Ploča od ugljičnog čelika je materijal od čelične ploče s ugljikom kao primarnim legirajućim elementom. Njegova svojstva značajno variraju ovisno o sadržaju ugljika, postupku toplinske obrade i mikrostrukturi. Kao osnovni materijal koji se široko koristi u industriji, mehanička svojstva, karakteristike obrade i otpornost na koroziju izravno utječu na njegovu primjenjivost u različitim scenarijima. Ovaj će članak sustavno objasniti karakteristike izvedbe ploče od ugljičnog čelika iz perspektive mehaničkih svojstava, fizičkih svojstava, performansi obrade i područja primjene.
Mehanička svojstva
Mehanička svojstva lima od ugljičnog čelika jedan su od njegovih najvažnijih tehničkih pokazatelja, prvenstveno uključujući čvrstoću, tvrdoću, žilavost i duktilnost.
1. Čvrstoća i tvrdoća
Sadržaj ugljika ključni je čimbenik koji utječe na čvrstoću i tvrdoću ploče od ugljičnog čelika. Nisko{1}}ugljični čelik (sadržaj ugljika manji ili jednak 0,25%) ima malu čvrstoću, ali izvrsnu duktilnost, što ga čini pogodnim za procese oblikovanja kao što su štancanje i zavarivanje. Srednje{4}}ugljični čelik (sadržaj ugljika 0,25%-0,60%) može značajno povećati svoju čvrstoću toplinskom obradom (kao što je kaljenje i popuštanje) i obično se koristi u proizvodnji mehaničkih dijelova. Čelik s visokim udjelom ugljika (sadržaj ugljika > 0,60%) ima izuzetno visoku tvrdoću, ali slabu žilavost i prvenstveno se koristi u komponentama koje zahtijevaju visoku otpornost na trošenje, kao što su opruge i alati za rezanje.
2.Žilavost
Žilavost odražava sposobnost materijala da izdrži udarna opterećenja. Nisko{1}}ugljični čelik, zbog svoje fine veličine zrna i ravnomjerne raspodjele karbida, općenito pokazuje dobru nisko{2}}temperaturnu žilavost. Visok{4}}ugljični čelik, s druge strane, sklon je krhkom lomu na niskim temperaturama i zahtijeva kaljenje kako bi se poboljšala njegova žilavost.
3.Plastičnost
Plastičnost se odnosi na sposobnost materijala da izdrži deformaciju bez loma. Nisko{1}}ugljični čelik ima veliko rastezanje i smanjenje površine, što ga čini pogodnim za postupke kao što su hladno savijanje i duboko izvlačenje. Visoko{3}}ugljični čelik, s druge strane, teže je plastično obraditi zbog njegove izražene sklonosti kaljenju.
Fizička svojstva
Fizička svojstva ploče od ugljičnog čelika uključuju gustoću, koeficijent toplinske ekspanzije, toplinsku vodljivost i električnu vodljivost. Ova svojstva značajno utječu na njegovu primjenu u specifičnim okruženjima.
1. Gustoća i toplinsko širenje
Gustoća ploče od ugljičnog čelika je približno 7,85 g/cm³, slično većini konstrukcijskih čelika. Njegov koeficijent toplinskog širenja raste s temperaturom, što zahtijeva razmatranje toplinskih naprezanja u radnim uvjetima visoke-temperature. Na primjer, toplinska naprezanja moraju biti strogo kontrolirana tijekom projektiranja kotla i tlačne posude.
2. Toplinska vodljivost i električna vodljivost
Ugljični čelik ima bolju toplinsku vodljivost od nehrđajućeg čelika, ali nižu od čistog aluminija ili bakra. Pogodan je za opremu s umjerenim zahtjevima za izmjenom topline. Međutim, njegova električna vodljivost je relativno slaba, što ga čini neprikladnim za korištenje kao električni vodič.
Mogućnost obrade
Mogućnost obrade ploča od ugljičnog čelika određuje njihovu sposobnost obrade, prvenstveno uključujući zavarljivost, obradivost i sposobnost oblikovanja.
1. Zavarljivost
Nisko{0}}ugljični čelik, zbog niskog sadržaja ugljika, manje je sklon pucanju tijekom zavarivanja i stoga je preferirani materijal za zavarivanje. Srednje{2}} i visoko{3}}ugljični čelici zahtijevaju žarenje nakon zavarivanja kako bi se uklonili zaostali naponi, inače zavar može postati krt.
2. Obradivost
Zbog svoje visoke tvrdoće, srednje{0}} i visoko-ugljični čelici doživljavaju brzo trošenje alata tijekom rezanja, ali pravilna toplinska obrada (kao što je normalizacija) može optimizirati njihovu izvedbu rezanja. Nisko{3}}ugljični čelik, s druge strane, sklon je lijepljenju alata zbog svoje visoke plastičnosti, što zahtijeva dodavanje elemenata kao što je sumpor kako bi se poboljšala njegova obradivost.
3. Mogućnost oblikovanja
Nisko{0}}ugljični čelik može se oblikovati u složene oblike procesima kao što su hladno valjanje, štancanje i savijanje, a naširoko se koristi u automobilskoj industriji, građevinarstvu i industriji kućanskih aparata. Visoko{2}}ugljični čelik, zbog svoje velike otpornosti na deformaciju, obično se oblikuje vrućom obradom.
4. Otpornost na koroziju
Ploče od ugljičnog čelika općenito imaju slabu otpornost na koroziju i posebno su osjetljive na hrđu u vlažnim ili korozivnim medijima. Na njegovu otpornost na koroziju prvenstveno utječu površinski uvjeti i čimbenici okoline. Dugotrajno-izlaganje nezaštićene ploče od ugljičnog čelika na otvorenom može uzrokovati ljuštenje kamenca oksida, ubrzavajući koroziju. Kako bi se poboljšala otpornost na koroziju, često se koriste površinski tretmani poput galvaniziranja, bojanja ili legiranja (kao što je dodavanje kroma ili nikla).
Prijave
Lim od ugljičnog čelika, zbog svojih raznolikih svojstava, ima široku primjenu u sljedećim područjima:
•Konstrukcija i mostovi: nisko{0}}ugljični čelik koristi se za konstrukcijske čelične komponente kao što su grede, stupovi i podne ploče;
•Strojevi: srednje{0}}ugljični čelik koristi se za-nosive komponente kao što su zupčanici i osovine;
•Automobili: nisko{0}}ugljični čelik koristi se za utiskivanje karoserije, dok se visoko-ugljični čelik koristi za opruge;
•Energetska oprema: Kotlovi i tlačne posude koriste ploče od ugljičnog čelika određenih stupnjeva čvrstoće;
•Proizvodnja alata: visoko{0}}ugljični čelik koristi se za alate, kalupe i druge primjene.
Zaključak
Svojstva lima od ugljičnog čelika određena su njegovim kemijskim sastavom i tehnologijom obrade. Prilagodbom sadržaja ugljika i metode toplinske obrade, može zadovoljiti potrebe različitih industrijskih scenarija. Unatoč relativno slaboj otpornosti na koroziju, lim od ugljičnog čelika ostaje nezamjenjiv osnovni materijal u modernoj proizvodnji zbog izvrsnih mehaničkih svojstava i niske cijene. U budućnosti, s napretkom znanosti o materijalima, sveobuhvatna izvedba ploča od ugljičnog čelika dodatno će se optimizirati, proširujući njihovu primjenu u-proizvodnji vrhunske opreme.
