Si vous êtes en génie mécanique, fabrication automobile, ou construction, S50C Structural Steel est un matériau que vous rencontrerez probablement. Comme acier moyen en carbone, Il équilibre la force, machinabilité, et l'abordabilité - mais comment cela correspond-il à votre projet? Ce guide décompose ses traits clés, Utilise du monde réel, étapes de fabrication, Et comment il se compare à d'autres matériaux, vous aider à prendre des décisions éclairées.
1. Propriétés du matériau de l'acier S50C
La polyvalence de S50C provient de ses propriétés bien équilibrées. Explorons sonComposition chimique, Propriétés physiques, Propriétés mécaniques, etAutres propriétés en détails.
1.1 Composition chimique
Les performances de S50C sont définies par ses rapports d'éléments précis (Par normes JIS G4051). Ci-dessous est la plage typique:
| Élément | Plage de contenu (%) | Rôle clé |
|---|---|---|
| Carbone (C) | 0.47–0,53 | Stimule la dureté et la résistance à la traction |
| Manganèse (MN) | 0.60–0,90 | Améliore la ductilité et l'ouvrabilité |
| Silicium (Et) | 0.15–0,35 | Améliore la résistance à la chaleur pendant le traitement |
| Soufre (S) | ≤0,030 | Minimisé pour éviter la fragilité |
| Phosphore (P) | ≤0,030 | Limité à empêcher la fissuration du froid |
| Orientés | ≤0,20 (total) | Petites quantités de cr, Dans, etc. - Aucun impact majeur sur les propriétés centrales |
1.2 Propriétés physiques
Ces traits affectent le comportement du S50C dans différents environnements et processus:
- Densité: 7.85 g / cm³ (Standard pour les aciers en carbone, Facile à calculer le poids de la pièce)
- Point de fusion: 1495–1530 ° C (compatible avec les traitements thermiques communs comme la trempe)
- Conductivité thermique: 48 Avec(m · k) à 20 ° C (Bon pour la dissipation de la chaleur dans les pièces de machines)
- Capacité thermique spécifique: 470 J /(kg · k) (gère les changements de température sans dommage)
- Résistivité électrique: 150 nω · m (plus haut que les aciers à faible teneur en carbone, Pas idéal pour les pièces électriques)
- Propriétés magnétiques: Ferromagnétique (répond aux aimants, Utile pour le tri industriel)
1.3 Propriétés mécaniques
La résistance mécanique de S50C le rend idéal pour les pièces porteuses et résistantes à l'usure. Valeurs clés (État recuit à moins que):
| Propriété | Valeur typique | Pourquoi ça compte |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | 590–730 MPA | Poignées de tirage des forces dans les arbres / engrenages |
| Limite d'élasticité | ≥345 MPa | Résiste à la déformation permanente sous charge |
| Dureté | 170–210 Brinell (recuit); jusqu'à 55 HRC (éteint / trempé) | Équilibre la machinabilité (recuit) et porter une résistance (à la chaleur) |
| Ductilité | ≥ 14% d'allongement | Suffisamment flexible pour la flexion / la forge |
| Résistance à l'impact | ≥32 J à 20 ° C | Ténacité modérée - le mieux pour les environnements non froids |
| Résistance à la fatigue | ~ 290 MPA | Endure le stress répété dans les pièces mobiles |
1.4 Autres propriétés
- Résistance à la corrosion: Faible (sujet à la rouille; a besoin de peinture, galvanisation, ou huiler pour une utilisation en plein air)
- Soudabilité: Modéré (nécessite une préchauffage à 150–250 ° C pour éviter la fissuration; recuit post-affaire recommandé)
- Machinabilité: Bien (Facilement foré / tourné avec des outils standard - le mieux dans l'état recuit)
- Formabilité: Modéré (Peut être forgé ou tamponné en formes simples mais moins flexible que les aciers à faible teneur en carbone)
2. Applications de l'acier structurel S50C
L'équilibre de force et de machinabilité de S50C le rend polyvalent entre les industries. Voici des utilisations du monde réel avec des exemples:
2.1 Génie mécanique
- Arbres: Arbres de moteur industriel (Par exemple, dans les pompes à eau) Utiliser S50C - sa résistance à la traction (590–730 MPA) gère la rotation à grande vitesse, et le traitement thermique stimule la résistance à l'usure.
- Engrenages: GRANDES DE SMALS À MAIN (dans les systèmes de convoyeur) Utiliser S50C - sa dureté (Après le trempage) résiste à l'usure des dents, Assurer une longue durée de vie.
