Sekiranya anda bekerja dalam kejuruteraan mekanikal, Pembuatan automotif, atau pembinaan, Keluli struktur karbon s55c adalah pilihan medium karbon yang patut difahami. Ia mengimbangi kekuatan yang mengagumkan, Pakai rintangan, dan kebolehkerjaan -tetapi bagaimana anda tahu jika ia sesuai untuk projek anda? Panduan ini memecah sifat utamanya, Aplikasi dunia nyata, langkah pembuatan, dan bagaimana ia dibandingkan dengan bahan lain, Membantu anda membuat keputusan yang yakin.
1. Sifat Bahan Keluli Struktur Karbon S55C
Prestasi S55C bermula dengan sifatnya yang kejuruteraan. Mari kita menyelam ke dalamnyaKomposisi kimia, Sifat fizikal, Sifat mekanikal, danSifat lain dengan data dan penjelasan yang jelas.
1.1 Komposisi kimia
S55C mengikuti JIS G4051 (standard utama untuk keluli karbon), dengan nisbah elemen yang tepat untuk memberikan kekuatan. Berikut adalah komposisi biasa:
| Elemen | Julat Kandungan (%) | Fungsi utama |
|---|---|---|
| Karbon (C) | 0.52-0.58 | Pemacu utama kekerasan dan kekuatan tegangan |
| Mangan (Mn) | 0.60-0.90 | Meningkatkan kemuluran dan kebolehkerjaan tanpa mengurangkan kekuatan |
| Silikon (Dan) | 0.15-0.35 | Meningkatkan rintangan haba semasa rawatan rolling dan haba |
| Sulfur (S) | ≤0.030 | Diminimumkan untuk mengelakkan kelembutan dan retak |
| Fosforus (P) | ≤0.030 | Terhad untuk mengelakkan kelembutan sejuk (kritikal untuk penggunaan suhu rendah) |
| Elemen jejak | ≤0.20 (Jumlah) | Sejumlah kecil kromium (Cr) atau nikel (Dalam)-Tidak ada kesan utama terhadap prestasi teras |
1.2 Sifat fizikal
Ciri -ciri ini mempengaruhi bagaimana S55C berkelakuan dalam persekitaran dan proses pembuatan yang berbeza:
- Ketumpatan: 7.85 g/cm³ (Standard untuk keluli karbon -senang mengira berat bahagian untuk reka bentuk)
- Titik lebur: 1490-1520 ° C. (Sesuai dengan kaedah rawatan panas dan haba yang biasa)
- Kekonduksian terma: 47 W/(m · k) pada 20 ° C. (Bagus untuk pelesapan haba di bahagian jentera seperti gear)
- Kapasiti haba tertentu: 465 J/(kg · k) (mengendalikan perubahan suhu tanpa melengkung)
- Resistiviti elektrik: 155 nΩ · m (lebih tinggi daripada keluli karbon rendah-tidak sesuai untuk komponen elektrik)
- Sifat magnet: Ferromagnet (bertindak balas terhadap magnet, Berguna untuk menyusun atau pemasangan industri)
1.3 Sifat mekanikal
Kekuatan mekanikal S55C menjadikannya sesuai untuk bahagian beban dan tahan haus. Nilai utama (Negeri Annealed kecuali diperhatikan):
| Harta | Nilai tipikal | Kenapa pentingnya |
|---|---|---|
| Kekuatan tegangan | 620-760 MPa | Mengendalikan daya menarik dalam aci atau gandar |
| Kekuatan hasil | ≥380 MPa | Menentang ubah bentuk kekal di bawah beban berat |
| Kekerasan | 180-220 Brinell (Annealed); hingga 58 HRC (dipadamkan/marah) | Mengimbangi kebolehkerjaan (Annealed) dan memakai rintangan (dirawat haba) |
| Kemuluran | ≥12% pemanjangan | Cukup fleksibel untuk memalsukan tetapi kurang daripada keluli karbon rendah |
| Kesan ketangguhan | ≥28 j pada 20 ° C | Ketangguhan sederhana-terbaik untuk persekitaran bukan sejuk |
| Rintangan Keletihan | ~ 300 MPa | Mengekalkan tekanan berulang dalam bahagian bergerak seperti gear penghantaran |
