Keluli kromium karbon tinggi: Sifat, Aplikasi, Panduan Pembuatan

Industri seperti alat, Automotif, dan pertanian bergantung pada bahan yang seimbang kekerasan tinggi dan Pakai rintangan-Dan keluli kromium karbon tinggi menyampaikannya dengan tepat. Aloi ini, ditakrifkan oleh campuran karbon dan kromium yang kaya, unggul dengan memakai tinggi, Senario tekanan tinggi. Panduan ini memecah sifat utamanya, Penggunaan dunia nyata, Kaedah pengeluaran, dan bagaimana ia menentang bahan lain, Membantu jurutera dan pembeli membuat keputusan yang yakin.

1. Ciri -ciri bahan teras keluli kromium karbon tinggi

Prestasi karbon kromium keluli berkarbon tinggi berpunca dari komposisi uniknya dan sifat -sifat yang ditala dengan teliti. Di bawah adalah pecahan terperinci bahan kimianya, fizikal, mekanikal, dan ciri -ciri fungsional.

1.1 Komposisi kimia

Gabungan karbon tinggi (C) dan kromium tinggi (Cr) adalah apa yang menjadikan keluli ini menonjol. Jadual di bawah menggariskan komposisi biasa dan peranan setiap elemen utama:

1.2 Sifat fizikal

Ciri -ciri ini menjadikan keluli kromium karbon tinggi sesuai untuk keadaan pembuatan dan perkhidmatan yang keras:

• Ketumpatan: 7.8-7.85 g/cm³ (Sama dengan keluli karbon, Memudahkan pengiraan reka bentuk)
• Titik lebur: 1450-1500° C. (Sesuai dengan proses rawatan pemalsuan dan haba standard)
• Kekonduksian terma: 45-50 W/(m · k) (memastikan pemanasan dalam pembuatan alat)
• Pekali pengembangan haba: 11-13 μm/(m · k) (Mengurangkan Warping Semasa Rawatan Panas)
• Resistiviti elektrik: 0.15-0.20 μΩ · m (Cukup rendah untuk komponen bukan elektrik seperti gear)

1.3 Sifat mekanikal

Kekuatan mekanikal keluli karbon karbon tinggi disesuaikan untuk aplikasi memakai tinggi. Nilai tipikal (berbeza mengikut gred) termasuk:

• Kekuatan tegangan yang tinggi: 800-1200 MPA (mengendalikan beban berat dalam aci dan gear automotif)
• Kekuatan hasil yang tinggi: 600-1000 MPA (menentang ubah bentuk kekal dalam alat dan mati)
• Kekerasan tinggi: 55-65 HRC (Selepas rawatan haba -ideal untuk alat pemotong dan galas)
• Ketangguhan kesan yang tinggi: 15-30 J pada suhu bilik (Mengimbangi kekerasan dengan fleksibiliti untuk alat kerja sejuk)
• Pemanjangan tinggi: 5-15% (Cukup untuk membentuk bentuk sederhana seperti mata air)
• Rintangan keletihan yang tinggi: 350-500 MPA (10⁷ kitaran) (menghalang retak di bahagian yang ditekankan berulang kali seperti galas)

1.4 Sifat utama lain

• Rintangan haus yang sangat baik: Dari karbon tinggi (C) dan Chromium (Cr) Karbida -Perfect untuk alat dan pembajak pemotongan.
• Rintangan kakisan yang baik: Kromium membentuk lapisan oksida pelindung, menjadikannya sesuai untuk jentera pertanian luar.
• Kekuatan suhu tinggi: Mengekalkan kekerasan sehingga 300 ° C (berfungsi untuk penempaan panas mati).
• Kebolehkalasan: Memerlukan pra-pemanasan (untuk mengelakkan retak) tetapi boleh diurus untuk menyertai komponen alat.
• Kebolehbaburan: Boleh digulung panas atau dipalsukan menjadi bentuk kompleks seperti acuan dan mati.

2. Aplikasi dunia sebenar keluli kromium karbon tinggi

Fleksibiliti keluli kromium karbon tinggi menjadikannya ruji dalam industri yang memerlukan tahan lama, Bahagian tahan haus. Berikut adalah kegunaan yang paling biasa, dengan kajian kes untuk menggambarkan prestasinya.

2.1 Aplikasi utama

• Alat pemotongan: Latihan, Alat Lathe, dan Pemotong Pengilangan bergantung pada kekerasan tinggi untuk memotong logam.
• Perkakas & Mati: Alat kerja sejuk (Mis., Stamping mati) dan Alat kerja panas (Mis., Memalsukan mati) Gunakan rintangan haus dan haba.
• Komponen automotif: Mata air, galas, dan gear mendapat manfaat daripadanya Rintangan Keletihan dan kekuatan.
• Jentera pertanian: Bajak dan Harrows Gunakan rintangan haus untuk mengendalikan tanah dan batu.
• Bahagian mekanikal: Aci dan penggelek perindustrian bergantung pada keseimbangan kekuatan dan ketahanannya.

2.2 Kajian kes: Alat pemotongan untuk pembuatan automotif

A 2023 projek oleh pembuat bahagian automotif menggunakan keluli kromium karbon tinggi (1.0% C, 1.5% Cr) Untuk pemotong penggilingan. Komponen aluminium dan keluli yang berbentuk pemotong, beroperasi 8 jam sehari. Keputusan selepas 6 bulan:

• Pakai rintangan: Pemotong bertahan 3x lebih lama daripada alternatif keluli karbon rendah.
• Pengekalan kekerasan: Dikekalkan 60 HRC (Tidak perlu mengasah kerap), Mengurangkan downtime oleh 40%.
• Penjimatan kos: Kos penggantian yang lebih rendah dan kurang downtime menyelamatkan syarikat $50,000 setiap tahun.

