Nội dung
Hướng dẫn thép cacbon đen
- John
Thép cacbon thường bền. Độ bền kéo của nó dao động từ 400 MPa đến 1.200 MPa, tùy thuộc vào hàm lượng cacbon và xử lý nhiệt.
SteelPro Group cung cấp nhiều loại thép cacbon cho khách hàng ở nhiều quốc gia khác nhau. Chúng tôi cũng cung cấp nhiều tùy chọn tùy chỉnh khác nhau cho dự án cụ thể của bạn. Tiếp theo, chúng tôi sẽ phân tích những yếu tố làm cho thép cacbon bền như vậy và đưa ra lời khuyên chuyên môn về cách chọn loại thép cacbon phù hợp cho dự án của bạn.
Thép cacbon đen là gì?
Thép cacbon đen là thép hợp kim trung bình, thép tôi bằng không khí được biết đến với độ ổn định về kích thước, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn vừa phải. Thép cacbon đen được sử dụng cho khuôn dập, dụng cụ tạo hình và khuôn nhựa, nơi độ chính xác và khả năng chống mỏi nhiệt là rất quan trọng. Thép cacbon đen đã tôi đạt 61-62 HRC, có độ dẻo dai cao hơn so với các hợp kim chống mài mòn như D2.
SteelPro Group cung cấp thép cacbon đen, tương đương với UNS T30106 và tuân thủ tiêu chuẩn ASTM A681. Các dạng phổ biến bao gồm ống tròn, ống và tấm thép cacbon đen.
Tính chất cơ học của thép cacbon đen
Bảng dưới đây phác thảo các tính chất cơ học cụ thể để tham khảo.
| Tài sản | Giá trị (Đơn vị đo lường) | Giá trị (Anh) |
| Độ cứng (Rockwell C) | 61 – 62 | 61 – 62 |
| Mô đun đàn hồi | 200 GPa | 29000 kilôgam |
| Mô đun khối | 160 GPa | 23200 ksi |
| Mô đun cắt | 77,0 GPa | 11200 ksi |
| Tỷ số Poisson | 0.3 | 0.3 |
| Khả năng gia công | 65 % | 65 % |
Tính chất vật lý của thép cacbon đen
Bảng dưới đây tóm tắt các tính chất vật lý chính của nó để tham khảo.
| Tài sản | Giá trị (Đơn vị đo lường) | Giá trị (Anh) |
| Tỉ trọng | 7,83 g/cm³ | 0,283 lb/in³ |
| Trọng lượng riêng | 7.83 | 7.83 |
| Mô đun đàn hồi | 207 GPa | 30 x 10³ ksi |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 11,5 x 10⁻⁶ /°C (20-100°C) | 6,39 x 10⁻⁶ /°F (68-212°F) |
| Độ dẫn nhiệt | 24,9 W/m·K | 172,7 BTU·in/ft²·h·°F |
| Nhiệt dung riêng | 460 J/kg·K | 0,11 BTU/lb·°F |
| Điện trở suất | 0,00065 Ω·cm | 25,6 μΩ·trong |
Ứng dụng của thép cacbon đen
Thép cacbon đen được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau do độ bền, độ chắc và giá cả phải chăng. Sau đây là một số ứng dụng phổ biến nhất:
1. Xây dựng và Cơ sở hạ tầng
Thép cacbon đen thường được sử dụng trong xây dựng các tòa nhà, cầu và kết cấu hỗ trợ. Độ bền kéo cao của nó làm cho nó lý tưởng cho các khung, cốt thép và các thành phần chịu tải.
2. Hệ thống đường ống và ống nước
Do khả năng chịu áp suất và ứng suất cơ học, thép cacbon đen thường được tìm thấy trong đường ống dẫn nước, khí đốt và dầu. Nó đặc biệt phổ biến trong các môi trường công nghiệp, nơi cần có độ bền và độ tin cậy cao.
3. Ngành công nghiệp ô tô
Nhiều bộ phận của xe, chẳng hạn như khung gầm, trục và khung, được làm từ thép cacbon đen. Nó cung cấp tính toàn vẹn về mặt cấu trúc cần thiết cho cả xe chở khách và xe thương mại.
4. Sản xuất và thiết bị nặng
Các bộ phận máy móc, dụng cụ công nghiệp và vỏ thiết bị thường sử dụng thép cacbon đen vì nó có thể chịu được sự hao mòn trong điều kiện vận hành khắc nghiệt.
5. Thiết bị nông nghiệp
Từ máy cày đến các bộ phận máy kéo, thép cacbon đen đóng vai trò quan trọng trong các công cụ và máy móc nông nghiệp, nơi độ bền và khả năng chống va đập là rất quan trọng.
6. Ứng dụng trong đóng tàu và hàng hải
Độ bền và hiệu quả về mặt chi phí khiến thép cacbon đen trở thành vật liệu được ưa chuộng để chế tạo thân tàu và các thành phần hàng hải khác, đặc biệt là khi có thêm khả năng chống ăn mòn.
7. Hàng rào và lan can
Thép cacbon đen thường được sử dụng trong các công trình ngoài trời như hàng rào, cổng và lan can đường cao tốc, nơi độ bền là một lợi thế lớn.
