Acier du carbone
teels L'acier du carbone de , également appelé l'acier du carbone de plaine de , est un alliage , une combinaison de en métal de deux éléments, fers et carbones , où d'autres éléments sont présents dans les quantités trop petites pour affecter les propriétés. Le seul d'autres éléments d'alliage a permis en acier de plat-carbone est le manganèse (1.65% de maximum), le silicium (0.60% de maximum), et le de cuivre (0. L'acier avec un contenu à faible teneur en carbone a les mêmes propriétés que le fer, doux mais facilement formé. Comme les élévations de contenu de carbone le métal devient plus dure et plus forte mais moins et plus difficile malléables à la soudure . Un contenu plus élevé de carbone abaisse le point de la fusion de l'acier et sa résistance de la température en général.
Le contenu de carbone influence la limite conventionnelle d'élasticité de l'acier parce qu'ils s'insèrent dans les emplacements en cristal interstitiels du trellis du de l'arrangement cubique body-centered du des molécules de fer. Le carbone interstitiel réduit la mobilité des dislocations qui a alternativement un effet durcissant sur le fer. Pour obtenir des dislocations pour se déplacer, haut assez de niveau d'effort doit être appliqué afin des dislocations au " ; away" de coupure ;. C'est parce que les atomes de carbone interstitiels font tordre certaines des cellules de trellis du fer BCC.
Types d'acier du carbone
Compositions typiques de carbone :acier (à faible teneur en carbone) doux de
: approximativement 0.15% contenu de carbone pour l'acier à faible teneur en carbone et 0.29% contenu de carbone pour l'acier doux (par exemple acier d'AISI 1018). L'acier doux a une résistance à la traction relativement basse, mais il est bon marché et malléable ; la dureté extérieure peut être augmentée par le carburant .
acier du carbone moyen de de
: approximativement 0.59% contenu de carbone
acier à haut carbone de
: approximativement 0.99% contenu de carbone
acier du carbone ultra-haut de de
: le manganèse de contenu de carbone approximativement 1.0% est souvent ajouté pour améliorer la trempabilité des aciers à faible teneur en carbone. Ces additions transforment le matériel en acier faiblement allié par quelques définitions, mais le définition de s d'AISI la 'de l'acier du carbone permet jusqu'à à 1.65% le manganèse en poids.
Le en acier trempé se rapporte habituellement acier éteint ou éteint et tempered.
L'acier argenté ou l'acier lumineux à haut carbone, obtient son nom de son aspect, dû au contenu à haut carbone. C'est un très-haut acier du carbone, ou peut être considéré en tant qu'une partie du meilleur acier à haut carbone. Il est défini sous les normes en acier BS-1407 de spécifications. C'est un acier à outils de carbone de 1% qui peut être rectifié pour clôturer des tolérances. Habituellement la gamme du carbone est 1.10% minimum mais aussi haut que 1. Elle contient également des oligoéléments de 0.35% manganèse (gamme 0.3%), et également parfois de soufre (0.035% maximum) et de phosphore (0. De l'acier argenté est parfois employé pour rendre les rasoirs droits dus à sa capacité de produire et tenir un bord micro-fin.
Traitements thermiques
Le but de la chaleur traitant l'acier de plat-carbone est de changer les propriétés mécaniques de l'acier, habituellement ductilité, dureté, limite conventionnelle d'élasticité, et résistance de l'impact. Noter que la conductivité électrique et thermique sont légèrement changées. Comme avec la plupart des techniques de renforcement pour l'acier, le module d'élasticité (module de Young ) n'est jamais affecté. L'acier a une solubilité pleine plus élevée pour le carbone dans la phase de l'austénite , donc tous les traitements thermiques, excepté le recuit spheroidizing et de processus, début par la chauffage à une phase austénitique. Le taux auquel l'acier est refroidi par la réaction Eutectoid du affecte le taux auquel le carbone répand hors de l'austénite. D'une façon générale, le refroidissement rapidement donnera une perlite plus fine (jusqu'à ce que la température critique de la martensite soit atteinte) et le refroidissement lentement donnera une perlite plus brute. Refroidissement d'un hypoeutectoid (résultats en acier de plus moins de 0.8 % poids C) dans une structure perlitique avec du ferrite de α- aux joints de grain. S'il est hypereutectoïde (plus de 0.8 % poids d'acier de C) puis la structure est pleine perlite avec de petits grains du Cementite dispersé partout. Les quantités relatives de constituants sont trouvées using la règle de levier . Voici une liste des types de traitements thermiques possibles :
Spheroidizing : Formes de Spheroidite quand l'acier du carbone est chauffé au °C approximativement 700 pendant plus de 30 heures. Spheroidite peut former à de plus basses températures mais aux augmentations nécessaires de temps rigoureusement, comme c'est un procédé commandé de diffusion. Le résultat est une structure des tiges ou des sphères du cementite dans la structure primaire (le ferrite ou la perlite, selon lesquels le côté de l'eutectoid vous sont allumés). Le but est de ramollir de plus hauts aciers au carbone et de laisser plus de formability. C'est la forme la plus molle et la plus malléable d'acier. L'image vers la droite montre où spheroidizing se produit habituellement.