1.4 Sifat lain
- Rintangan kakisan: Rendah (terdedah kepada karat; memerlukan rawatan permukaan seperti galvanizing, lukisan, atau menghidupkan untuk kegunaan luaran)
- Kebolehkalasan: Sederhana (Memerlukan pemanasan hingga 180-250 ° C untuk mengelakkan retak; Penyepuh pasca-kimpalan disyorkan untuk bahagian tebal)
- Kebolehkerjaan: Baik (mudah digerudi, berpaling, atau digilap dengan alat karbida standard -terbaik di negeri annealed)
- Kebolehbaburan: Sederhana (boleh menjadi panas ke dalam bentuk yang kompleks tetapi pembentukan sejuk boleh menyebabkan retak)
2. Aplikasi keluli struktur karbon s55c
Campuran Rintangan Kekuatan dan Pakai S55C menjadikannya serba boleh di seluruh industri. Berikut adalah kegunaan dunia nyata dengan contoh tertentu:
2.1 Kejuruteraan Mekanikal
- Aci: Aci pam industri (Mis., di loji rawatan air) Gunakan S50C -kekuatan tegangannya (620-760 MPa) mengendalikan putaran berkelajuan tinggi, dan rawatan haba meningkatkan kekerasan permukaan untuk menahan haus.
- Gear: Gear penghantar tugas berat (dalam kemudahan perlombongan atau pembuatan) Gunakan S55C -Its 58 Kekerasan HRC (selepas pelindapkejutan/pembajaan) Menentang memakai gigi, memanjangkan hayat perkhidmatan ke 3+ tahun.
- Galas: Perlumbaan galas perindustrian yang besar (untuk motor elektrik) Gunakan s55c -machinability memastikan dimensi yang tepat untuk putaran lancar.
2.2 Industri automotif
- Komponen enjin: Camshafts untuk enjin diesel (Mis., dalam trak pikap seperti Toyota Hilux) Gunakan rawatan s55c -heat mengeras lobus cam untuk menahan pakaian injap.
- Bahagian penghantaran: Gear utama penghantaran manual (dalam van komersial seperti Ford Transit) Gunakan s55c -rintangan keletihannya menahan gear yang berterusan.
- Gandar: Gandar depan trak ringan Gunakan S55C -Kekuatan Hasilnya (≥380 MPa) mengendalikan beban berat dan medan kasar tanpa membongkok.
2.3 Pembinaan
S55C kurang biasa untuk struktur besar tetapi cemerlang dalam keadaan kecil, Komponen kekuatan tinggi:
- Penyambung rasuk struktur: Rasuk keluli gudang industri Gunakan bolt s55c -kekerasannya menentang melonggarkan getaran dari jentera berat.
- Trusses: Jambatan pejalan kaki yang kecil menggunakan kurungan S55C -kekuatannya mengurangkan keperluan untuk sokongan tambahan, Menyimpan ruang.
2.4 Aplikasi lain
- Pembuatan kapal: Aci kipas bot kecil Gunakan S55C -Kekuatannya Mengendalikan Tekanan Air, dan lukisan menghalang kakisan dari air masin.
- Trek keretapi: Komponen suis kereta api (seperti katak) Gunakan S55C -Rintangannya Bertahan Trafik Kereta Api.
- Peralatan perindustrian: Ram Tekan Hidraulik Gunakan S55C -Kekuatan tegangan yang tinggi menentang ubah bentuk di bawah tekanan yang melampau.
3. Teknik pembuatan untuk keluli struktur karbon s55c
Menghasilkan S55C berkualiti tinggi memerlukan kawalan dan pemprosesan karbon yang tepat. Inilah proses langkah demi langkah:
3.1 Pembuatan keluli
- Relau arka elektrik (EAF): Kaedah yang paling biasa -keluli scrap cair pada 1600 ° C, Kemudian karbon dan mangan ditambah untuk mencapai julat 0.52-0.58% c. Kaedah ini pantas dan mengurangkan sisa.
