Если вы работаете над ежедневными строительными или производственными проектами - например, строительство небольших коммерческих зданий, Создание общих деталей машины, или изготовление легких автомобильных компонентов - где вам нужна надежная прочность, легкая обработка, и доступность, S235JR СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ (широко используемая низкоуглеродистая сталь на EN 10025 стандарты) это решение. В отличие от специализированных высокооплачиваемых сталей, он уравновешивает рабочую способность (сварка, резка) с базовой грузоподъемностью, сделать его основой бесчисленного чувствительного к стоимости, Практические проекты. Но как это работает в реальном мире, приложения с большим объемом? Это руководство разбивает свои ключевые черты, Использование, и сравнение с другими материалами, Таким образом, вы можете принимать обоснованные решения для эффективных, Прочные сборки.
1. Свойства материала структурной стали S235JR
Значение S235JR заключается в его простой, Состав с низким содержанием углерода, оптимизированный для определения приоритетов юзабилити и экономической эффективности без ущерба для основных механических характеристик. Давайте рассмотрим его определяющие характеристики.
1.1 Химический состав
А химический состав S235JR адаптирован для универсальности и работоспособности (выровнен с En 10025-2 стандарты):
Элемент | Контент диапазон (%) | Ключевая функция |
Углерод (В) | ≤ 0.21 | Низкий контент для повышения сварки и оборудования; избегает хрупкого перелома |
Марганец (Мнжен) | ≤ 1.60 | Умеренный контент, чтобы повысить прочность на растяжение; поддерживает пластичность для формирования |
Кремний (И) | ≤ 0.55 | Улучшает теплостойкость во время прокатки; слегка усиливает стальную матрицу |
Сера (С) | ≤ 0.045 | Минимизировать, чтобы устранить слабые точки (критическое для частей, находящихся под повторным стрессом) |
Фосфор (П) | ≤ 0.045 | Контролируется на сбалансировку и холодную сопротивление (Подходит для умеренного климата) |
Хром (Герметичный) | ≤ 0.30 | Следуя сумма; Незначительное повышение твердости поверхности |
Никель (В) | ≤ 0.30 | Следуя сумма; Слегка повышает прочность на низкую температуру |
Молибден (МО) | ≤ 0.10 | Следуя сумма; Нет серьезного влияния на основные свойства |
Ванадий (V.) | ≤ 0.05 | Следуя сумма; Уточняет структуру зерна минимально |
Другие легирующие элементы | След (НАПРИМЕР., медь) | Незначительное повышение к атмосферной коррозионной стойкости |
1.2 Физические свойства
Эти физические свойства Сделайте S235JR легко обрабатывать и стабильный в повседневных условиях:
- Плотность: 7.85 G/CM³ (в соответствии с большинством структурных сталей с низким содержанием углерода)
- Точка плавления: 1450 - 1510 ° C. (обрабатывает горячую катание, сварка, и кова со стандартным оборудованием)
- Теплопроводность: 47 - 51 W/(м · к) при 20 ° C. (Быстрая теплопередача для эффективной сварки и охлаждения)
- Удельная теплоемкость: 460 J/(кг · к)
- Коэффициент термического расширения: 13.0 × 10⁻⁶/° C. (20 - 100 ° C., Минимальное деформация для точных деталей, таких как кронштейны или небольшие валы)
1.3 Механические свойства
Механические признаки S235JR сбалансируют базовую прочность с обрабатываемостью - доступны для света до средних нагрузок:
Свойство | Диапазон значений |
Предел прочности | 360 - 510 МПА |
Урожайность | ≥ 235 МПА |
Удлинение | ≥ 25% (Для толщины ≤16 мм) |
Сокращение площади | ≥ 50% |
Твердость | |
– Бринелл (HB) | 100 - 150 |
– Роквелл (B Шкала) | 60 - 80 HRB |
– Виккерс (Hv.) | 105 - 155 Hv. |
Воздействие на выносливость | ≥ 27 J при 20 ° C. |
Усталость сила | ~ 170 МПа (10⁷ Циклы) |
Износостойкость | Справедливый (Подходит для деталей с низким содержанием абразии, таких как рамы зданий; 0.7x это из 1045 углеродистая сталь) |
1.4 Другие свойства
- Коррозионная стойкость: Умеренный (стальные ржавчины без покрытия; Гальванизация или живопись продлевает срок службы на открытом воздухе, например, садовые заборы или небольшие мосты.)
