Ploča od ugljičnog čelika je materijal čelične ploče s ugljikom kao primarnim legirajućim elementom. Njegova svojstva značajno variraju u zavisnosti od sadržaja ugljika, procesa termičke obrade i mikrostrukture. Kao osnovni materijal koji se široko koristi u industriji, mehanička svojstva ploče od ugljičnog čelika, karakteristike obrade i otpornost na koroziju direktno utiču na njenu primjenu u različitim scenarijima. Ovaj članak će sistematski objasniti karakteristike performansi ploče od ugljičnog čelika iz perspektive mehaničkih svojstava, fizičkih svojstava, performansi obrade i područja primjene.
Mehanička svojstva
Mehanička svojstva ploče od ugljičnog čelika jedan su od njenih najvažnijih tehničkih pokazatelja, prvenstveno uključujući čvrstoću, tvrdoću, žilavost i duktilnost.
1.Snaga i tvrdoća
Sadržaj ugljika je ključni faktor koji utječe na čvrstoću i tvrdoću ploče od ugljičnog čelika. Nisko-ugljični čelik (sadržaj ugljika manji ili jednak 0,25%) ima nisku čvrstoću, ali odličnu duktilnost, što ga čini pogodnim za procese oblikovanja kao što su štancanje i zavarivanje. Srednji{4}}ugljični čelik (sadržaj ugljika 0,25%-0,60%) može značajno povećati svoju čvrstoću kroz termičku obradu (kao što je kaljenje i kaljenje) i obično se koristi u proizvodnji mehaničkih dijelova. Čelik sa visokim sadržajem ugljenika (sadržaj ugljenika > 0,60%) ima izuzetno visoku tvrdoću, ali slabu žilavost i prvenstveno se koristi u komponentama koje zahtevaju visoku otpornost na habanje, kao što su opruge i rezni alati.
2. Žilavost
Čvrstoća odražava sposobnost materijala da izdrži udarna opterećenja. Nisko-ugljični čelik, zbog svoje fine veličine zrna i ujednačene distribucije karbida, općenito pokazuje dobru žilavost na niskim{2}}temperaturama. Visoko{4}}ugljični čelik je, s druge strane, sklon krtom lomu na niskim temperaturama i zahtijeva kaljenje da bi se poboljšala njegova žilavost.
3.Plastičnost
Plastičnost se odnosi na sposobnost materijala da izdrži deformaciju bez loma. Nisko{1}}ugljični čelik ima veliko izduživanje i smanjenje površine, što ga čini pogodnim za procese kao što su hladno savijanje i duboko izvlačenje. Visoko{3}}ugljični čelik je, s druge strane, teže plastično obrađivati zbog njegove izražene sklonosti ka kaljenju.
Physical Properties
Fizička svojstva ploče od ugljičnog čelika uključuju gustoću, koeficijent toplinskog širenja, toplinsku provodljivost i električnu provodljivost. Ova svojstva značajno utiču na njegovu primenu u specifičnim okruženjima.
1. Gustina i toplinska ekspanzija
Gustoća ploče od ugljičnog čelika je približno 7,85 g/cm³, slično većini konstrukcijskih čelika. Njegov koeficijent toplinske ekspanzije raste s temperaturom, što zahtijeva razmatranje toplinskih naprezanja u radnim uvjetima na visokim{2}}temperaturama. Na primjer, toplotna naprezanja moraju biti strogo kontrolirana tokom projektiranja kotla i posude pod pritiskom.
2. Toplotna vodljivost i električna vodljivost
Ugljični čelik ima bolju toplinsku provodljivost od nehrđajućeg čelika, ali nižu od čistog aluminija ili bakra. Pogodan je za opremu sa umjerenim zahtjevima za izmjenom topline. Međutim, njegova električna provodljivost je relativno slaba, što ga čini neprikladnim za upotrebu kao električni provodnik.
Procesabilnost
Mogućnost obrade ploče od ugljičnog čelika određuje njenu obradivost, prvenstveno uključujući zavarljivost, obradivost i oblikovnost.
1. Zavarljivost
Nisko{0}}ugljični čelik, zbog niskog sadržaja ugljika, manje je sklon pucanju tokom zavarivanja i stoga je poželjan materijal za zavarivanje. Srednji- i visoko-ugljični čelici zahtijevaju žarenje nakon zavarivanja kako bi se eliminisala zaostala naprezanja, inače zavar može postati lomljiv.
2. Obradivost
Zbog svoje visoke tvrdoće, čelici sa srednjim{0}} i visoko-ugljičnim čelikom doživljavaju brzo trošenje alata tokom rezanja, ali pravilna toplinska obrada (kao što je normalizacija) može optimizirati njihov učinak rezanja. Nisko-čelik je, s druge strane, sklon zalijepljenju alata zbog svoje visoke plastičnosti, što zahtijeva dodavanje elemenata kao što je sumpor da bi se poboljšala njegova obradivost.
3. Formabilnost
Nisko{0}}ugljični čelik se može oblikovati u složene oblike kroz procese kao što su hladno valjanje, štancanje i savijanje, i široko se koristi u automobilskoj industriji, građevinarstvu i industriji kućanskih aparata. Visok-ugljični čelik, zbog svoje visoke otpornosti na deformaciju, obično se formira vrućom obradom.
4. Otpornost na koroziju
Ploče od ugljičnog čelika općenito imaju slabu otpornost na koroziju, a posebno su osjetljive na hrđu u vlažnim ili korozivnim medijima. Na njegovu otpornost na koroziju prvenstveno utiču površinski uslovi i faktori okoline. Dugotrajno-izlaganje nezaštićene ploče od ugljičnog čelika na otvorenom može uzrokovati ljuštenje oksidnog kamenca, ubrzavajući koroziju. Da bi se poboljšala otpornost na koroziju, često se koriste površinski tretmani kao što su galvanizacija, farbanje ili legiranje (kao što je dodavanje hroma ili nikla).
Prijave
Ploča od ugljičnog čelika, zbog svojih raznovrsnih svojstava, ima široku primjenu u sljedećim područjima:
•Gradnja i mostovi: Nisko-čelik sa niskim udjelom ugljenika se koristi za konstrukcijske čelične komponente kao što su grede, stupovi i podne ploče;
•Mašine: srednji-ugljični čelik se koristi za{1}}komponente koje nose opterećenje kao što su zupčanici i osovine;
•Automobilska industrija: Nisko{0}}ugljični čelik se koristi za štancanje karoserije, dok se visoko{1}}ugljični čelik koristi za opruge;
•Energetska oprema: Kotlovi i posude pod pritiskom koriste ploče od ugljičnog čelika specifične čvrstoće;
•Proizvodnja alata: visoko-ugljični čelik se koristi za alate, kalupe i druge aplikacije.
Zaključak
Svojstva ploča od ugljičnog čelika određena su njegovim kemijskim sastavom i tehnologijom obrade. Prilagođavanjem sadržaja ugljika i metode toplinske obrade, može zadovoljiti potrebe različitih industrijskih scenarija. Unatoč relativno slaboj otpornosti na koroziju, ploča od ugljičnog čelika ostaje nezamjenjiv osnovni materijal u modernoj proizvodnji zbog svojih odličnih mehaničkih svojstava i niske cijene. U budućnosti, sa napretkom nauke o materijalima, sveobuhvatne performanse ploča od ugljičnog čelika će biti dodatno optimizovane, proširujući njihovu primjenu u-proizvodnji vrhunske opreme.
