạng tấm và dạng rèn, cho phép ứng dụng rộng rãi.
- Khả năng xử lý nhiệt: Thép có thể được xử lý nhiệt để đạt được các tính chất cơ học mong muốn, nâng cao hiệu suất trong môi trường khắc nghiệt.

Hạn chế:
- Khả năng chống ăn mòn: Thép C35 không có khả năng chống ăn mòn và có thể cần lớp phủ bảo vệ trong môi trường ăn mòn.
- Hiệu suất nhiệt độ cao hạn chế: Mặc dù hoạt động tốt ở nhiệt độ phòng, nhưng các tính chất cơ học của nó có thể suy giảm ở nhiệt độ cao.

Thép C35 giữ vị trí quan trọng trên thị trường do tính linh hoạt và hiệu quả về chi phí. Nó đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các thành phần như trục, bánh răng và trục xe, và có ý nghĩa lịch sử trong sự phát triển của thép cacbon trung bình.

Tên thay thế, Tiêu chuẩn và Tương đương

Tổ chức tiêu chuẩn	Chỉ định/Cấp bậc	Quốc gia/Khu vực xuất xứ	Ghi chú/Nhận xét
Liên Hiệp Quốc	G10350	Hoa Kỳ	Tương đương gần nhất với C35
AISI/SAE	1035	Hoa Kỳ	Sự khác biệt nhỏ về thành phần
Tiêu chuẩn ASTM	A36	Hoa Kỳ	Thép kết cấu thông thường, hàm lượng carbon thấp
VI	C35E	Châu Âu	Tương đương với sự khác biệt nhỏ về thành phần
ĐẠI HỌC	1.0501	Đức	Tính chất tương tự, được sử dụng ở Châu Âu
Tiêu chuẩn Nhật Bản	S35C	Nhật Bản	Cấp độ tương đương với các tiêu chuẩn khác nhau
Anh	Câu 345B	Trung Quốc	Độ bền kéo cao hơn, được sử dụng trong xây dựng

Bảng trên nêu bật các tiêu chuẩn và giá trị tương đương khác nhau cho thép C35. Điều quan trọng cần lưu ý là mặc dù các loại thép này có thể được coi là tương đương, nhưng sự khác biệt nhỏ về thành phần và tính chất cơ học có thể ảnh hưởng đến hiệu suất trong các ứng dụng cụ thể. Ví dụ, thép A36 có hàm lượng carbon thấp hơn, có thể dẫn đến độ bền giảm so với thép C35.

Thuộc tính chính

Thành phần hóa học

Nguyên tố (Ký hiệu và Tên)	Phạm vi phần trăm (%)
C (Cacbon)	0,32 - 0,38
Mn (Mangan)	0,60 - 0,90
Si (Silic)	0,10 - 0,40
P (Phốt pho)	≤ 0,035
S (Lưu huỳnh)	≤ 0,035

Các nguyên tố hợp kim chính trong thép C35 đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các tính chất của nó. Carbon là nguyên tố chính ảnh hưởng đến độ cứng và độ bền; mangan tăng cường khả năng tôi và độ dẻo dai, trong khi silic góp phần khử oxy và cải thiện độ bền ở nhiệt độ cao.

Tính chất cơ học

Tài sản	Tình trạng/Tính khí	Giá trị/Phạm vi điển hình (Đơn vị đo lường)	Giá trị/Phạm vi điển hình (Anh)	Tiêu chuẩn tham chiếu cho phương pháp thử nghiệm
Độ bền kéo	Ủ	600 - 700MPa	87 - 102 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Cường độ chịu kéo (độ lệch 0,2%)	Ủ	350 - 450MPa	51 - 65 ksi	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ giãn dài	Ủ	20-25%	20-25%	Tiêu chuẩn ASTM E8
Độ cứng (Brinell)	Ủ	170 - 210 HB	170 - 210 HB	Tiêu chuẩn ASTM E10
Sức mạnh tác động (Charpy)	-20°C	30 - 40J	22 - 30 ft-lbf	Tiêu chuẩn ASTM E23

Tính chất cơ học của thép C35 làm cho nó phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ dẻo dai tốt. Độ bền kéo và độ bền chảy của nó cho thấy khả năng chịu được tải trọng đáng kể, trong khi tỷ lệ giãn dài phản ánh độ dẻo của nó, cho phép nó biến dạng mà không bị gãy.