- Сварка: Отличный (Предварительное нагревание не требуется для разделов толщиной ≤20 мм; Работает со стандартной дуговой сваркой-вещей для строительства на месте)
- Механизм: Очень хороший (Мягкий и пластичный; Легко разрезается высокоскоростными стальными инструментами-износом инструментов для массового производства)
- Магнитные свойства: Ферромагнитный (Работает с основными неразрушающими инструментами тестирования для обнаружения дефектов в сварных суставах)
- Пластичность: Высокий (может согнуть 180 ° без разрыва - идеально для создания пользовательских фигур, таких как изогнутые кронштейны или 门框)
2. Применение конструкционной стали S235JR
Универсальность и низкая стоимость S235JR делают его одним из основных продуктов в строительстве, Автомобиль, и общее производство. Вот его ключевое использование, с реальными примерами:
2.1 Строительство
- Строительные сооружения: Светлостные рамы для коммерческих зданий 1–3 (НАПРИМЕР., небольшие офисы, розничные магазины). Немецкая строительная фирма использовала S235JR для двухэтажной пекарни-Frames поддерживается 4 КН/м² Полевые нагрузки (печи, инвентарь) и стоимость 20% меньше, чем использование Q345 Steel.
- Мосты: Небольшие пешеходные мосты (≤10 метров) или сельские дорожные мосты. Польское транспортное управление использовало S235JR для 8-метрового деревенского моста-отдела 5-тональных автомобильных грузов (машины, Небольшие грузовики) и требуется минимальное обслуживание 12 годы.
- Промышленные здания: Стеллажи рамы и платформы оборудования для небольших заводов (НАПРИМЕР., текстильные мельницы). Итальянская текстильная фирма использовала S235JR для платформ хранения 800 кг за платформу, и было легко собрать на месте.
- Подкрепление: Незначительные арматуры некритического бетона (НАПРИМЕР., Домашние основы, Небольшие подпорные стены). Испанский жилой строитель использовал арматуры S235JR для ряда таунхаусов - 300 кг/м² давление и стоимость почвы 15% Меньше чем высокие арматуры.
2.2 Автомобиль
- Кадры транспортных средств: Не несущие подборы для компактных автомобилей (НАПРИМЕР., поддержка задних сидений). Французский автопроизводитель использует S235JR для задних подкламе своего маленького хэтчбека - легкий вес и дешевый, чтобы штамп в форме, с достаточной силой для ежедневного использования.
- Компоненты подвески: Незначительные кронштейны для систем подвески (НАПРИМЕР., Стабилизаторские батонные кронштейны). Румынский автомобильный поставщик использует S235JR для этих кронштейнов - проведенных на последнее время 150,000 км против. 100,000 км для стали более низкого уровня.
- Монтиры двигателя: Основные резиновые крепления для небольших дизельных двигателей (НАПРИМЕР., 1.5–2.0L Двигатели). Турецкий автопроизводитель использует S235JR для этих монте 12% меньше, чем сплавные стальные крепления.
2.3 Машиностроение
- Машины: Небольшие передачи и валы для бытовых приборов (НАПРИМЕР., холодильник компрессоры). Турецкий бренд прибора использует S235JR для валов компрессоров - достаточно для обработки 3000 Вращение и стоимость оборотов 20% меньше, чем 1045 сталь.
- Подшипники: Маленькие корпусы для фанатов и небольших двигателей (НАПРИМЕР., Потолочные вентиляторы двигатели). Индийская электронная фирма использует S235JR для этих корпусов - Easy, чтобы разыграть в небольшие формы и длится 6 годы.
