S20C СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ: Универсальные свойства, Использование, Экспертные понимания

Металлические детали на заказ

Если вы работаете над проектами, которые нуждаются в балансе доступности, работоспособность, и надежная прочность - например, создание небольших деталей машины, Строительные структурные рамки, или производство автомобильных компонентов -S20C СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ (премиальная низкоуглеродная сталь на стандарты JIS) идеальный выбор. В отличие от высокосвязных сталей, это легко сжечь, резать, и форма, По-прежнему обеспечивая достаточную прочность для повседневных задач с нагрузкой. Но как это работает в реальном мире, чувствительные к стоимости приложения? Это руководство разбивает свои ключевые черты, Использование, и сравнение с другими материалами, Таким образом, вы можете принимать умные решения для практических, Бюджетные сборки.

Оглавление

1. Свойства материала S20C конструкционной стали

Стоимость S20C заключается в его низкоуглеродном составе, оптимизированном для определения приоритетов работоспособности (сварка, обработка) без ущерба для основной механической прочности. Давайте рассмотрим его определяющие характеристики.

1.1 Химический состав

А химический состав S20C адаптирован для работоспособности и универсальности (Выровнен со стандартами JIS G4051):

ЭлементКонтент диапазон (%)Ключевая функция
Углерод (В)0.18 – 0.23Низкий контент для повышения сварки и оборудования; избегает хрупкости
Марганец (Мнжен)0.30 – 0.60Умеренный контент, чтобы повысить прочность на растяжение; сохраняет стальную пластичную
Кремний (И)0.15 – 0.35Улучшает теплостойкость во время прокатки; слегка усиливает стальную матрицу
Сера (С) 0.035Свести к минимуму, чтобы избежать слабых мест (критическое для частей, находящихся под повторным стрессом)
Фосфор (П) 0.035Контролируется, чтобы сбалансировать пластичность и прочность (Подходит для умеренного климата)
Хром (Герметичный) 0.20Следуя сумма; Незначительное повышение твердости поверхности
Никель (В) 0.20Следуя сумма; Слегка повышает прочность на низкую температуру
Молибден (МО) 0.05Следуя сумма; Нет существенного влияния на свойства
Ванадий (V.) 0.05Следуя сумма; Уточняет структуру зерна минимально
Другие легирующие элементыСлед (НАПРИМЕР., медь)Незначительное повышение к атмосферной коррозионной стойкости

1.2 Физические свойства

Эти физические свойства Сделайте S20C легко обрабатывать и стабильный в повседневных условиях:

  • Плотность: 7.85 G/CM³ (в соответствии с большинством структурных сталей с низким содержанием углерода)
  • Точка плавления: 1480 - 1520 ° C. (обрабатывает горячую катание, сварка, и легко кова)
  • Теплопроводность: 48 – 52 ж/(м · к) при 20 ° C. (Быстрая теплопередача для эффективной сварки и охлаждения)
  • Удельная теплоемкость: 460 J/(кг · к)
  • Коэффициент термического расширения: 13.2 × 10⁻⁶/° C. (20 - 100 ° C., Минимальное деформация для точных деталей, таких как небольшие валы)

1.3 Механические свойства

Механические черты S20C. Обрабатываемость баланса с базовой прочностью - от света до средних нагрузок:

СвойствоДиапазон значений (Отожженное состояние)
Предел прочности400 – 550 МПА
Урожайность≥ 245 МПА
Удлинение≥ 25%
Сокращение площади≥ 55%
Твердость
– Бринелл (полупансион)110 – 140
– Роквелл (B Шкала)65 – 75 HRB
– Виккерс (Hv.)115 – 145 Hv.
Воздействие на выносливость≥ 60 J при 20 ° C.
Усталость сила~ 180 МПа (10⁷ Циклы)
ИзносостойкостьСправедливый (Подходит для деталей с низким содержанием абразии, таких как кронштейны; 0.8x это из 1045 углеродистая сталь)