- Relau oksigen asas (Bof): Digunakan untuk kelompok besar -besi besi ditukar kepada keluli, Kemudian oksigen ditiup untuk menghilangkan kekotoran sebelum menyesuaikan tahap karbon.
- Pemutus berterusan: Keluli cair dicurahkan ke dalam acuan yang disejukkan air untuk membentuk papak, mekar, atau bilet (Bahan mentah untuk pemprosesan selanjutnya). Langkah ini memastikan struktur bijirin seragam.
3.2 Kerja panas
- Rolling panas: Papak dipanaskan hingga 1100-1200 ° C dan dilancarkan ke bar, batang, atau plat -ini meningkatkan kekuatan dan kebolehkerjaan.
- Memalsukan panas: Untuk bahagian yang kompleks (seperti gear), S55C dipanaskan hingga 900-1000 ° C dan dibentuk dengan struktur bijirin yang mati untuk ketahanan.
3.3 Kerja sejuk
- Rolling sejuk: Untuk bahagian ketepatan (Seperti aci nipis), Rolling sejuk meningkatkan kelancaran permukaan dan kekerasan.
- Lukisan sejuk: Rods are pulled through dies to reduce diameter—used for making high-precision bolts or pins.
3.4 Rawatan haba
Rawatan haba adalah penting untuk menyesuaikan sifat S55C untuk kegunaan tertentu:
- Penyepuhlindapan: Pemanasan hingga 820-860 ° C., penyejukan perlahan -seluas keluli untuk pemesinan atau pembentukan.
- Pelindapkejutan/pembajaan: Pemanasan hingga 820-860 ° C., pelindapir air atau minyak, kemudian membakar pada 500-600 ° C-Boosts kekerasan dan ketangguhan untuk bahagian-tahan haus.
- Pengerasan permukaan: Karburisasi (menambah karbon ke permukaan) diikuti oleh pelindapkejutan permukaan semasa menjaga mulur teras (Sesuai untuk gear).
4. Kajian kes: S55C dalam projek dunia nyata
4.1 Komponen mekanikal: Gear penghantar tugas berat
Syarikat perlombongan memerlukan gear untuk sistem penghantar arang batu mereka yang dapat menahan penggunaan harian 12 jam. Mereka memilih S55c untuknya:
- Kekerasan tinggi (55 HRC selepas rawatan haba) untuk menahan haus dari habuk arang batu.
- Rintangan Keletihan (~ 300 MPa) untuk menahan putaran berterusan.
- Keberkesanan kos (40% lebih murah daripada keluli aloi seperti 4340).
Hasil: Gear berlangsung 4 bertahun.
4.2 Aplikasi automotif: Camshafts enjin diesel
Pengilang trak komersial menggunakan S55C untuk camshafts dalam enjin diesel 6 silinder mereka:
- Rawatan haba (pelindapkejutan + pembiakan) lobus cam keras ke 58 HRC, Menentang memakai injap.
- Kebolehkerjaan s55c annealed dibenarkan membentuk profil cam yang tepat.
Hasil: Camshafts berlalu 200,000 Ujian ketahanan km tanpa tanda -tanda haus.
4.3 Pembinaan: Penyambung Rasuk Gudang Perindustrian
Firma pembinaan menggunakan bolt s55c untuk menghubungkan rasuk keluli di a 10,000 m² Gudang Perindustrian:
- Kekuatan hasil S55C (≥380 MPa) mengendalikan berat panel solar di atas bumbung.
- Galvanizing bolt yang dilindungi dari kelembapan, mencegah karat.
Hasil: Tiada bolt melonggarkan atau ubah bentuk dilaporkan selepas 5 tahun penggunaan.