3. Teknik pembuatan untuk keluli kromium karbon tinggi

Menghasilkan keluli kromium karbon tinggi memerlukan proses yang tepat untuk mengekalkan kekerasan dan rintangan haus. Berikut adalah gambaran keseluruhan langkah demi langkah:

3.1 Proses pembuatan keluli

• Relau arka elektrik (EAF): Kaedah yang paling biasa. Keluli sekerap, Karbon (C), dan Chromium (Cr) dicairkan dengan arka elektrik untuk mengawal komposisi.
• Relau oksigen asas (Bof): Digunakan untuk pengeluaran berskala besar. Bijih besi cair, Kemudian unsur oksigen dan aloi ditambah untuk mencapai tahap karbon dan kromium yang dikehendaki.

3.2 Rawatan haba

Rawatan haba adalah penting untuk membuka kunci potensi penuh keluli:

• Pelindapkejutan dan pembajaan: Dipanaskan hingga 800-900 ° C., dipadamkan (dalam minyak/air), kemudian marah pada 150-300 ° C. Mencipta keras, keluli sukar untuk alat pemotong.
• Penyepuhlindapan: Dipanaskan hingga 700-800 ° C., lambat disejukkan. Melembutkan keluli untuk pemesinan mudah (digunakan sebelum membentuk mati).
• Menormalkan: Dipanaskan hingga 900-950 ° C., disejukkan udara. Meningkatkan keseragaman untuk komponen automotif seperti gear.
• Carburizing/nitriding: Menambah karbon atau nitrogen ke permukaan. Meningkatkan kekerasan permukaan untuk galas dan aci.

3.3 Proses membentuk

• Rolling panas: Dilancarkan pada 1000-1200 ° C untuk membuat plat dan bar (digunakan untuk kekosongan alat).
• Rolling sejuk: Mencipta nipis, Lembaran yang tepat (untuk bahagian kecil seperti pencuci musim bunga) dengan kemasan yang lancar.
• Menunaikan: Palu atau menekan keluli menjadi bentuk kompleks (Seperti penempaan mati) pada suhu tinggi -meningkatkan kekuatan.
• Penyemperitan: Menolak keluli melalui mati untuk membuat tiub atau profil (untuk penggelek perindustrian).

3.4 Rawatan permukaan

Untuk meningkatkan prestasi dan umur panjang:

• Penyaduran kromium: Menambah lapisan kromium nipis (untuk galas) untuk meningkatkan ketahanan kakisan dan haus.
• Titanium Nitride Coating: Alat pemotongan kot untuk mengurangkan geseran dan memanjangkan kehidupan.
• Menembak peening: Letupan keluli dengan manik kecil untuk menghasilkan tekanan mampatan Rintangan Keletihan (untuk mata air).
• Menggilap: Mewujudkan permukaan yang licin (untuk gear) untuk mengurangkan geseran dan memakai.

4. Keluli kromium karbon tinggi vs. Bahan lain

Bagaimana keluli kromium karbon tinggi berbanding dengan aloi biasa yang lain? Jadual di bawah menyoroti perbezaan utama:

Takeaways utama

• vs. Keluli karbon rendah: Keluli kromium karbon tinggi adalah 3x lebih keras dan mempunyai rintangan memakai jauh lebih baik -berharga untuk bahagian tahan lama.
• vs. Keluli tahan karat: Ia lebih sukar tetapi kurang tahan kakisan-lebih baik untuk kering, aplikasi memakai tinggi (Bukan persekitaran basah).
• vs. Keluli berkelajuan tinggi: Ia lebih murah tetapi kurang tahan haba-ideal untuk alat pemotongan kelajuan rendah hingga sederhana.

5. Perspektif Teknologi Yigu mengenai Keluli Kromium Karbon Tinggi

Di Yigu Technology, Kami melihat keluli kromium karbon yang tinggi sebagai penyelesaian kos efektif untuk aplikasi intensif haus. Keseimbangannya kekerasan, Pakai rintangan, dan kemampuan menjadikannya sempurna untuk pelanggan kami dalam automotif dan perkakas. Kami mengesyorkan gred yang disesuaikan -e.g., 1.0%C-1.5%CR untuk alat pemotongan-dan pasangkannya dengan salutan titanium nitride untuk memanjangkan hayat perkhidmatan dengan 50%+. Bagi pelanggan yang memerlukan rintangan kakisan, Kami menawarkan varian bersalut kromium, mengimbangi prestasi dan anggaran.

Soalan Lazim Mengenai Keluli Kromium Karbon Tinggi

1. Gred keluli kromium karbon tinggi yang terbaik untuk alat pemotong?

Gred dengan 0.8-1.2% Karbon (C) dan 1.0-1.5% Chromium (Cr) (Mis., 100CR6) bekerja terbaik - mereka menawarkan gabungan yang tepat kekerasan (60-65 HRC) dan memakai rintangan untuk memotong logam.

2. Bolehkah keluli kromium karbon tinggi digunakan dalam persekitaran basah?

Ia mempunyai rintangan kakisan yang baik tetapi tidak seperti keluli tahan karat. Untuk aplikasi basah (Mis., Bahagian Marin), Gunakan varian bersalut kromium untuk mengelakkan karat.

3. Bagaimana rawatan haba mempengaruhi sifat keluli kromium karbon tinggi?

Pelindapkejutan dan pembajaan adalah kunci -ia meningkat kekerasan dari 25 HRC (Annealed) ke 55-65 HRC. Membingungkan pada suhu yang lebih rendah (150-200° C.) memaksimumkan kekerasan, manakala temps yang lebih tinggi (250-300° C.) meningkatkan ketangguhan.