1.4 Другие свойства

  • Коррозионная стойкость: Умеренный (стальные ржавчины без покрытия; Гальванизация или живопись продлевает продолжительность жизни на открытом воздухе)
  • Сварка: Отличный (Не требуется предварительного нагрева для разделов ≤15 мм толщиной; Работает со стандартной дуговой сваркой-вещей для сборки на месте)
  • Механизм: Очень хороший (Мягкий и пластичный; Легко разрезается высокоскоростными стальными инструментами-износом инструментов для массового производства)
  • Магнитные свойства: Ферромагнитный (Работает с базовыми неразрушающими инструментами тестирования для обнаружения дефектов)
  • Пластичность: Высокий (может согнуть 180 ° без разрыва - идеально для создания нестандартных кронштейнов или небольших рамков)

2. Применение конструкционной стали S20C

Универсальность и доступность S20C делают его одним из основных продуктов в производстве света, небольшая строительство, и автомобильная промышленность. Вот его ключевое использование, с реальными примерами:

2.1 Строительство

  • Строительные сооружения: Светлосменные рамы для небольших коммерческих зданий (НАПРИМЕР., 1–2 Исторические магазины). Корейская строительная фирма использовала S20C для 2-этажного магазина-Frames поддерживается 3 КН/м² Полевые нагрузки (инвентарь, клиенты) и стоимость 15% меньше, чем использование Q235 Steel.
  • Промышленные здания: Стряны рамы и оборудования для небольших заводов. Японская электроника использовала S20C для стеллажей для хранения 500 кг на полку, и было легко сократить по индивидуальной длине.
  • Подкрепление: Незначительные арматуры некритического бетона (НАПРИМЕР., Стены сада, маленькие патио). Китайский жилой строитель использовал арматуры S20C для стены общественного сада - 200 кг/м² давление и стоимость почвы 20% менее чем стандартные арматуры.

2.2 Автомобиль

  • Кадры транспортных средств: Не несущие подборы для компактных автомобилей (НАПРИМЕР., Передний бампер опор). Японский автопроизводитель использует S20C для бампера маленького хэтчбека - легкий вес и дешевый, чтобы штамп в форме, с достаточной силой для незначительных столкновений.
  • Монтиры двигателя: Основные резиновые крепления для небольших бензиновых двигателей (НАПРИМЕР., 1.0–1.2L Двигатели). Тайский автомобильный поставщик использует S20C для этих креплений - приводит к легкой вибрации двигателя и затрат 10% меньше, чем сплавные стальные крепления.
  • Компоненты передачи: Небольшие шестерни и втулки для механической коробки передач. Малазийский автопроизводитель использует S20C для втулок трансмиссии - глубокое трение и легко в машине, длительный 120,000 км.

2.3 Машиностроение

  • Машины: Небольшие валы и снаряжения для бытовых приборов (НАПРИМЕР., Стиральные машины). Китайский бренд прибора использует S20C для валов стиральной машины - достаточно, чтобы справиться с циклами вращения и стоимости 25% меньше, чем 1045 сталь.
  • Подшипники: Маленькие корпусы для фанатов и небольших двигателей. Сингапурская фирма по электронике использует S20C для корпусов, несущих вентиляторы, - изысканность в небольшие формы и длится 5 годы.
  • Валы: Короткий, низкоскоростные валы для водяных насосов (НАПРИМЕР., домашние водяные насосы). Индийский производитель оборудования использует S20C для этих валов - для производства и устойчивости к незначительной ржавчине во влажных условиях.

2.4 Другие приложения

  • Горнодобывающее оборудование: Незначительные части для легких конвейеров (НАПРИМЕР., роликовые кронштейны). Индонезийская угольная шахта использует S20C для конвейерных кронштейнов - отделан 10 Тонн/день угля и стоимость 30% Стальные кронштейны меньше, чем высокопрочные.
  • Сельскохозяйственная техника: Небольшие части для ручных инструментов (НАПРИМЕР., мотыга ручки, Небольшие лезвия плуга). Бренд вьетнамского сельскохозяйственного оборудования использует S20C для ручек мотыга - достаточно, чтобы сгибаться без лома и доступности для мелких фермеров.
  • Трубопроводные системы: Тонкостенные трубы для помещений для не давных применений (НАПРИМЕР., Вентиляционные отверстия, кабельная защита). Филиппинская строительная фирма использует трубы S20C для кабельных каналов жилого здания - легкий вес для установки и простых в сокращении.

