Si vous vous attaquez à des projets qui ont besoin d'un équilibre de haute résistance, activabilité, et la rentabilité - des bâtiments de la hauteur moyenne aux machines lourdes -Grade 50 acier de structure est le choix de confiance de l'industrie. Aligné avec des normes comme ASTM A572, Cet alliage à faible résistance (Hsla) Steel offre des performances fiables pour les applications porteuses. Ce guide décompose tout ce dont vous avez besoin pour sélectionner, utiliser, et optimiser la note 50 pour vos projets.
1. Propriétés des matériaux de grade 50 Acier de structure
Les performances de la 50e année commencent avec son calibré soigneusement calibrécomposition chimique et physique bien équilibré, mécanique, et traits fonctionnels. Explorons-les en détail.
Composition chimique
Grade 50 est un acier HSLA fortifié avec des éléments pour augmenter la résistance sans sacrifier l'ouvrage. Ci-dessous est sa composition typique (par ASTM A572):
| Élément | Plage de contenu (WT%) | Rôle clé |
|---|---|---|
| Carbone (C) | ≤ 0.23 | Renforcerrésistance à la traction Tout en gardant la soudable en acier |
| Manganèse (MN) | 1.00–1,60 | Améliore la ténacité et empêche la fissuration pendantroulement chaud ou formant |
| Silicium (Et) | 0.15–0,40 | Agit comme un désoxydant (supprime l'oxygène pour éviter les défauts poreux dans le produit final) |
| Soufre (S) | ≤ 0.050 | Strictement (des niveaux élevés provoquent la fragilité, surtout pendant le soudage) |
| Phosphore (P) | ≤ 0.040 | Contrôlé pour éviter la fragilité froide (protègerésistance à l'impact à basse température) |
| Chrome (Croisement) | ≤ 0.30 | Les quantités de traces stimulent légèresrésistance à la corrosion (pour les infrastructures extérieures) |
| Nickel (Dans) | ≤ 0.50 | Améliore la ductilité à basse température (Utile pour les climats plus froids comme le nord des États-Unis) |
| Molybdène (MO) | ≤ 0.10 | Améliorerlimite d'élasticité et résistance au fluage (Pour les composants de la centrale électrique) |
| Vanadium (V) | 0.02–0.10 | Affine la structure des grains (stimule la durabilité et les performances d'impact) |
| Cuivre (Cu) | 0.20–0,40 | Ajoute une résistance à l'altération (Idéal pour une utilisation extérieure non revêtue dans des environnements doux) |
| Autres éléments d'alliage (Par exemple, NB) | ≤ 0.05 | Facultatif - Aupter améliore la résistance et le raffinement des grains |
Propriétés physiques
Ces traits font de la note 50 Facile à intégrer dans des projets à grande échelle:
- Densité: 7.85 g / cm³ (Conformément à la plupart des aciers structurels - implique des calculs de poids pour les colonnes de construction ou les poutres de pont)
- Conductivité thermique: 44 Avec(m · k) (répartit la chaleur uniformément - réduit la déformation pendant le soudage ou l'utilisation à haute température dans les centrales électriques)
- Capacité thermique spécifique: 460 J /(kg · k) (résiste aux pointes de température, le rendre fiable dans les infrastructures extérieures comme les supports de chemin de fer)
- Coefficient de dilatation thermique: 13.0 × 10⁻⁶ / ° C (suffisamment bas pour gérer les balançoires saisonnières dans les barrières routières ou les cadres de construction résidentiel)
- Propriétés magnétiques: Ferromagnétique (Facile à inspecter avec des tests de particules magnétiques pour les défauts dans les pièces de machines ou les tours d'éoliennes)
Propriétés mécaniques
La résistance mécanique de la 50e année est adaptée à la charge de chargement moyenne à lourde. Mesures clés (par ASTM A572):
| Propriété mécanique | Valeur typique | Importance pour le grade 50 Acier de structure |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | 450–550 MPA | Gère les forces de traction modérées à lourdes (Idéal pour les poutres de pont ou les cadres de presse industriels) |
| Limite d'élasticité | ≥ 345 MPA | Maintient la forme sous charge (Empêche la déformation dans les bases d'éoliennes ou les cadres de véhicules) |
| Allongement à la pause | ≥ 20% | Étire sans se casser (Facile à se pencher dans des poutres de pont incurvées ou des cadres de maison résidentielle) |
| Réduction de la zone | ≥ 45% | Indique la ductilité (s'assure que l'acier ne se cassera pas soudainement sous le stress, Par exemple, dans les systèmes de convoyeur) |
| Dureté | 140–180 hb (Brinell); ≤ 68 HRB (Rockwell); ≤ 170 HV (Vickers) | Assez doux pourmachinabilité (Facile à couper ou à forer pour les supports d'équipement) |
| Résistance à l'impact (Test d'impact à chary) | ≥ 27 J à 0 ° C | Fonctionne bien dans un froid doux (adapté aux climats tempérés comme le sud des États-Unis. ou l'Europe) |