- Валы: Короткий, низкоскоростные валы для водяных насосов (НАПРИМЕР., садовые ирригационные насосы). Марокканский производитель оборудования использует S235JR для этих валов - обрабатывать и устойчивую к незначительной ржавчине во влажных условиях.
2.4 Другие приложения
- Горнодобывающее оборудование: Незначительные части для легких конвейеров (НАПРИМЕР., Руководство для ремней). Южноафриканская угольная шахта использует S235JR для конвейерных гидов 15 Тонн/день угля и стоимость 25% Меньше, чем высокопрочные стальные детали.
- Сельскохозяйственная техника: Небольшие детали для ручных и легких инструментов (НАПРИМЕР., Рейбл Ручки, Небольшие лопасти для комбайнов). Бренд бразильского сельскохозяйственного оборудования использует S235JR для ручек с граблей - достаточно, чтобы сгибаться, не сломавшись и доступно для мелких фермеров.
- Трубопроводные системы: Тонкостенные трубы для помещений для не давных применений (НАПРИМЕР., воздуховоды, кабельная защита). Строительная фирма Саудовской Аравии использует трубы S235JR для воздушных вентиляционных отверстий жилого здания - легкого веса для установки и простых в длине.
3. Методы производства для конструкционной стали S235JR
Состав низкого уровня углерода S235JR сохраняет простые производства, рентабельный, и подходит для масштабного производства:
3.1 Первичное производство
- Электрическая дуговая печь (Eaf): Лом сталь (низкие углеродные оценки) растоплен-пожалуйста, для небольшого производства листов или баров S235JR.
- Основная кислородная печь (Боф): Свинцовая железа с низким содержанием углерода преобразуется в сталь, используется для масштабного производства арматуры S235JR, трубы, или простыни (Наиболее распространенный метод во всем мире).
- Непрерывное кастинг: Расплавленная сталь бросает в заготовки (120–180 мм толщиной) или плиты - вызывает единый состав и минимальные дефекты для основных структурных частей.
3.2 Вторичная обработка
- Горячая катящика: Первичный метод. Сталь нагревается до 1100 - 1200 ° C и перевернулся в листы (1–15 мм толщиной), батончики (6–25 мм диаметром), арматурное, или балки-высказывание пластичности и работоспособности для формирования на месте.
- Холодный катание: Используется для тонких листов (≤4 мм толщиной) Как автомобильные панели для кузова или оборудование для приборов - не 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 от прокатки.
- Нормализация: Редко необходим (S235JR готов к использованию после прокатки); Используется только для высоких частей 850 - 900 ° C., Воздушное охлаждение, чтобы улучшить однородность прочности.
- Поверхностная обработка:
- Galvanizing: Погружение в расплавленное цинк (50–100 мкм покрытие)- Используются для открытых деталей, таких как перила мостовой и садовой мебели, чтобы сопротивляться ржавчине.
- Рисование: Эпоксидная или латексная краска - приспособленные к внутренним деталям, таким как машинные рамки или строительные колонны для эстетики и незначительной защиты от коррозии.
3.3 Контроль качества
- Химический анализ: Спектрометрия проверяет углерод, марганец, и содержание серы (обеспечивает соблюдение EN 10025 Стандарты сварки и прочности).
- Механическое тестирование: Испытания на растяжение измеряют выход/прочность на разрыв; Влияние испытаний проверяют выносливость (критическая для погрузочных деталей); Тесты на твердость подтверждают последовательность.
- Неразрушающее тестирование (Непрерывный):
- Ультразвуковое тестирование: Обнаружает внутренние дефекты в толстых частях, таких как арматуры или небольшие мостовые балки.
- Инспекция магнитных частиц: Находит поверхностные трещины в сварных суставах (НАПРИМЕР., Соединения рамы здания 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 компонентами с другими компонентами).