- Roulements: Roues de roulements pour les machines à faible charge (comme les ventilateurs électriques) Utiliser S50C - sa machinabilité assure des dimensions précises pour une rotation lisse.
2.2 Industrie automobile
- Composants du moteur: Arbres à cames pour les petits moteurs à essence (Par exemple, en moto) Utiliser S50C - le traitement de la chauffe durcit la surface pour résister à l'usure de la valve.
- Pièces de transmission: Eaux de transmission manuels (dans des voitures compactes comme Honda Fit) Utiliser S50C - sa résistance à la fatigue supporte le maillage de l'engrenage constant.
- Essieux: Les essieux arrière du camion léger utilisent S50C - sa limite de rendement (≥345 MPa) gère les charges lourdes sans se plier.
2.3 Construction
S50C est moins courant pour les grandes structures mais brille en petit, composants à haute résistance:
- Poutres en acier pour petits bâtiments: Les poutres de support de garage résidentiel utilisent le S50C - sa résistance permet d'économiser de l'espace par rapport aux aciers à faible carbone.
- Connecteurs de fermetures: Les fermes à hangar industrielles utilisent des boulons S50C - sa dureté résiste à la desserration sous vibration.
2.4 Autres applications
- Construction navale: Les arbres d'hélice de petit bateau utilisent le S50C - sa résistance gère la pression de l'eau, et la peinture empêche la corrosion.
- Voies ferrées: Composants de chemin de fer mineurs (comme les pièces de l'interrupteur) Utiliser S50C - sa résistance à l'usure perdure le trafic de train.
- Équipement industriel: Les tiges de cylindre hydrauliques utilisent S50C - sa machinabilité assure une surface lisse pour la compatibilité des joints.
3. Techniques de fabrication pour l'acier S50C
La production de S50C de haute qualité nécessite un contrôle minutieux de la teneur en carbone et du traitement. Voici le processus étape par étape:
3.1 Acier
- Fournaise à arc électrique (EAF): Méthode la plus courante - L'acier de crap est fondu à 1600 ° C, Ensuite, le carbone et le manganèse sont ajoutés pour atteindre la plage de 0,47 à 0,53% C.
- Fournaise de base à l'oxygène (BOF): Utilisé pour les gros lots - le minerai de fer est converti en acier, Ensuite, l'oxygène est soufflé pour éliminer les impuretés avant d'ajuster les niveaux de carbone.
- Moulage continu: L'acier fondu est versé dans des moules refroidis à l'eau pour former des dalles, fleurs, ou billettes (matière première pour un traitement ultérieur).
3.2 Travail chaud
- Roulement chaud: Les dalles sont chauffées à 1100–1200 ° C et roulées dans des barres, tiges, ou plaques - cela améliore la force et l'ouvrabilité.
- Forge à chaud: Pour des pièces complexes (comme des engrenages), Forge à chaud façonne S50C à des températures élevées, Amélioration de la structure des grains pour la durabilité.
3.3 Travail au froid
- Roulement froid: Pour les pièces de précision (comme des arbres minces), Le roulement à froid augmente la douceur et la dureté de surface.
- Dessin à froid: Les tiges sont tirées à travers les matrices pour réduire le diamètre - utilisées pour fabriquer des boulons ou des arbres de haute précision.
3.4 Traitement thermique
Le traitement thermique est essentiel pour adapter les propriétés de S50C:
- Recuit: Chauffage à 820–860 ° C, refroidissement lentement - soutient l'acier pour l'usinage.
- Extinction / trempage: Chauffage à 820–860 ° C, éteinte dans l'eau / huile, puis de tempérer à 500–600 ° C - augmente la dureté et la ténacité pour les pièces résistantes à l'usure.
- Durcissement de surface: Carburisant (Ajout de carbone à la surface) suivi de la trempe - s’échappe à la surface tout en gardant le noyau ductile (Utilisé pour les engrenages).
4. Études de cas: S50C dans les projets du monde réel
4.1 Composant mécanique: Fabrication des équipements pour les convoyeurs
Une entreprise de logistique avait besoin d'engrenages pour ses convoyeurs d'entrepôt qui pourraient résister à une utilisation quotidienne de 8 heures. Ils ont choisi S50C pour son:
- Machinabilité (Faciles de dents précises faciles à couper).
- Dureté (50 HRC après extinction / trempage) Pour résister à l'usure.
- Rentabilité (30% moins cher que les aciers en alliage comme 4140).
Résultat: Les engrenages ont duré 2 années sans remplacement - soupçon la durée de vie des engrenages en acier à faible teneur en carbone précédents.