3. Методы производства для конструкционной стали S20C

Композиция S20C с низким уровнем углерода сохраняет простые и экономически эффективные-верительные для массового производства:

3.1 Первичное производство

  • Электрическая дуговая печь (Eaf): Лом сталь (низкие углеродные оценки) растоплен-пожалуйста, за небольшую партии листов или баров S20C.
  • Основная кислородная печь (Боф): Свинцовая железа с низким содержанием углерода превращается в сталь-используется для больших объемов производства арматуры S20C, трубы, или простыни (Наиболее распространенный метод).
  • Непрерывное кастинг: Расплавленная сталь бросает в заготовки (100–150 мм толщиной) или плиты - пострадавшие от единого состава и минимальные дефекты для основных частей.

3.2 Вторичная обработка

  • Горячая катящика: Первичный метод. Сталь нагревается до 1100 - 1200 ° C и перевернулся в листы (1–10 мм толщиной), батончики (5–20 мм диаметром), или ворваний - высказывание пластичности и работоспособности.
  • Холодный катание: Используется для тонких листов (≤3 мм толщиной) Как автомобильные панели кузова - примерно при комнатной температуре для гладкой поверхности и жестких допусков (± 0,05 мм).
  • Термическая обработка:
  • Отжиг: Нагретый до 750 - 800 ° C., Медленное охлаждение - насыщенная сталь для точной обработки (НАПРИМЕР., Рукокация передачи) и снимает внутренний стресс.
  • Нормализация: Редко необходим (S20C готов к использованию после прокатки); Используется только для высоких частей 850 - 900 ° C., Воздушное охлаждение, чтобы улучшить однородность прочности.
  • Поверхностная обработка:
  • Гальванизация: Погружение в расплавленное цинк (50–80 мкм покрытие)- Используются для открытых деталей, таких как кронштейны или трубы, чтобы сопротивляться ржавчине.
  • Рисование: Эпоксидная или латексная краска - приспособленные к помещению, таким как машинные рамы для эстетики и незначительной защиты от коррозии.

3.3 Контроль качества

  • Химический анализ: Спектрометрия проверяет углерод, марганец, и содержание серы (Обеспечивает соблюдение стандартов JIS для работоспособности).
  • Механическое тестирование: Испытания на растяжение измеряют прочность/удлинение; Влияние испытаний проверяют выносливость (критическое для частей под незначительным воздействием); Тесты на твердость подтверждают последовательность.
  • Неразрушающее тестирование (Непрерывный):
  • Ультразвуковое тестирование: Обнаружает внутренние дефекты в толстых частях, таких как арматуры или небольшие валы.
  • Инспекция магнитных частиц: Находит поверхностные трещины в сварных суставах (НАПРИМЕР., Строительные рамки или машинные кронштейны).
  • Проверка размерных: Суппорты, датчики, или лазерные сканеры проверяют толщину, диаметр, и форма (± 0,1 мм для листов/стержней, ± 0,2 мм для арматуры - совместимость с другими частями с другими частями).

4. Тематические исследования: S20C в действии

4.1 Строительство: Корейский 2-этажный магазин

Корейская строительная фирма использовала S20C для 2-этажного магазина (500 м²) в Сеуле. Магазину нуждался в бюджетной раме, который можно было бы быстро построить. S20C Отличная сварка Позвольте экипажам собрать раму в 10 дни (против. 14 Дни для стали Q235), и это Урожайность (≥245 МПа) легко обрабатывается 3 КН/м² Полевые нагрузки. После 5 годы, В магазине не было никаких структурных проблем - соблюдение $12,000 в материалах затрат.

4.2 Автомобиль: Японские компактные автомобильные бампер

Японский автопроизводитель переключился с Q235 на S20C для поддержания своего маленького хэтчбека.. Поддержки, необходимые для производства, должны быть легкими и дешевыми. S20C механизм уменьшенные дефекты штамповки 30%, и это пластичность поглощенная незначительная энергия столкновения без лома. Автопроизводитель сохранил \(8 за машину (200,000 Автомобили производятся ежегодно), общая \)1.6 миллион в годовой сбережениях.

4.3 Машиностроение: Китайские стиральные валы

Китайский бренд бытовой техники использовал S20C для спиновых валов стиральной машины. Валы, необходимые для обработки 1200 Вращение оборотов и незначительная ржавчина. S20C предел прочности (400–550 МПа) Выдержал циклы вращения, и это Умеренная коррозионная стойкость (с тонким покрытием краски) предотвратил ржавчину для 5 годы. Бренд спас \(0.5 за вал (1 миллион шайб производится ежегодно)- общая сумма \)500,000 в ежегодных сбережениях против. с использованием 1045 сталь.