Tính chất vật lý

Tài sản	Điều kiện/Nhiệt độ	Giá trị (Đơn vị đo lường)	Giá trị (Anh)
Tỉ trọng	-	7,85g/cm³	0,284 lb/in³
Điểm nóng chảy	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Độ dẫn nhiệt	20°C	50 W/m·K	34,5 BTU·in/h·ft²·°F
Nhiệt dung riêng	-	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Điện trở suất	-	0,0006 Ω·m	0,00002 Ω·trong

Mật độ của thép C35 biểu thị khối lượng trên một đơn vị thể tích, điều này rất quan trọng đối với các ứng dụng nhạy cảm với trọng lượng. Điểm nóng chảy rất quan trọng đối với các quy trình liên quan đến nhiệt độ cao, trong khi độ dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng rất quan trọng đối với các ứng dụng liên quan đến truyền nhiệt.

Chống ăn mòn

Chất ăn mòn	Sự tập trung (%)	Nhiệt độ (°C)	Xếp hạng sức đề kháng	Ghi chú
Clorua	3%	25°C	Hội chợ	Nguy cơ rỗ
Axit sunfuric	10%	20°C	Nghèo	Không khuyến khích
Natri Hydroxit	5%	25°C	Hội chợ	Dễ bị SCC

Thép C35 có khả năng chống ăn mòn ở mức trung bình, đặc biệt là trong môi trường có clorua và các chất kiềm. Thép này dễ bị rỗ và nứt do ăn mòn ứng suất (SCC) trong môi trường giàu clorua. So với thép không gỉ, khả năng chống ăn mòn của thép C35 thấp hơn đáng kể, đòi hỏi phải có lớp phủ bảo vệ hoặc xử lý trong các ứng dụng ăn mòn.

Khả năng chịu nhiệt

Tài sản/Giới hạn	Nhiệt độ (°C)	Nhiệt độ (°F)	Nhận xét
Nhiệt độ dịch vụ liên tục tối đa	400°C	752°F	Thích hợp cho nhiệt độ vừa phải
Nhiệt độ dịch vụ gián đoạn tối đa	500°C	932°F	Chỉ tiếp xúc trong thời gian ngắn
Nhiệt độ đóng băng	600°C	1112°F	Nguy cơ oxy hóa ở nhiệt độ cao hơn

Thép C35 duy trì các đặc tính cơ học của nó ở nhiệt độ vừa phải nhưng có thể bị oxy hóa và đóng cặn ở nhiệt độ cao. Hiệu suất của nó có thể giảm nếu tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài, khiến nó ít phù hợp hơn cho các ứng dụng nhiệt độ cao so với thép hợp kim được thiết kế riêng cho các môi trường như vậy.

Tính chất chế tạo

Khả năng hàn

Quy trình hàn	Kim loại phụ gia được đề xuất (Phân loại AWS)	Khí/Nhiệt che chắn điển hình	Ghi chú
MIG	ER70S-6	Argon + CO2	Tốt cho các phần mỏng
TIG	ER70S-2	Khí Argon	Mối hàn sạch, độ biến dạng thấp
Dán	E7018	-	Yêu cầu làm nóng trước

Thép C35 thường được coi là có khả năng hàn tốt. Có thể cần phải nung nóng trước để giảm thiểu nguy cơ nứt, đặc biệt là ở các phần dày hơn. Xử lý nhiệt sau khi hàn có thể tăng cường các đặc tính của khu vực hàn, đảm bảo liên kết chắc chắn.

Khả năng gia công

Thông số gia công	Thép C35	AISI 1212	Ghi chú/Mẹo
Chỉ số khả năng gia công tương đối	70	100	C35 có khả năng gia công kém hơn 1212
Tốc độ cắt điển hình	30 m/phút	50 m/phút	Sử dụng công cụ thép tốc độ cao

Thép C35 có khả năng gia công vừa phải, phù hợp với nhiều hoạt động gia công khác nhau. Tốc độ cắt và dụng cụ tối ưu có thể nâng cao hiệu suất, nhưng phải cẩn thận để tránh làm cứng khi gia công.

