Acier de structure en carbone S55C: Besoin de connaître les propriétés, Usages & Plus

Si vous travaillez en génie mécanique, fabrication automobile, ou construction, S55C Carbon Structural Steel est une option de carbone moyen qui mérite d'être comprise. Il équilibre une force impressionnante, se résistance à l'usure, et machinabilité - mais comment savez-vous si c'est le bon choix pour votre projet? Ce guide décompose ses traits clés, Applications du monde réel, étapes de fabrication, Et comment il se compare à d'autres matériaux, Vous aider à prendre des décisions confiantes.

1. Propriétés des matériaux de l'acier de structure en carbone S55C

La performance de S55C commence par ses propriétés bien conçues. Plongeons-nous dans sonComposition chimique, Propriétés physiques, Propriétés mécaniques, etAutres propriétés avec des données et des explications claires.

1.1 Composition chimique

S55C suit JIS G4051 (Une norme clé pour les aciers en carbone), avec des ratios d'éléments précis pour fournir une résistance. Ci-dessous est la composition typique:

1.2 Propriétés physiques

Ces traits affectent le comportement du S55C dans différents environnements et processus de fabrication:

• Densité: 7.85 g / cm³ (Standard pour les aciers en carbone - facile à calculer le poids de la pièce pour la conception)
• Point de fusion: 1490–1520 ° C (Compatible avec les méthodes communes de travail à chaud et de traitement thermique)
• Conductivité thermique: 47 Avec(m · k) à 20 ° C (Bon pour la dissipation de chaleur dans les pièces de machines comme les engrenages)
• Capacité thermique spécifique: 465 J /(kg · k) (gère les changements de température sans déformation)
• Résistivité électrique: 155 nω · m (plus élevé que les aciers à faible teneur en carbone - pas idéal pour les composants électriques)
• Propriétés magnétiques: Ferromagnétique (répond aux aimants, utile pour le tri ou le montage industriel)

1.3 Propriétés mécaniques

La résistance mécanique de S55C le rend idéal pour les pièces porteuses et résistantes à l'usure. Valeurs clés (État recuit à moins que):

1.4 Autres propriétés

• Résistance à la corrosion: Faible (sujet à la rouille; a besoin d'un traitement de surface comme la galvanisation, peinture, ou huiler pour une utilisation en plein air)
• Soudabilité: Modéré (nécessite une préchauffage à 180–250 ° C pour éviter la fissuration; recuit post-affaire recommandé pour les pièces épaisses)
• Machinabilité: Bien (facilement foré, tourné, ou moulu avec des outils en carbure standard - le mieux dans l'état recuit)
• Formabilité: Modéré (Peut être forgé à chaud en formes complexes, mais la formation à froid peut provoquer une fissuration)

2. Applications de l'acier de structure en carbone S55C

Le mélange de résistance et d'usure de S55C le rend polyvalent entre les industries. Voici des utilisations du monde réel avec des exemples spécifiques:

2.1 Génie mécanique

• Arbres: Arbres de pompe industrielle (Par exemple, dans les plantes de traitement de l'eau) Utiliser S50C - sa résistance à la traction (620–760 MPA) gère la rotation à grande vitesse, et le traitement thermique augmente la dureté de surface pour résister à l'usure.
• Engrenages: Convoyeur robuste (Dans les installations minières ou fabriquées) Utiliser S55C - 58 Dureté HRC (Après trempage / tremper) résiste à l'usure des dents, prolonger la durée de vie à 3+ années.
• Roulements: Grandes courses de roulements industriels (pour les moteurs électriques) Utiliser S55C - sa machinabilité assure des dimensions précises pour une rotation lisse.

2.2 Industrie automobile

• Composants du moteur: Arbres à cames pour moteurs diesel (Par exemple, dans des camionnettes comme Toyota Hilux) Utiliser S55C - le traitement de la chauffe durcit les lobes de came pour résister à l'usure de la valve.
• Pièces de transmission: TRANSPOSSIONS DE TRANSMISSION MANUEL (dans des camionnettes commerciales comme Ford Transit) Utiliser S55C - sa résistance à la fatigue supporte le maillage de l'engrenage constant.
• Essieux: Les essieux avant du camion léger utilisent S55C - sa limite de rendement (≥380 MPa) gère les charges lourdes et le terrain rugueux sans se pencher.

2.3 Construction

S55C est moins courant pour les grandes structures mais excelle dans les petits, composants à haute résistance:

• Connecteurs de faisceau structurel: Les poutres en acier de l'entrepôt industriel utilisent des boulons S55C - sa dureté résiste à la desserrée sous vibration à partir de machines lourdes.
• Fermes: Les petites fermes de pont piétons utilisent des supports S55C - sa force réduit le besoin de soutien supplémentaire, espace de sauvegarde.

2.4 Autres applications

• Construction navale: Les arbres d'hélice de petit bateau utilisent S55C - sa résistance gère la pression de l'eau, et la peinture empêche la corrosion de l'eau salée.
• Voies ferrées: Composants de l'interrupteur de chemin de fer (comme des grenouilles) Utiliser S55C - sa résistance à l'usure perdure le trafic de train.
• Équipement industriel: Les béliers de presse hydrauliques utilisent S55C - sa résistance à la traction élevée résiste à la déformation sous pression extrême.

