Если вы занимаетесь проектами, которые требуют большей прочности, чем базовая низкоуглеродистая сталь (как S235JR) но по-прежнему требуется легкая сварка и обработка, например, строительство промышленных рам со средней нагрузкой, Изготовление частей машин с тяжелыми, или построение малых и средних мостов-S275JR СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ (для 10025-2 стандарты) идеальное решение для среднего уровня. Он обеспечивает надежную среднюю силу, не жертвуя работоспособностью, Сделать его лучшим выбором для чувствительных к стоимости проектов, которые требуют немного дополнительной долговечности. Но как это работает в реальном мире, приложения среднего стресса? Это руководство разбивает свои ключевые черты, Использование, и сравнение с другими материалами, Таким образом, вы можете принимать обоснованные решения для эффективных, долгосрочные сборки.
1. Свойства материала структурной стали S275JR
Значение S275JR заключается в его оптимизированном низкоуглеродном композиции, в котором можно повысить прочность на достаточно для средних нагрузок при сохранении сварки, резка, и формируется прямо. Давайте рассмотрим его определяющие характеристики.
1.1 Химический состав
А химический состав S275JR уравновешивает силу и работоспособность (выровнен с En 10025-2 стандарты):
| Элемент | Контент диапазон (%) | Ключевая функция |
| Углерод (В) | ≤ 0.24 | Достаточно низкий для превосходной сварки; достаточно высоко, чтобы повысить прочность на растяжение |
| Марганец (Мнжен) | ≤ 1.60 | Повышает силу и укрепление; поддерживает пластичность для формирования на месте |
| Кремний (И) | ≤ 0.55 | Укрепляет стальную матрицу; сопротивляется окислению во время горячего проката |
| Сера (С) | ≤ 0.045 | Минимизировать, чтобы устранить слабые точки (критическое для частей, находящихся под повторным стрессом, как машинные валы) |
| Фосфор (П) | ≤ 0.045 | Контролируется, чтобы избежать холодной хрупкости (Подходит для климата до -10 ° C) |
| Хром (Герметичный) | ≤ 0.30 | Следуя сумма; незначительное повышение к поверхности твердости и коррозионной стойкости |
| 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 для лучшей устойчивости к усталости |
| Другие легирующие элементы | След (НАПРИМЕР., медь) | Незначительное повышение к атмосферной коррозионной стойкости |
1.2 Физические свойства
Эти физические свойства Сделайте S275JR стабильностью в общей среде строительства и производства:
- Плотность: 7.85 G/CM³ (в соответствии с большинством структурных сталей с низким содержанием углерода, Обеспечение равномерного распределения нагрузки)
- Точка плавления: 1440 – 1500°C (обрабатывает горячую катание, сварка, и кова со стандартным оборудованием)
- Теплопроводность: 46 – 50 ж/(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 пробелы для передач или мостовые кронштейны)
1.3 Механические свойства
Механические признаки S275JR адаптированы для средних нагрузок - напряженные, чем базовая сталь, но все еще легко обрабатывать:
| Свойство | Диапазон значений (Для толщины ≤16 мм) |
| Предел прочности | 410 – 560 МПА |
| Урожайность | ≥ 275 МПА |
| Удлинение | ≥ 22% |
| Сокращение площади | ≥ 45% |
| Твердость | |
| – Бринелл (полупансион) | 110 – 160 |
| – Роквелл (B Шкала) | 65 – 85 HRB |
| – Виккерс (Hv.) | 115 – 165 Hv. |
| Воздействие на выносливость | ≥ 27 J при 20 ° C. |
| Усталость сила | ~ 190 МПа (10⁷ Циклы) |
| Износостойкость | Хороший (1.1x лучше, чем S235JR; Подходит для деталей средней абразии, таких как конвейерные ролики) |
1.4 Другие свойства
- Коррозионная стойкость: Умеренный (без покрытия сталь сопротивляется мягкой влаге; Гальванизирующее или эпоксидное покрытие продлевает срок службы для наружного использования, таких как перила мостов)
- Сварка: Отличный (Не требуется предварительного нагрева для разделов ≤25 мм толщиной; Работает со стандартной дуговой сваркой-вещей для строительства промышленных рам на месте)
- Механизм: Очень хороший (Достаточно мягкий для высокоскоростных стальных инструментов; Низкий износ инструмента для массовых деталей, таких как шахты передач)
- Магнитные свойства: Ферромагнитный (Работает с основными неразрушающими инструментами тестирования для обнаружения дефектов в сварных суставах)
- Пластичность: Высокий (может согнуть 160 ° без разрыва - идеально для пользовательских форм, таких как изогнутые мостовые кронштейны)
2. Применение конструкционной стали S275JR
S275JR Баланс прочности и работоспособности делает его основным продуктом в конструкции средней нагрузки, Автомобиль, и машиностроение. Вот его ключевое использование, с реальными примерами:
2.1 Строительство
- Строительные сооружения: Рамки средней нагрузки для промышленных зданий 3–5 (НАПРИМЕР., Склад с верхними кранами). Голландская строительная фирма использовала S275JR для 4-этажного логистического склада-Frames поддерживается 8 КН/м² Полевые нагрузки (поддоны, вилочные погрузчики) и стоимость 15% меньше, чем использование Q345 Steel.