5. Сравнительный анализ: S20C против. Другие материалы

Как S20C складывается до альтернативы для легких, Бюджетные проекты?

5.1 Сравнение с другими сталями

ОсобенностьS20C СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ1045 Углеродистая стальQ235 СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ304 Нержавеющая сталь
Урожайность≥ 245 МПА≥ 330 МПА≥ 235 МПА≥ 205 МПА
Удлинение≥ 25%≥ 15%≥ 26%≥ 40%
СваркаОтличныйХорошийОтличныйХороший
МеханизмОчень хорошийХорошийОчень хорошийСправедливый
Расходы (за тон)\(700 – \)800\(800 – \)900\(650 – \)750\(4,000 – \)4,500
Лучше всего дляЛегкие части, работоспособностьВысокопрочные деталиОчень легкие структурыКоррозионные детали

5.2 Сравнение с нитью металлами

  • Сталь против. Алюминий: S20C имеет 1,8 раза выше прочности урожая, чем алюминий (6061-T6: ~ 138 МПа) и расходы 60% меньше. Алюминий легкий, но менее жесткий - не подходит для небольших валов или кронштейнов, нуждающихся в удержании формы.
  • Сталь против. Медь: S20C в 3,5 раза сильнее меди и затрат 85% меньше. Медь превосходит проводимость, но слишком мягкая и дорогой для структурных деталей.
  • Сталь против. Титан: Стоимость S20C 95% меньше, чем титан и имеет сходную силу доходности (титан: ~ 240 МПа). Титан излишне для легких проектов, используемых только для аэрокосмической или экстремальной среды.

5.3 Сравнение с композитными материалами

  • Сталь против. Волокно-армированные полимеры (Фрп): FRP устойчив к коррозии, но 50% более низкая прочность на растяжение, чем S20C и стоит в 3 раза больше. FRP лучше для декоративных деталей на открытом воздухе, не несущие валы или скобки.
  • Сталь против. Композиты углеродного волокна: Углеродное волокно легче, но стоит в 10 раз больше и хрупкое. Он используется для высококлассного спортивного оборудования, Не массово продуцируемые детали машины.

5.4 Сравнение с другими инженерными материалами

  • Сталь против. Керамика: Керамика тяжелая, но хрупкая (воздействие на выносливость <10 Дж) и стоимость в 5 раз больше. Они не могут сгибаться - бесполезным для таких частей, как кронштейны или небольшие рамки.
  • Сталь против. Пластмассы: Пластмассы дешевле, но имеют 15 -кратный меньшую прочность и плавят при 100 ° C. Они используются для неструктурных деталей (НАПРИМЕР., Оболочки для приборов), не несущие валы.

6. Взгляд технологии Yigu на структурную сталь S20C

В Yigu Technology, Мы рекомендуем S20C для света, чувствительные к стоимости проекты, такие как небольшие детали машины, Компоненты компактных автомобилей, и незначительные строительные рамки. Его Отличная сварка и механизм Устранить переоборудование, в то время как его сбалансированная сила удовлетворяет повседневные потребности. Мы предлагаем S20C на пользовательских листах, батончики, и трубы, плюс гальванизация для наружного использования. Для клиентов приоритет доступности и простоте обработки над сверхвысокой силой, S20C является наиболее практичным выбором - предотвращающими ненужные затраты при обеспечении надежной работы.

FAQ о S20C СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛА

  1. Можно ли использовать S20C для открытых проектов?

Да, используйте оцинкованные или окрашенные S20C. Слоя цинка или краски сопротивляется влаге, и S20C Умеренная коррозионная стойкость Обеспечивает, чтобы это длилось 8–10 лет на открытом воздухе (против. 3–5 лет для необрести S20C).

  1. S20C подходит для сварки толстых секций?

Для разделов >15мм толщиной, Разогрейте до 100–150 ° C, чтобы избежать холодных трещин. S20C Отличная сварка все еще применяется, Но предварительное нагревание обеспечивает сильное, Прочные сварные швы - хотя для строительства небольших стальных рамок.

    Оглавление

    Индекс
    Прокрутите вверх