Autres propriétés clés
- Résistance à la corrosion: Bien (Grâce à la teneur en cuivre - les performent bien non revêtues dans les zones sèches / légèrement humides; Ajouter la galvanisation des environnements côtiers ou industriels)
- Résistance à la fatigue: Excellent (résiste au stress répété - Liable pour les systèmes de convoyeur, composants de suspension de véhicules, ou des lames d'éoliennes)
- Soudabilité: Très bien (works with standard methods like Soudage à l'arc, Moi soudage, ou Soudage Tig- Pas de préchauffage nécessaire pour les sections <25MM)
- Machinabilité: Haut (Assez doux pour les outils standard - réduit les coûts de fabrication pour les cadres de machines ou les pièces du moteur)
- Formabilité: Excellent (peut être plié, roulé, ou en forme de parties complexes - idéal pour les fermes de pont incurvées ou les structures corporelles automobiles)
2. Applications de grade 50 Acier de structure
La polyvalence de la 50e année en fait un aliment de base dans les industries. Voici comment cela résout les problèmes du monde réel:
Construction
Grade 50 est l'épine dorsale des projets de construction de milieu à l'autre:
- Bâtiments: Poutres, colonnes, et les cadres de toit pour les appartements de 10 à 30 étages, centres commerciaux, et immeubles de bureau (prend en charge les charges de plancher lourdes et plusieurs histoires).
- Ponts: Poutres principales, fermes, et les supports de pilier pour les ponts moyens (50–150 mètres)—Handes de la circulation des véhicules piétons et lourds.
- Structures industrielles: Murs d'usine, cadres d'entrepôt, et des pistes de grue (Durable pour l'équipement léger à modéré à utiliser comme les machines d'emballage).
- Structures résidentielles: Murs à chargement et solives de plancher pour maisons à plusieurs étages (10–20 histoires)—Assure la stabilité sans poids de matériau en excès.
- Exemple: Une entreprise de construction au Texas a utilisé Grade 50 pour une tour de bureau de 22 étages. L'acier Formabilité allowed curved exterior beams, et son soudabilité cut on-site assembly time by 20%. Après 15 années, La tour reste structurellement saine sans avoir besoin de réparations majeures.
Infrastructure
Pour les infrastructures publiques critiques, Grade 50 Assure une fiabilité à long terme:
- Voies ferrées et supports: Traverse, Suivre des attaches, et petites passages à niveau (gère les charges de train léger à médiation et les intempéries).
- Ponts et barrières routières: Garde-corps, barrières médianes, et de petites poutres de viaduc (résiste à l'impact des véhicules et de la pluie).
- Ports et structures marines: Rails de quais et petites cadres de quai (avec galvanisation, résiste à l'exposition à l'eau salée légère).
Génie mécanique
Les ingénieurs en mécanique comptent sur le grade 50 Pour les pièces de machines à stress moyen:
- Cadres de machines: Cadres pour les presses industrielles, machines d'emballage, et équipement de chaîne de montage (prend en charge le poids modéré des machines).
- Supports d'équipement: Bases pour les générateurs, pompes, ou petits compresseurs (réduit les vibrations et prolonge la durée de vie de l'équipement).
- Systèmes de convoyeur: Cadres de convoyeur et supports de rouleaux (gère le mouvement continu de matériaux comme les aliments ou les débris de construction).
- Pressions et machines-outils: Cadres pour petites presses de travail des métaux (suffisamment durable pour l'emboutissage répété de feuilles de métal minces).
Automobile
Dans l'industrie automobile, Grade 50 est utilisé pour les pièces structurelles et de sécurité:
- Cadres de véhicules: Cadres pour camionnettes et VUS (prend en charge les charges utiles sans poids supplémentaire).
- Composants de suspension: Supports de suspension à chargement (rentable et facile à façonner).
- Pièces de moteur: Supports de moteur léger (suffisamment durable pour les vibrations du moteur).
- Structures corporelles: Cadres de porte ou supports d'ailes (Facile à souder et à peindre).
Énergie
Grade 50 joue un rôle dans les projets énergétiques de petite à moyen:
- Éoliennes: Bases pour les petites éoliennes à terre (soutient le poids de la turbine dans des conditions de vent doux).
- Centrales électriques: Composants structurels secondaires comme les supports de tuyaux ou les petites cadres de chaudière (résiste aux températures modérées).
- Tours de transmission: Petites tours de transmission électrique pour les réseaux électriques locaux (stable dans des vents légers).