Chế tạo thép cacbon đen và xử lý nhiệt
Xử lý nhiệt giúp điều chỉnh độ cứng, độ dẻo dai và độ ổn định của thép cacbon đen cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe như công cụ chính xác và các thành phần chống mài mòn.
Tại SteelPro Group, chúng tôi cung cấp thép cacbon đen ở dạng ủ, tôi trước hoặc xử lý hoàn toàn, sẵn sàng đáp ứng các yêu cầu cụ thể của bạn. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết về quy trình xử lý nhiệt của nó.
Rèn
Thép cacbon đen phải được rèn ở nhiệt độ từ 900-1150°C (1650-2100°F). Ủ là bắt buộc sau khi rèn vì rèn tạo ra ứng suất bên trong và cấu trúc hạt không đều có thể làm giảm tính chất cơ học.
Ủ
Ủ là cần thiết sau khi gia công nóng hoặc trước khi tôi lại để phục hồi độ dẻo và tối ưu hóa khả năng gia công. Độ cứng sau quá trình này thường nằm trong khoảng 197-229 HB.
Nhiệt độ nên được duy trì ở mức 800-850°C (1475-1560°F). Khi đạt đến nhiệt độ mục tiêu, ngâm thép trong 1 giờ cho mỗi 25,4 mm (1 inch) độ dày để đảm bảo lõi và bề mặt đạt được điều kiện đồng nhất. Sau khi ngâm, làm nguội thép trong lò ở tốc độ được kiểm soát là 15-20°C (27-36°F) mỗi giờ cho đến khi đạt khoảng 650°C (1200°F). Từ thời điểm này, để thép nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng.
Làm cứng
- Austenit hóa
Làm nóng thép đến 815-870°C (1500-1600°F). Giữ thép ở nhiệt độ này trong 30 phút cho mỗi độ dày 25,4 mm (1 inch) để đảm bảo quá trình biến đổi hoàn toàn.
- Làm nguội
Các phần mỏng (<25,4 mm hoặc 1 inch) nên được tôi bằng không khí ở nhiệt độ khoảng 800°C (1475°F). Các phần dày hơn (≥25,4 mm hoặc 1 inch) có thể cần tôi bằng dầu bắt đầu từ 815-870°C (1500-1600°F) để có tốc độ làm mát phù hợp. Việc lựa chọn môi trường tôi giúp ngăn ngừa nứt trong khi vẫn đạt được độ cứng đủ.
Làm nguội
Quá trình tôi luyện được thực hiện ngay sau khi tôi để giảm độ giòn và cải thiện độ dẻo dai. Thép phải được nung nóng đến nhiệt độ tôi luyện mong muốn và giữ trong 1 giờ cho mỗi độ dày 25,4 mm (1 inch).
Phạm vi tôi luyện tối ưu để cân bằng độ cứng và độ dẻo dai là 150-315°C (300-600°F). Phạm vi này phù hợp với hầu hết các ứng dụng đòi hỏi độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn vừa phải. Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ dẻo dai cao hơn, có thể sử dụng tôi luyện ở 425-540°C (797-1000°F), mặc dù điều này làm giảm độ cứng một chút.
| Nhiệt độ (°C) | Nhiệt độ (°F) | Độ cứng (HRC) |
| 95 | 203 | 61 – 62 |
| 150 | 302 | 60 – 61 |
| 205 | 401 | 58 – 59 |
| 260 | 500 | 56 – 57 |
| 315 | 599 | 55 – 56 |
| 425 | 797 | 52 – 53 |
| 480 | 896 | 50 – 51 |
| 540 | 1004 | 48 – 49 |
Tối ưu hóa thép cacbon đen
Thép cacbon đen có thể trải qua quá trình xử lý nhiệt độ thấp sau khi tôi hoặc các chu kỳ ram kéo dài trong quá trình xử lý nhiệt để tăng cường hiệu suất cho các ứng dụng cụ thể.
- Điều trị đông lạnh: Chuyển đổi austenit giữ lại ở -196°C (-320°F), cải thiện khả năng chống mài mòn và độ ổn định kích thước. Lý tưởng cho các công cụ chính xác.
- Ủ mở rộng: Nhiều chu trình tôi luyện giúp giảm austenit và cải thiện độ cứng, mang lại giải pháp thay thế tiết kiệm chi phí.
Nâng cao trải nghiệm thép cacbon đen của bạn
Tại SteelPro Group, chúng tôi không chỉ cung cấp vật liệu mà còn cung cấp giải pháp. Từ thanh và tấm đến tấm và tròn, các sản phẩm thép cacbon đen của chúng tôi được chế tạo để đáp ứng các tiêu chuẩn cao nhất của ngành.
Chúng tôi không dừng lại ở việc cung cấp nguyên liệu thô. Các dịch vụ xử lý toàn diện của chúng tôi được thiết kế để giúp bạn tối đa hóa tiềm năng của thép cacbon đen cho các ứng dụng của bạn, bao gồm xử lý nhiệt, gia công tùy chỉnh, mài bề mặt và đánh bóng
Với SteelPro Group, bạn không chỉ có được thép cacbon đen mà còn có một đối tác cam kết giúp bạn thành công.