5. Analisis perbandingan: S55C vs.. Bahan lain
5.1 Perbandingan dengan keluli lain
| Bahan | Kekuatan tegangan (MPA) | Rintangan kakisan | Kos vs. S55C | Terbaik untuk |
|---|---|---|---|---|
| Keluli karbon s55c | 620-760 | Rendah | Asas (100%) | Gear, aci, bahagian mekanikal yang dipakai tinggi |
| Keluli rendah karbon (S10C) | 320-450 | Rendah | 75% | Bahagian yang dikimpal (Mis., kurungan) |
| Keluli aloi (4340) | 1000-1200 | Sederhana | 220% | Bahagian tekanan tinggi (Mis., Gear pendaratan pesawat) |
| Keluli tahan karat (304) | 515 | Cemerlang | 380% | Persekitaran yang menghakis (Mis., paip kimia) |
5.2 Perbandingan dengan bahan bukan logam
- Aluminium (6061-T6): Lebih ringan (ketumpatan 2.7 g/cm³ vs. 7.85 g/cm³) tetapi lebih lemah (kekuatan tegangan 310 MPA vs. 620-760 MPa)-Mengerahkan S55C untuk bahagian mekanikal kekuatan tinggi.
- Komposit serat karbon: Lebih kuat (kekuatan tegangan 3000 MPA) Tetapi 9x lebih mahal -digunakan untuk aeroangkasa; S55C lebih baik untuk kegunaan perindustrian/automotif.
- Plastik (PA66): Lebih murah tetapi kurang kuat (kekuatan tegangan 80 MPA)-Gunakan bahagian beban rendah; S55c untuk komponen beban.
5.3 Perbandingan dengan bahan struktur lain
- Konkrit: Lebih murah untuk struktur besar tetapi lebih berat menggunakan s55c untuk kecil, komponen yang kuat (Mis., penyambung rasuk) konkrit itu tidak dapat menggantikan.
- Kayu: Lebih mesra alam tetapi kurang tahan lama S55C untuk bahagian-bahagian yang terdedah kepada kelembapan atau beban berat (Mis., Aci kipas kapal).
6. Pandangan Teknologi Yigu mengenai Keluli Struktur Karbon S55C
Di Yigu Technology, S55C adalah pilihan utama kami untuk karbon sederhana, bahagian yang dipakai tinggi. Kekuatannya (620-760 MPa tegangan) dan kebolehkerjaan menjadikannya sesuai untuk gear, aci, dan gandar automotif. Kami mengesyorkan penyepuhlindapan untuk pemprosesan mudah dan pelindapkejutan/pembiakan untuk rintangan haus. Untuk kegunaan luaran, Salutan zink-aluminium kami meningkatkan rintangan kakisan, Memperluas bahagian kehidupan oleh 30%. Walaupun ia tidak sesuai untuk iklim sejuk, Ia menawarkan nilai yang tiada tandingan bagi projek perindustrian yang memerlukan keseimbangan kekuatan dan kos.
Soalan Lazim Mengenai Keluli Struktur Karbon S55C
- Bolehkah s55c digunakan di iklim sejuk?
Tidak, tidak disyorkan. Kekuatan kesannya jatuh di bawah 20 ° C (≥28 j pada 20 ° C, Tetapi ≤15 j pada -10 ° C), Jadi ia mungkin retak di bawah tekanan. Gunakan keluli tahan sejuk seperti S355JR untuk kawasan sejuk. - Adakah saya memerlukan alat khas untuk mesin s55c?
Tidak. Alat karbida standard berfungsi dengan baik. Untuk S55C yang dirawat haba (lebih sukar daripada anneal), Gunakan alat dan penyejuk tajam untuk mengelakkan terlalu panas dan memakai alat. - Bagaimana s55c berbeza dari s50c?
S55C mempunyai kandungan karbon yang lebih tinggi (0.52-0.58% vs.. 0.47-0.53% untuk S50C), menjadikannya lebih kuat (kekuatan tegangan 620-760 MPa vs. 590-730 MPa) Tetapi sedikit kurang mulur. Gunakan S50C untuk bahagian yang memerlukan lebih banyak fleksibiliti; S55C untuk kekuatan yang lebih tinggi, aplikasi memakai tinggi.
