Co to jest stal średniowęglowa?

Stal jest stopem metali, który składa się głównie z żelaza i zawiera 0,2 do 2,1 procent węgla. Cała stal zawiera węgiel, ale termin „stal węglowa” odnosi się w szczególności do stali, która zawiera węgiel jako główny składnik stopowy. Stal średniowęglowa to stal węglowa, która zawiera od 0,30 do 0,60 procent węgla. Ma również zawartość manganu od 0,6 do 1,65 procent. Ten rodzaj stali zapewnia dobrą równowagę między wytrzymałością a ciągliwością i jest powszechny w wielu rodzajach części stalowych.

Żelazo składa się z krystalicznej sieci atomów żelaza, które umożliwiają atomom przesuwanie się obok siebie, dzięki czemu czyste żelazo jest względnie miękkie. Węgiel w stali zmniejsza tę tendencję, czyniąc stal średniowęglową twardszą niż żelazo. Dodatkowe elementy, takie jak chrom, mangan, wolfram i wanad, mogą również działać jako środki utwardzające w stali. Dokładna proporcja tych pierwiastków decyduje o specyficznych właściwościach stali.

Dodatkowy węgiel sprawia, że ​​stal jest twardsza, ale także bardziej krucha, dlatego wytwarzanie stali węglowej wymaga równowagi między twardością a ciągliwością. Najczęstsze zastosowania stali średniowęglowej są w ciężkich maszynach, takich jak osie, wały korbowe, sprzęgła i przekładnie. Stal średniowęglowa o zawartości węgla od 0,4 do 0,6 procent jest powszechnie stosowana w przemyśle kolejowym do produkcji osi, szyn i kół.

Obróbka stali średniowęglowej za pomocą ciepła znacząco zmienia właściwości mechaniczne, takie jak plastyczność, twardość i wytrzymałość. Obróbka cieplna stali nieznacznie wpływa na inne właściwości, takie jak jej zdolność do przewodzenia ciepła i energii elektrycznej. Istnieje wiele metod obróbki stali za pomocą ciepła.

Zawartość węgla i manganu w stali średniowęglowej sprawia, że ​​hartowanie i odpuszczanie jest najczęstszą metodą obróbki cieplnej tego rodzaju stali. Proces ten na ogół polega na wielokrotnym podgrzewaniu stali do temperatury poniżej 1333 ° F (około 723 ° C) i szybkim schładzaniu przez hartowanie w cieczy, takiej jak olej lub woda. Temperatura i czas tego procesu pozwalają producentowi dokładnie kontrolować ostateczne właściwości stali.

Hartowanie skrzyniowe jest procesem hartowania stali, który wpływa tylko na powierzchnię zewnętrzną stali. Daje to twardą, wodoodporną obudowę o bardziej plastycznym wnętrzu. Stal węglowa jest często utwardzana, ponieważ trudno jest całkowicie utwardzić grubą część ze stali węglowej. Stal z większą ilością środków stopowych niż stal średniowęglowa ma większą zdolność do hartowania i może nie wymagać hartowania.