4. Тематические исследования: S235JR в действии
4.1 Строительство: Немецкая 2-этажная пекарня
Немецкая строительная фирма использовала S235JR для 2-этажной пекарни (600 м²) в Берлине. Пекарня нуждалась в плане бюджетной рамки, которая может быть построена быстро, чтобы унести 3-месячный срок открытия. S235JR's Отличная сварка Позвольте экипажам собрать стальную раму в 8 дни (против. 12 Дни для стали Q345), и это Урожайность (≥235 МПа) легко обрабатывается 4 КН/м² Полевые нагрузки (тяжелые печи, мука мешков). После 7 годы, Пекарня не показала структурных проблем - принесло 15 000 евро за материальные затраты.
4.2 Автомобиль: Французский Compact Car Bod SubFrame
Французский автопроизводитель переключился с стали более низкого класса на S235JR для заднего подфриса своего маленького хэтчбека. Подрамник должен был быть легким (Для повышения эффективности использования топлива) и дешево производить. S235JR's механизм уменьшенные дефекты штамповки 25%, и это пластичность поглощенная незначительная энергия столкновения без лома. Автопроизводитель сэкономил 6 евро за машину (300,000 Автомобили производятся ежегодно), на общую сумму 1,8 млн. Евро в годовой сбережениях.
4.3 Машиностроение: Валы компрессора турецкого холодильника
Турецкий бренд прибора использовал S235JR для валов с холодильниками. Валы, необходимые для обработки 3000 Вращение оборотов и незначительная ржавчина от конденсации. S235JR's предел прочности (360–510 МПа) Выдержал циклы вращения, и это Умеренная коррозионная стойкость (с тонким покрытием против роста) предотвратил ржавчину для 8 годы. Бренд сэкономил 0,4 евро за вал (2 Миллион холодильников производится ежегодно)- общая сумма 800 000 евро в годовой сбережениях против. с использованием 1045 сталь.
5. Сравнительный анализ: S235JR против. Другие материалы
Как S235JR складывается до альтернативы для света, Бюджетные проекты?
5.1 Сравнение с другими сталями
Особенность | S235JR СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ | 1045 Углеродистая сталь | Q345 высокая сталь | 304 Нержавеющая сталь |
Урожайность | ≥ 235 МПА | ≥ 330 МПА | ≥ 345 МПА | ≥ 205 МПА |
Удлинение | ≥ 25% | ≥ 15% | ≥ 21% | ≥ 40% |
Сварка | Отличный | Хороший | Хороший | Хороший |
Механизм | Очень хороший | Хороший | Справедливый | Справедливый |
Расходы (за тон) | \(650 - \)750 | \(800 - \)900 | \(1,000 - \)1,200 | \(4,000 - \)4,500 |
Лучше всего для | Световые структуры, Общие части | Высокопрочные детали | Средние стрессовые структуры | Коррозионные детали |
5.2 Сравнение с нитью металлами
- Сталь против. Алюминий: S235JR имеет в 1,7 раза более высокий уровень урожайности, чем алюминий (6061-T6: ~ 138 МПа) и расходы 65% меньше. Алюминий легкий, но менее жесткий-не допускается для поставляющих нагрузки, таких как строительные рамы или валы компрессора.
- Сталь против. Медь: S235JR в 3,2 раза сильнее меди и затрат 85% меньше. Медь превосходит проводимость, но слишком мягкая и дорогой для структурных деталей.
- Сталь против. Титан: Стоимость S235JR 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 55% меньше прочности на растяжение, чем S235JR и стоит в 3 раза больше. FRP лучше для декоративных деталей на открытом воздухе, не несущие рамы или валы.
- Сталь против. Композиты углеродного волокна: Углеродное волокно легче, но стоит 12 раз больше и хрупкое. Он используется для высококлассного спортивного оборудования, не производится массовыми деталями машин или строительными рамками.
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 - без лишних деталей, таких как кронштейны или небольшие валы, которые необходимо поглощать незначительные воздействия.
- Сталь против. Пластмассы: Пластмассы дешевле, но имеют 18 -кратную более низкую прочность, чем S235JR и расплавляются при 100 ° C. Они используются для неструктурных деталей (НАПРИМЕР., Оболочки для приборов), не несущие компоненты.