Khả năng định hình

Thép C35 có thể được tạo hình bằng cả quy trình nguội và nóng. Tạo hình nguội là khả thi nhưng có thể cần lực cao hơn do quá trình tôi luyện. Tạo hình nóng được ưa chuộng đối với các hình dạng phức tạp vì nó làm giảm nguy cơ nứt và cho phép thao tác vật liệu dễ dàng hơn.

Xử lý nhiệt

Quy trình điều trị	Phạm vi nhiệt độ (°C/°F)	Thời gian ngâm điển hình	Phương pháp làm mát	Mục đích chính / Kết quả mong đợi
Ủ	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 giờ	Không khí	Làm mềm, cải thiện độ dẻo
Làm nguội	800 - 850 °C / 1472 - 1562 °F	30 phút	Dầu hoặc Nước	Làm cứng, tăng cường độ
Làm nguội	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 giờ	Không khí	Giảm độ giòn, tăng độ dẻo dai

Các quy trình xử lý nhiệt ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc vi mô và tính chất của thép C35. Ủ làm mềm vật liệu, giúp dễ gia công hơn, trong khi làm nguội làm tăng độ cứng. Tôi luyện là rất quan trọng để giảm ứng suất và cải thiện độ dẻo dai sau khi tôi.

Ứng dụng điển hình và mục đích sử dụng cuối cùng

Ngành/Lĩnh vực	Ví dụ ứng dụng cụ thể	Các tính chất chính của thép được sử dụng trong ứng dụng này	Lý do lựa chọn
Ô tô	Trục	Độ bền cao, độ dẻo dai	Các thành phần chịu tải
Máy móc	Bánh răng	Khả năng chống mài mòn, khả năng gia công	Linh kiện chính xác
Sự thi công	Dầm kết cấu	Độ bền, khả năng hàn	Tính toàn vẹn của cấu trúc

Thép C35 được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô và máy móc do độ bền và độ dẻo dai của nó. Nó thường được lựa chọn cho các thành phần phải chịu được tải trọng cơ học và độ mài mòn đáng kể.

Những cân nhắc quan trọng, Tiêu chí lựa chọn và những hiểu biết sâu sắc hơn

Tính năng/Thuộc tính	Thép C35	Tiêu chuẩn AISI 4140	S235JR	Ghi chú ngắn gọn về Ưu/Nhược điểm hoặc Đánh đổi
Tính chất cơ học chính	Sức mạnh tốt	Sức mạnh cao hơn	Sức mạnh thấp hơn	C35 đa năng nhưng kém mạnh hơn 4140
Góc nhìn ăn mòn chính	Sức đề kháng công bằng	Sức đề kháng tốt hơn	Sức đề kháng kém	C35 yêu cầu lớp phủ trong môi trường ăn mòn
Khả năng hàn	Tốt	Vừa phải	Xuất sắc	C35 thích hợp cho hàn với các biện pháp phòng ngừa
Khả năng gia công	Vừa phải	Tốt	Xuất sắc	C35 có khả năng gia công kém hơn S235JR
Khả năng định hình	Tốt	Vừa phải	Xuất sắc	C35 có thể hình thành nhưng cần phải được chăm sóc
Chi phí tương đối xấp xỉ	Vừa phải	Cao hơn	Thấp hơn	C35 có hiệu quả về mặt chi phí cho nhiều ứng dụng
Khả năng cung cấp điển hình	Chung	Ít phổ biến hơn	Rất phổ biến	C35 có sẵn rộng rãi ở nhiều dạng khác nhau

Khi lựa chọn thép C35, cần cân nhắc đến các đặc tính cơ học, khả năng chống ăn mòn và đặc điểm chế tạo. Sự cân bằng giữa độ bền và độ dẻo dai của thép khiến nó trở thành lựa chọn tiết kiệm chi phí cho nhiều ứng dụng, mặc dù khả năng bị ăn mòn của thép có thể đòi hỏi các biện pháp bảo vệ bổ sung.

Tóm lại, thép C35 là thép hợp kim cacbon trung bình đa năng, cung cấp sự cân bằng tốt về các đặc tính cho nhiều ứng dụng kỹ thuật khác nhau. Ý nghĩa lịch sử và sự liên quan liên tục trong sản xuất hiện đại nhấn mạnh tầm quan trọng của nó trong lĩnh vực khoa học vật liệu.