3. Techniques de fabrication pour le grade 50 Acier de structure
Grade de production 50 nécessite une stricte adhésion aux normes ASTM pour assurer la cohérence. Voici une ventilation étape par étape:
Production primaire
Ces processus créent l'acier brut avec une composition précise:
- Processus de haut fourneau: Le minerai de fer est fondu avec du coke et du calcaire dans un haut fourneau pour produire du fer à fonte (la base pour l'acier).
- Steelmaking d'oxygène de base (Bos): Le fer à porc est mélangé avec de la ferraille en acier, et l'oxygène pur est soufflé pour réduire la teneur en carbone à ≤ 0.23% (rapide et rentable pour la production à grande échelle).
- Fournaise à arc électrique (EAF): L'acier à ferraille est fondu à l'aide d'arcs électriques (Flexible pour les petits lots ou la production axée sur le recyclage - idéal pour la qualité personnalisée 50 orders with added Éléments d'alliage).
Production secondaire
Les processus secondaires façonnent l'acier en formes utilisables:
- Roulement:
- Roulement chaud: Chauffe l'acier à 1100–1200 ° C, puis le passe à travers des rouleaux pour créer des plaques, bars, ou poutres (Utilisé pour les composants de construction comme les colonnes de construction ou les poutres de pont).
- Roulement froid: Roule de l'acier à température ambiante pour créer un mince, feuilles plus lisses (Utilisé pour les pièces du corps automobile ou les petites montures de machines).
- Extrusion: Pousse l'acier chauffé à travers un dé (Common pour les pipelines d'infrastructure ou les cadres du système de convoyeur).
- Forgeage: Marteaux ou presse l'acier chaud dans des formes simples (Utilisé pour des pièces de machines solides comme les bases de pompe).
Traitement thermique
Grade 50 nécessite un traitement thermique minimal, Mais ces étapes optimisent ses propriétés:
- Recuit: Chauffe à 800–850 ° C, refroidie lentement. Adoucire l'acier (améliorer machinabilité for cutting or drilling small parts).
- Normalisation: Chauffe à 850–900 ° C, refroidir dans l'air. Affine la structure des grains (renforcer résistance à l'impact for outdoor infrastructure like highway barriers).
- Trempage et tempérament: Rarement utilisé pour le grade 50 (Il est conçu pour une résistance équilibrée sans traitement thermique supplémentaire - le couchage augmenterait la dureté mais réduirait la ductilité).
Fabrication
La fabrication transforme l'acier roulé en produits finaux:
- Coupe: Usages coupure de combustible oxy (Pour les poutres en acier épaisses), coupure de plasma (rapide pour les plaques d'épaisseur moyenne), ou coupure laser (précis pour les feuilles minces comme les pièces automobiles).
- Flexion: Utilise des presses hydrauliques pour plier l'acier en courbes (Par exemple, Cadres de balcon résidentiel ou garde-corps).
- Soudage: Joins steel parts using Soudage à l'arc (construction sur place), Moi soudage (Production à volume élevé comme des cadres de machines), ou Soudage Tig (Pièces de précision comme les supports de moteur).
- Assemblée: Rassemble des pièces fabriquées (Par exemple, Cadres de construction ou systèmes de convoyeur) en utilisant des boulons ou du soudage.
4. Études de cas: Grade 50 Acier de structure en action
Des exemples du monde réel mettent en évidence comment grade 50 offre de la valeur par des économies de coûts et une fiabilité.
Étude de cas 1: Pont routier moyen (Floride)
Une autorité de transport en Floride a utilisé la note 50 Pour un pont routier de 120 mètres.
- Changements: Utilisé tourné poutres (Aucun acier à haute résistance coûteux nécessaire); S'appuyée sur le contenu en cuivre de la 50e année pour les intempéries naturelles (pas de revêtement supplémentaire).
- Résultats: Le coût du pont 25% moins que l'utilisation de l'acier inoxydable, Et ça gère 40,000 Véhicules / jour. Après 12 années, Les inspections ont montré une rouille minimale (Merci au cuivre), Et pas d'usure structurelle - même dans le climat humide de la Floride.
Étude de cas 2: Système de convoyeur industriel (Ohio)
Une usine de fabrication de l'Ohio avait besoin d'un acier pour les cadres de convoyeur qui était facile à machine et à souder. Ils ont choisi la note 50 sur l'aluminium.
- Changements: Utilisé à froid sheets for the frame (Surface lisse pour un nettoyage facile); welded with Moi soudage for fast assembly.
- Résultats: Le système de convoyeur a duré 20 années (Doublez la durée de vie du cadre en aluminium précédent), et les coûts de maintenance ont chuté de 50% (L'acier était plus facile à réparer que l'aluminium).
Étude de cas 3: 25-Tour résidentielle de l'histoire (Californie)
Un développeur en Californie a utilisé Grade 50 pour une tour résidentielle de 25 étages.