3. Techniques de fabrication pour l'acier de structure en carbone S55C

La production de S55C de haute qualité nécessite un contrôle précis 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 0,52 à 0,58% C. Cette méthode est rapide et réduit les déchets.
• 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). Cette étape garantit une structure de grains uniformes.

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), S55C est chauffé à 900–1000 ° C et en forme de matrices - 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 de haute précision ou des épingles.

3.4 Traitement thermique

Le traitement thermique est essentiel pour adapter les propriétés de S55C pour des utilisations spécifiques:

• Recuit: Chauffage à 820–860 ° C, refroidissement lentement - soupçonne de l'acier pour l'usinage ou la formation.
• Extinction / trempage: Chauffage à 820–860 ° C, trempage dans l'eau ou l'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 (Idéal pour les engrenages).

4. Études de cas: S55C dans les projets du monde réel

4.1 Composant mécanique: Convoyeur robuste

Une entreprise minière avait besoin d'engrenages pour son système de convoyeur de charbon qui pourrait résister à une utilisation quotidienne de 12 heures. Ils ont choisi S55C pour son:

• Dureté élevée (55 HRC après traitement thermique) Pour résister à l'usure de la poussière de charbon.
• Résistance à la fatigue (~ 300 MPa) pour endurer une rotation constante.
• Rentabilité (40% moins cher que les aciers en alliage comme 4340).
  Résultat: Les engrenages ont duré 4 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 du moteur diesel

Un fabricant de camions commerciaux a utilisé S55C pour les arbres à cames dans ses moteurs diesel à 6 cylindres:

• Traitement thermique (éteinte + tremper) caméra durcie les lobes 58 HRC, Résister à l'usure de la valve.
• La machinabilité du S55C recuit a permis une mise en forme précise des profils CAM.
  Résultat: Arbres à cames est passé 200,000 Tests de durabilité KM sans signe d'usure.

4.3 Construction: Connecteurs de faisceau d'entrepôt industriel

Une entreprise de construction a utilisé des boulons S55C pour connecter les poutres en acier dans un 10,000 M² Entrepôt industriel:

• La limite d'élasticité de S55C (≥380 MPa) géré le poids des panneaux solaires sur le toit.
• Galvaniser les boulons protégés de l'humidité, Empêcher la rouille.
  Résultat: Aucun relâchement ou déformation du boulon n'a été signalé après 5 années d'utilisation.

5. Analyse comparative: S55C VS. Autres matériaux

5.1 Comparaison avec d'autres aciers

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. 620–760 MPA)—Utilisez S55C pour les pièces mécaniques à haute résistance.
• Composites en fibre de carbone: Plus fort (résistance à la traction 3000 MPA) Mais 9x plus cher - Utilisez pour l'aérospatiale; S55C 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; S55C pour les composants porteurs.

5.3 Comparaison avec d'autres matériaux structurels

• Béton: Moins cher pour les grandes structures mais plus lourds - utilisez S55C pour les petits, composants forts (Par exemple, Connecteurs de faisceau) Ce béton ne peut pas remplacer.
• Bois: Plus écologique mais moins durable - Utilisez S55C pour les pièces exposées à l'humidité ou aux charges lourdes (Par exemple, arbres d'hélice de navire).

6. Vue de la technologie Yigu sur S55C Carbon Structural Steel

À la technologie Yigu, S55C est notre premier choix pour le carbone moyen, parties à haute époque. Sa force (620–760 MPa Tensile) et la machinabilité le rend parfait pour les engrenages, arbres, et essieux automobiles. Nous vous recommandons de recuit pour un traitement et une extinction / trempage faciles pour une résistance à l'usure. Pour une utilisation en plein air, Notre revêtement en aluminium en zinc stimule la résistance à la corrosion, prolonger la vie en partie par 30%. Bien que ce ne soit pas idéal pour les climats froids, Il offre une valeur imbattable pour les projets industriels nécessitant un équilibre de force et de coût.

FAQ sur S55C Structural Steel

1. Peut-il être utilisé dans les climats froids?
   Non, pas recommandé. Sa ténacité à impact diminue en dessous de 20 ° C (≥28 J à 20 ° C, mais ≤15 J à -10 ° C), Ainsi, il peut se craquer sous stress. Utilisez des aciers résistants au froid comme S355JR pour les régions froides.
2. Ai-je besoin d'outils spéciaux pour machine S55C?
   Non. Les outils en carbure standard fonctionnent bien. Pour S55C traité à la chaleur (plus dur que recuit), Utilisez des outils et des refroidisseurs nets pour empêcher la surchauffe et l'usure des outils.
3. En quoi S55C diffère-t-il de S50C?
   S55C a un contenu en carbone plus élevé (0.52–0,58% vs. 0.47–0,53% pour S50C), le rendre plus fort (résistance à la traction 620–760 MPa vs. 590–730 MPA) mais un peu moins ductile. Utilisez S50C pour les pièces qui ont besoin de plus de flexibilité; S55C pour une résistance supérieure, applications à haute teneur.