- Мосты: Дорожные мосты с малым и средним (10–20 метров) или промышленные пешеходные мосты. Чешское транспортное управление использовало S275JR для 15-метрового сельского дорожного моста-с 8-тонными грузовиками и требует только годового обслуживания. 15 годы.
- Промышленные здания: Платформы для тяжелых оборудования (НАПРИМЕР., Для производства роботов). Немецкий автомобильный завод использовал S275JR для платформ роботов-поддерживаемый 2-тонный вес робота, и его было легко сесть на существующие заводские полы.
- Подкрепление: Управление средней силой для бетонных конструкций, таких как небольшие плотины или подпорные стены. Испанская фирма по гражданскому строительству использовала арматуры S275JR для 3-метровой подпорной стены- 800 кг/м² давление почвы и длилось 20 годы.
2.2 Автомобиль
- Кадры транспортных средств: Подборы с нагрузкой для легких коммерческих транспортных средств (НАПРИМЕР., Небольшие фургоны доставки). Британский автопроизводитель использует S275JR для передней подборы своего фургона 500 кг полезной нагрузки и выдержал грубые городские дороги для 200,000 км.
- Компоненты подвески: Тяжелые управляющие руки для пикапов. Польский автомобильный поставщик использует S275JR для этих деталей, которые проведены на последнее время 180,000 км против. 120,000 KM для S235JR.
- Монтиры двигателя: Прочные резиновые монтиры для дизельных двигателей 2,0–3,0 л.. Турецкий автопроизводитель использует S275JR для этих креплений - сохранена высокая вибрация двигателя и тепло, стоимость 10% меньше, чем сплавные стальные крепления.
2.3 Машиностроение
- Машины: Средние передачи для промышленных конвейеров (НАПРИМЕР., Заводские сборочные линии). Итальянский марка машины использует S275JR для конвейерных передач 500 N · M крутящий момент и длился 7 годы.
- Подшипники: Тяжелые подшипники для промышленных насосов (НАПРИМЕР., Водоочистные насосы). Производитель румынского насоса использует S275JR для этих корпусов-сохраненные 10-тонные радиальные нагрузки и небольшая коррозия.
- Валы: Средние скорости для промышленных миксеров (НАПРИМЕР., бетонные смесители). Венгерская фирма по машине использует S275JR для этих валов - с поступлением 300 вращение оборотов и тяжелые нагрузки для 5 годы.
2.4 Другие приложения
- Горнодобывающее оборудование: Легкие части дробилки (НАПРИМЕР., челюстные тарелки для небольших угольных дробилок). Польская шахта использует S275JR для челюстных тарелок - отделан 50 Тонн/день обработка угля и длится 2 лет против. 1 год для S235JR.
- Сельскохозяйственная техника: Тяжелые рамы плуга для больших тракторов. Французский бренд оборудования сельскохозяйственного оборудования использует S275JR для кадров с плугами-с помощью каменистой почвы и 10-тонных нагрузочных нагрузок для 3 сезоны.
- Трубопроводные системы: Средние стены трубы для промышленных применений низкого давления (НАПРИМЕР., водоснабжение для заводов). Болгарская строительная фирма использует трубы S275JR - 2.0 Давление MPA и длилось 15 годы.
3. Методы производства для конструкционной стали S275JR
Состав низкого уровня углерода S275JR сохраняет простые производства, рентабельный, и подходит для масштабного производства-с незначительными корректировками, чтобы повысить прочность против. S235JR:
3.1 Первичное производство
- Электрическая дуговая печь (Eaf): Лом сталь (низкие углеродные оценки) растоплен, с точным дозированием марганца, чтобы повысить силу, которая может привести к небольшому производству батончиков или листов S275JR.
- Основная кислородная печь (Боф): Свиноводное железо с контролируемым содержанием углерода преобразуется в сталь, Затем легированный марганцем-используется для масштабного производства арматуры S275JR, трубы, или балки (Наиболее распространенный метод).
- Непрерывное кастинг: Расплавленная сталь бросает в заготовки (150–200 мм толщиной) или плиты - потери единообразного распределения марганца для постоянной силы.
3.2 Вторичная обработка
- Горячая катящика: Первичный метод. Сталь нагревается до 1150 - 1250 ° C и перевернулся в листы (2–20 мм толщиной), батончики (8Диаметр –30 мм), или балки - давление в поступлении немного выше, чем S235JR, чтобы уточнить структуру зерна и повысить прочность.
- Холодный катание: Используется для тонких листов (≤5 мм толщиной) Как и детали автомобильного подкола - не при комнатной температуре для 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 (S275JR 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 (60–120 мкм покрытие)- Используется для открытых деталей, таких как компоненты моста, чтобы сопротивляться ржавчине.
- Рисование: Эпоксидная или полиуретановая краска - приспособленная к внутренним частям, таким как машинные рамы для эстетики и незначительной защиты от коррозии.