- Changements: Colonnes plus minces utilisées (thanks to Grade 50’s limite d'élasticité), Augmentation de l'espace de vie par 10%; welded on-site with Soudage à l'arc.
- Résultats: La tour a été achevée 18% plus rapide que prévu, et les coûts des matériaux étaient 15% inférieur à l'utilisation de l'acier à haute résistance (Grade 60). Après 8 années, Les résidents ne rapportent aucun problème structurel, même après des tremblements de terre mineurs.
5. Grade 50 contre. Autres matériaux
Comment est la note 50 comparer à d'autres matériaux structurels communs? Ce tableau vous aide à choisir:
| Matériel | Limite d'élasticité (MPA) | Densité (g / cm³) | Résistance à la corrosion | Coût (par kg) | Mieux pour |
|---|---|---|---|---|---|
| Grade 50 Acier de structure | ≥ 345 | 7.85 | Bien (avec / sans revêtement) | $1.60- 2,40 $ | Bâtiments de la hauteur moyenne, ponts moyens, machinerie |
| Grade 36 Acier de structure | ≥ 250 | 7.85 | Bénin (Besoin de revêtement) | $1.30- 2,00 $ | Projets à charge de lumière (petites maisons, clôtures) |
| Aluminium (6061-T6) | 276 | 2.70 | Excellent | $3.00- 4,00 $ | Pièces légères (corps automobiles, aéronef) |
| Acier inoxydable (304) | 205 | 7.93 | Excellent | $4.00- 5,00 $ | Transformation des aliments, infrastructure côtière |
| Béton | 40 (compressive) | 2.40 | Pauvre (Besoin de barres d'armature) | $0.10- 0,20 $ | Fondations, murs de faible hauteur |
Principaux à retenir
- Coût: Grade 50 est moins cher que l'aluminium, acier inoxydable, ou des aciers de qualité supérieure - idéal pour les projets budgétaires qui ont besoin de plus de résistance que l'acier de base.
- Force: Plus que suffisant pour les projets à charge moyenne (Force d'élasticité 345 MPA) mais moins que les aciers à forte force (Par exemple, Grade 60) ou composites.
- Activabilité: Plus facile à souder, machine, et forme que en acier inoxydable ou en titane - évite le temps sur la fabrication.
- Résistance à la corrosion: Mieux que l'acier de base (Merci au cuivre) mais a besoin de revêtement pour correspondre à l'acier inoxydable - parfait pour les environnements doux.
6. La perspective de la technologie Yigu sur le grade 50 Acier de structure
À la technologie Yigu, Nous voyons la note 50 Structural Steel en tant que «cheval de bataille le plus polyvalent» pour les projets à l'échelle à mi-échelle. Son mélange imbattable deforce équilibrée, résistance aux intempéries naturelles (du cuivre), Et l'abordabilité le rend parfait pour les clients qui construisent des bâtiments de la hauteur moyenne, ponts moyens, ou machines industrielles. Nous vous recommandons de tirer parti de sa soudabilité pour un assemblage rapide sur place et d'ajouter la galvanisation uniquement pour les zones côtières dures. Grade 50 n'est pas seulement un matériau - c'est un fiable, Solution rentable qui aide les clients à fournir des projets à temps et à un budget, sans compromettre les performances.
FAQ sur la note 50 Acier de structure
1. Peut noter 50 acier structurel être utilisé sans revêtement?
Oui - merci à son contenu en cuivre (0.20–0,40% en poids), Grade 50 Forme une couche d'oxyde protectrice qui résiste à la rouille dans des environnements secs ou légèrement humides (Par exemple, U.S intérieur. états). Pour les zones côtières ou industrielles (Sel élevé ou pollution), Nous recommandonsGalvanisation à chaud ou revêtement époxy pour prolonger sa durée de vie à 30+ années.
2. Est la note 50 Convient aux zones sujettes aux tremblements de terre?
Absolument. Haute de la 50e annéeductilité (allongement à la pause ≥20%) etrésistance à la traction Laissez-le se plier sans se casser pendant l'activité sismique. Nous avons fourni un niveau 50 Aux clients en Californie et au Japon pour les bâtiments résidentiels et commerciaux - les inspections après des tremblements de terre mineurs n'ont montré aucun dommage structurel.
3. Quelle est la différence entre le grade 50 et grade 60 acier de structure?
Grade 60 a un plus hautlimite d'élasticité (≥415 MPa vs. 50e année 345 MPA) et est meilleur pour les charges ultra-lourdes (Par exemple, 30+ gratte-ciel). Mais grade 50 est 15 à 20% moins cher, plus soudable, Et plus facile à former - faire un meilleur choix pour la plupart des projets à l'échelle à mi-échelle (10–25 bâtiments d'histoire, ponts moyens) où une force extrême n'est pas nécessaire.