recuit de de de
plein : de l'acier de Plat-carbone est chauffé au °C approximativement 40 au-dessus d'Ac3 ou d'Ac1 pour 1 heure ; ceci assure tout le ferrite transforme en austénite (bien que le Cementite pourrait encore exister si le contenu de carbone est plus grand qu'eutectoid). L'acier doit alors être refroidi lentement, dans le royaume du °C 38 (°F) 100 par heure. Habituellement c'est juste four refroidi, où le four est arrêté avec de l'acier encore à l'intérieur. Ceci a comme conséquence un °structure perlitique brut, qui signifie le " ; bands" ; de la perlite sont épais. L'acier entièrement recuit est mou et le malléable, sans des efforts internes, qui est souvent nécessaire pour la formation rentable. Seulement l'acier spheroidized est plus mou et plus malléable.
recuit de processus de
: Un processus employé pour soulager l'effort dans un acier froid-travaillé de plat-carbone à moins de 0. L'acier est habituellement chauffé jusqu'au °C 550-650 pour 1 heure, mais parfois températures aussi hautes que 700 °C. L'image vers la droite montre au secteur où le recuit de processus se produit.
recuit isotherme de
: C'est un processus dans lequel l'acier eutectoid de hypo est heated au-dessus de la température critique supérieure et cette température est maintenue pendant une période et alors la température est réduite au-dessous de plus basse température critique et est de nouveau maintenue. Alors finalement il est refroidi à la température ambiante. Cette méthode aide en éliminant n'importe quel gradient de température.
de
normalisant : de l'acier de Plat-carbone est chauffé au °C approximativement 55 au-dessus d'Ac3 ou d'Acm pour 1 heure ; ceci assure l'acier transforme complètement à l'austénite. L'acier est alors un air refroidi, qui est un taux de refroidissement du °C approximativement 38 (°F) 100 par minute. Ceci a comme conséquence une structure perlitique fine, et une structure plus uniforme. L'acier normal a une plus haute résistance que l'acier recuit ; il a relativement un de haute résistance et une ductilité.
de de
éteignant : de l'acier de Plat-carbone avec au moins 0.4 % poids C est chauffé à normaliser les températures et rapidement puis refroidi (éteint) en eau, saumure, ou pétrole à la température critique. La température critique dépend du contenu de carbone, mais est en règle générale plus basse à mesure que le contenu de carbone augmente. Ceci a comme conséquence une structure martensitique ; une forme d'acier qui possède un contenu de carbone sursaturé dans une structure cristalline cubique (BCC) body-centered déformée, correctement nommée tétragonal body-centered (BCT). Cette structure cristalline a un montant très élevé d'effort interne. En raison des ces l'acier éteint d'effort interne est extrêmement dur mais le fragile, habituellement trop fragile pour des buts pratiques. Ces efforts internes causent des fissures d'effort sur la surface. L'acier éteint est approximativement trois (contenu de carbone inférieur) à l'acier que normalisé de quatre fois (de contenu à haut carbone) plus dur.
Martempering (Marquenching) de
: Martempering n'est pas réellement un procédé de gâchage, par conséquent le " de limite ; Marquenching." ; C'est une forme de traitement thermique isotherme appliquée après une initiale éteignent de typiquement dans une solution de pétrole ou de saumure à un juste de la température au-dessus du " ; temperature" de début de martensite ;. À cette température, des contraintes résiduelles dans le matériel sont soulagées et un certain bainite peut être formé du ferrite maintenu ce qui n'a pas eu le temps pour transformer en toute autre chose. Dans l'industrie, c'est un processus employé pour commander la ductilité et la dureté d'un matériel. Avec du plus long temps marquenching, la ductilité augmente avec une perte minimale dans la force ; l'acier est tenu dans cette solution jusqu'au centre et les températures de surface s'égalisent. Alors l'acier est refroidi à une vitesse modérée pour maintenir le gradient de température minimal. Non seulement ce processus réduit-il des efforts internes et des fissures d'effort, mais il augmente également la résistance de l'impact.
le de de
éteignent et gâchant : C'est le traitement thermique le plus commun produit, parce que les propriétés finales peuvent être avec précision déterminées par la température et le temps du gâchage. Le gâchage implique de réchauffer l'acier éteint à une température au-dessous de la température Eutectoid du se refroidissant alors. La température elevated permet à un peu de spheroidite très de former, qui reconstituent la ductilité, mais réduit la dureté. Les températures et des temps réels sont soigneusement choisis pour chaque composition.
trempe bainitique de
: Le processus de trempe bainitique est identique que martempering, à moins que l'acier soit tenu dans la solution de saumure par les températures de transformation de bainite, et alors modérément refroidi. L'acier en résultant de bainite a une plus grande ductilité, une résistance de l'impact plus élevée, et moins de déformation. L'inconvénient de la trempe bainitique est lui peut seulement être employé sur quelques aciers, et il exige une solution spéciale de saumure.