3.3 Контроль качества
- Химический анализ: Спектрометрия проверяет содержание углерода и марганца (гарантирует, что сила встречается 10025-2 стандарты; Слишком маленький марганец снижает силу урожая).
- Механическое тестирование: Испытания на растяжение проверяют выходной/прочность на разрыв; Ударные тесты Проверьте низкотемпературную выносливость; Тесты на твердость подтверждают последовательность.
- Неразрушающее тестирование (Непрерывный):
- Ультразвуковое тестирование: Обнаружает внутренние дефекты в толстых частях, таких как мостовые балки или валы дробилки.
- Инспекция магнитных частиц: Находит поверхностные трещины в сварных суставах (НАПРИМЕР., Промышленные рамные соединения).
- Проверка размерных: Лазерные сканеры и суппорты проверяют толщину, диаметр, и форма (± 0,1 мм для передач, ± 0,2 мм для балок - совместимость с другими частями).
4. Тематические исследования: S275JR в действии
4.1 Строительство: Голландский 4-этажный логистический склад
Голландская строительная фирма использовала S275JR для 4-этажного логистического склада (10,000 м²) в Роттердаме. Склад должен был поддержать 8 КН/м² Полевые нагрузки (тяжелые поддоны, вилочные погрузчики) и быть построен быстро. S275JR's Отличная сварка Позвольте экипажам собрать раму в 12 дни (против. 16 Дни для стали Q345), и это Урожайность (≥275 МПа) Легко обрабатывает дизайн нагрузки. После 8 годы, Склад не показал структурных проблем - принесло 25 000 евро в области материалов..
4.2 Автомобиль: Британский фурговый фронт
Британский автопроизводитель переключился с S235JR на S275JR для передней части своего небольшого доставки фургона. Подраздел, необходимый для обработки 500 кг полезные нагрузки и грубые дороги. S275JR's предел прочности (410–560 МПа) уменьшенная деформация на 30%, и это пластичность Поглощенная незначительная энергия столкновения. Автопроизводитель сэкономил 4 фунта стерлингов за фургон (50,000 фургоны производятся ежегодно), на общую сумму 200 000 фунтов стерлингов при ежегодной сбережениях.
4.3 Машиностроение: Итальянские конвейеры
Итальянский бренд машины использовал S275JR для промышленных конвейерных передач. Передачи, необходимые для обработки 500 N · M крутящий момент и ежедневное использование. S275JR's усталость сила (~ 190 МПа) предотвратил растрескивание, и это механизм снижение дефектов производства 20%. Шечаты длились 7 лет против. 5 годы для S235JR - ежегодно составляет 15 000 евро в течение замены замены.
5. Сравнительный анализ: S275JR против. Другие материалы
Как S275JR складывается до альтернативы для проектов средней нагрузки?
5.1 Сравнение с другими сталями
| Особенность | S275JR СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ | S235JR СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ | Q345 высокая сталь | 304 Нержавеющая сталь |
| Урожайность | ≥ 275 МПА | ≥ 235 МПА | ≥ 345 МПА | ≥ 205 МПА |
| Предел прочности | 410 – 560 МПА | 360 – 510 МПА | 510 – 650 МПА | 515 – 690 МПА |
| Удлинение | ≥ 22% | ≥ 25% | ≥ 21% | ≥ 40% |
| Сварка | Отличный | Отличный | Хороший | Хороший |
| Расходы (за тон) | \(700 – \)800 | \(650 – \)750 | \(1,000 – \)1,200 | \(4,000 – \)4,500 |
| Лучше всего для | Детали средней нагрузки/рамы | Запчасти для легкой нагрузки | Структуры с высокой нагрузкой | Коррозионные детали |
5.2 Сравнение с нитью металлами
- Сталь против. Алюминий: S275JR имеет более высокую прочность на выход, чем алюминий (6061-T6: ~ 138 МПа) и расходы 70% меньше. Алюминий легче, но не подходит для деталей средней нагрузки, таких как конвейерные шестерни или складские рамки.
- Сталь против. Медь: S275JR в 3,6 раза сильнее меди и затрат 85% меньше. Медь превосходит проводимость, но слишком мягкая и дорогой для структурного использования.
- Сталь против. Титан: Стоимость S275JR 95% меньше, чем титан и имеет сходную силу доходности (титан: ~ 240 МПа). Титан излишне для проектов средней нагрузки-только для аэрокосмической промышленности.
5.3 Сравнение с композитными материалами
- Сталь против. Волокно-армированные полимеры (Фрп): FRP устойчив к коррозии, но 60% меньше прочности на растяжение, чем S275JR и стоит в 3 раза больше. FRP лучше для декоративных деталей, Не нагруженные рамки.
- Сталь против. Композиты углеродного волокна: Углеродное волокно легче, но стоит 12 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 - без лишних деталей, таких как рамы плуга или подкафрей.
- Сталь против. Пластмассы: Пластмассы имеют более низкую прочность на 20 раз, чем S275JR, и плавящий при 100 ° C. Они используются для неструктурных деталей, не компоненты средней нагрузки.