4.2 Application automobile: Arbres à cames de moto
Un fabricant de motos a utilisé S50C pour les arbres à cames pour équilibrer les performances et le coût:
- Traitement thermique (éteinte + tremper) durci les lobes de la came à 52 HRC, Résister à l'usure de la valve.
- La ductilité de S50C a empêché la fissuration pendant l'usinage de l'arbre à cames.
Résultat: Arbres à cames est passé 100,000 Tests de durabilité KM sans signe d'usure.
4.3 Construction: Poutres de support de garage
Un constructeur résidentiel a utilisé des poutres S50C pour un garage à 2 voitures:
- La résistance à la traction élevée de S50C est autorisée à utiliser 10% poutres plus minces que S235Jr (acier à faible teneur en carbone), espace de sauvegarde.
- Galvanisant protégé contre l'humidité, Empêcher la rouille.
Résultat: Les poutres ont soutenu le toit du garage (y compris la charge de neige) pour 15 années sans déformation.
5. Analyse comparative: S50C VS. Autres matériaux
5.1 Comparaison avec d'autres aciers
| Matériel | Résistance à la traction (MPA) | Résistance à la corrosion | Coût vs. S50C | Mieux pour |
|---|---|---|---|---|
| Acier S50C | 590–730 | Faible | Base (100%) | Engrenages, arbres, petites pièces de charge |
| Acier à faible teneur en carbone (S235jr) | 360–510 | Faible | 70% | Pièces soudées, poutres à faible charge |
| Acier en alliage (4140) | 860–1000 | Modéré | 180% | Pièces à stress élevé (Par exemple, virent d'atterrissage des avions) |
| Acier inoxydable (304) | 515 | Excellent | 350% | Environnements corrosifs (Par exemple, tuyaux chimiques) |
5.2 Comparaison avec les matériaux non métalliques
- Aluminium (6061-T6): Plus léger (densité 2.7 g / cm³ vs. 7.85 g / cm³) mais plus faible (résistance à la traction 310 MPA VS. 590–730 MPA)—Utilisez S50C pour les pièces mécaniques à haute résistance.
- Composites en fibre de carbone: Plus fort (résistance à la traction 3000 MPA) Mais 8 fois plus cher - Utilisez pour l'aérospatiale; S50C est meilleur pour une utilisation industrielle / automobile.
- Plastiques (PA66): Moins cher mais moins fort (résistance à la traction 80 MPA)- Utilisez pour les pièces à faible charge; S50C pour les composants porteurs.
5.3 Comparaison avec d'autres matériaux structurels
- Béton: Moins cher pour les grandes structures mais plus lourds - utilisez S50C pour les petits, composants forts (Par exemple, Connecteurs de faisceau) Ce béton ne peut pas remplacer.
- Bois: Plus écologique mais moins durable - utilisez S50C pour les pièces exposées à l'humidité ou aux charges lourdes.
6. Vue de la technologie Yigu sur S50C Structural Steel
À la technologie Yigu, S50C est notre incontournable pour les pièces mécaniques moyennes. Son équilibre de la machinabilité, force, Et le coût le rend parfait pour les engrenages, arbres, et composants automobiles. Nous recommandons souvent le recuit pour un traitement et une extinction / trempage faciles pour une résistance à l'usure. Pour une utilisation en plein air, Nous l'assocons à un placage de zinc pour augmenter la résistance à la corrosion, prolonger la vie en partie par 25%. Bien qu'il ne soit pas idéal pour les environnements froids ou corrosifs, c'est inégalé pour abordable, pièces industrielles fiables.
FAQ à propos de S50C Structural Steel
- Peut être utilisé dans les climats froids?
Non, pas recommandé. Sa ténacité à impact diminue en dessous de 20 ° C (≥32 J à 20 ° C, mais beaucoup plus bas à -10 ° C +), Ainsi, il peut se craquer sous stress. Utilisez des aciers résistants au froid comme S355JR pour les régions froides. - Ai-je besoin d'outils spéciaux pour machine S50C?
Non. Les outils en carbure standard fonctionnent bien. Pour de meilleurs résultats, Utilisez des liquides de refroidissement pour empêcher la surchauffe, surtout lors de l'usinage du S50c traité à la chaleur (plus dur que l'acier recuit). - En quoi S50C diffère-t-il de S45C?
S50C a un contenu en carbone plus élevé (0.47–0,53% vs. 0.42–0,48% pour S45C), le rendre plus fort (résistance à la traction 590–730 MPa vs. 570–700 MPA) mais un peu moins ductile. Utilisez S45C pour les pièces qui ont besoin de plus de flexibilité; S50C pour les applications de force supérieure.