Durcissement par trempe
Seulement l'extérieur de la partie en acier est durci, créant une peau dure et résistante à l'usure, mais préserver un intérieur dur et malléable.Une limitation d'acier du carbone plat est la vitesse très rapide du refroidissement requise pour produire le durcissement. Dans de grands morceaux il n'est pas possible de refroidir l'intérieur assez rapidement et ainsi seulement les surfaces peuvent être durcies. Ceci peut être amélioré avec l'addition d'autres éléments ayant pour résultat l'acier allié.
Durcissement de l'induction de flamme et de
La surface de l'acier est chauffée à la température se refroidissant alors rapidement par l'utilisation des mécanismes et du refroidissement par l'eau de chauffage localisés. Le but est de créer un " ; case" ; de la martensite sur la surface où la résistance à l'usure est nécessaire. Une teneur en carbone de 0.6 % poids C est nécessaire pour ce type de durcissement. Les utilisations typiques sont pour le dispositif d'accrochage d'une serrure, où la couche externe est durcie pour être dossier résistant, et des vitesses mécaniques où les surfaces dures de maille de vitesse sont nécessaires pour maintenir une longue durée de vie tandis que la dureté est exigée pour maintenir la longévité et la résistance à l'échec catastrophique.
Carburation
voient également :
la carburation
Un processus utilisé au cas durcissent l'acier avec une teneur comprise de carbone entre 0. Dans ce processus de l'acier est présenté à un environnement riche de carbone et à des températures elevated pour un certain nombre de heures. Puisque c'est un procédé commandé de diffusion, plus l'acier est tenu dans cet environnement plus grand la pénétration de carbone sera longtemps et plus le contenu de carbone dans ces secteurs est élevé. La pièce est alors éteinte de sorte que le carbone soit fermé à clef dans la structure. La dureté est modérément augmentée, mais elle peut être durcie encore par la flamme ou le durcissement d'induction. Il est possible de carburer seulement une partie de la pièce en la couvrant dans le cuivrage ou l'enduit il de pâte commerciale. Ce qui suit sont quelques exemples de carburer des processus :
cémentation en caisse de de
: L'acier à faible teneur en carbone de emballage partie avec un matériel carboné et la chauffage pendant quelque temps répand le carbone dans les couches externes. Une période de chauffage de quelques heures pourrait former une couche à haut carbone environ un millimètre d'épaisseur.
liquide de de
carburant : Cette méthode implique de chauffer la pièce dans un bain de cyanure fondu de baryum ou de cyanure de sodium. La surface absorbe le sodium et le carbone de cette façon.
cémentation par gaz de de
: Pièces placées dans un four au °C 927 (°F) 1700 contenant un méthane ou une atmosphère partiel d'oxyde de carbone. Les pièces sont alors éteintes.
La carburation de
peut également être accomplie avec une torche d'acétylène réglée avec une flamme de carburant et un chauffage et une extinction riches à plusieurs reprises dans un fluide riche de carbone (huile).
Nitruration
voient également :
la nitruration
Ce processus chauffe la partie en acier au °C 482-621 (°F) 900-1150 dans une atmosphère du gaz d'ammoniaque et de l'ammoniaque dissociée. Le temps la pièce dépense dans des préceptes de cet environnement la profondeur du cas. La dureté est réalisée par la formation des nitrures. La nitrure formant des éléments doit être présente pour que cette méthode fonctionne ; ces éléments incluent le chrome , le molybdène , et l'aluminium . L'avantage de ce processus est lui cause peu de déformation, ainsi la pièce peut être cas durci après avoir été éteignent et gâché et usiné.
Cyaniding
Ce processus chauffe la partie dans un bain de cyanure de sodium à une température dans la phase austénitique et puis est éteint. Ceci crée un cas très dur, pourtant mince.
Carbonitriding
voient également :
du Carbonitriding
Ce processus est semblable à cyaniding à moins qu'une atmosphère gazeuse de l'ammoniaque et des hydrocarbures soit employée au lieu du cyanure de sodium. Si la pièce doit être éteinte alors la pièce est chauffée au °C 775-885 (°F) 1425-1625 ; sinon alors la pièce est chauffée au °C 649-788 (°F) 1200-1450. Les noms commerciaux pour le processus incluent le Tenifer , Melonite, Sursulf, Arcor, Tufftride, et Koline.
Voir également
Acier Traitement thermique
Travail à froid
L'acier du AISI évalue
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