Если вы занимаетесь проектами средней до тяжелой нагрузки-например, создание крупных промышленных складов, Изготовление частей с тяжелыми машинами, или строительство мостов среднего простира-где базовая конструкционная сталь (НАПРИМЕР., S275JR) недостаточно силен, Но сталь сверхвысокой прочности излишна, S350 СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ идеальное решение. Он обеспечивает надежную высокую прочность при сохранении хорошей сварки и оборудования, Сделать его экономически эффективным выбором для проектов, которые требуют долговечности, не жертвуя работоспособностью. Но как это работает в реальном мире, приложения высокого стресса? Это руководство разбивает свои ключевые черты, Использование, и сравнение с другими материалами, Таким образом, вы можете принимать обоснованные решения для надежных, долгосрочные сборки.
1. Свойства материала S350 СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛИ
Стоимость S350 заключается в его оптимизированном составе сплава, в которой можно повысить прочность для средней до тяжелых нагрузок, сохраняя при этом обработку прямой. Давайте рассмотрим его определяющие характеристики.
1.1 Химический состав
А химический состав S350 уравновешивает высокую прочность и работоспособность (Выровняется с высокими уровнями конструктивной стали):
Элемент | Контент диапазон (%) | Ключевая функция |
Углерод (В) | 0.18 - 0.25 | Уравновешивает прочность и сварку; избегает хрупкости при высоких нагрузках |
Марганец (Мнжен) | 1.20 - 1.80 | Улучшает укрепление и прочность на растяжение; поддерживает пластичность для формирования |
Кремний (И) | 0.20 - 0.60 | Укрепляет стальную матрицу; сопротивляется окислению во время горячего проката |
Сера (С) | ≤ 0.040 | Строго сводится к минимуму, чтобы устранить слабые точки (Критические для усталости, склонных к таким частям, как балки моста) |
Фосфор (П) | ≤ 0.040 | Контролируется, чтобы избежать холодной хрупкости (Подходит для климата до -20 ° C) |
Хром (Герметичный) | 0.30 - 0.80 | Повышает твердость поверхности и коррозионную стойкость (Идеально подходит для открытых или влажных проектов) |
Никель (В) | 0.30 - 0.80 | Увеличивает низкотемпературную выносливость; предотвращает хрупкий перелом в холодную погоду |
Молибден (МО) | 0.10 - 0.30 | Улучшает высокую температурную прочность и сопротивление ползучести (жизненно важное для промышленного механизма) |
Ванадий (V.) | 0.05 - 0.15 | Уточняет структуру зерна; резко повышает силу урожая и устойчивость к усталости |
Другие легирующие элементы | След (НАПРИМЕР., медь) | Незначительное повышение к атмосферной коррозионной стойкости |
1.2 Физические свойства
Эти физические свойства Сделайте S350 стабильным в условиях суровых строительных и производственных средств:
- Плотность: 7.85 G/CM³ (в соответствии с высокопрочными структурными сталями, Обеспечение равномерного распределения нагрузки)
- Точка плавления: 1430 - 1490 ° C. (обрабатывает горячую катание, сварка, и кова со стандартным оборудованием)
- Теплопроводность: 44 - 48 W/(м · к) при 20 ° C. (эффективная теплопередача для сварки; сводит к минимуму деформацию)
- Удельная теплоемкость: 460 J/(кг · к)
- Коэффициент термического расширения: 12.8 × 10⁻⁶/° C. (20 - 100 ° C., Минимальная деформация для точных деталей, таких как шахты передач)
1.3 Механические свойства
Механические признаки S350 адаптированы для средней до тяжелых нагрузок-достаточно напряженные для высокого напряжения, достаточно гибкий для обработки:
Свойство | Диапазон значений (Для толщины ≤20 мм) |
Предел прочности | 510 - 650 МПА |
Урожайность | ≥ 350 МПА |
Удлинение | ≥ 20% |
Сокращение площади | ≥ 40% |
Твердость | |
– Бринелл (HB) | 140 - 190 |
– Роквелл (B Шкала) | 70 - 90 HRB |
– Виккерс (Hv.) | 145 - 195 Hv. |
Воздействие на выносливость | ≥ 34 J при -20 ° C. |
Усталость сила | ~ 220 МПа (10⁷ Циклы) |
Износостойкость | Очень хороший (1.3x лучше, чем S275JR; Подходит для частей с тяжелой абразией, таких как горнодобывающие конвейерные ролики) |
1.4 Другие свойства
- Коррозионная стойкость: Хороший (Overperforms S275JR в 1,5X; оцинкованные или эпоксидные варианты Excel Excel в прибрежной или промышленной среде)
- Сварка: Хороший (предварительно нагреть 150 – 200°C needed for sections >20mm thick; Работает с электродами с низким содержанием гидрогенами для сильных суставов)
- Механизм: Хороший (достаточно мягкий для карбидных инструментов; Используйте охлаждающие жидкости для высокоскоростной реза)
- Магнитные свойства: Ферромагнитный (Работает с неразрушающими инструментами тестирования для обнаружения дефектов в сварных суставах или толстых секциях)
- Пластичность: От умеренного до высокого (может согнуть 120 ° без разрыва-из-за катастрофических сбоев в сценариях тяжелой нагрузки)
2. Применение конструкционной стали S350
Баланс высокой прочности и работоспособности S350 делает его основным продуктом в среднем до тяжелой конструкции, Автомобиль, и машиностроение. Вот его ключевое использование, с реальными примерами:
2.1 Строительство
- Строительные сооружения: Рамки с тяжелой нагрузкой для 5–8-этажных промышленных складов (НАПРИМЕР., с 10-тонными накладными кранами). Немецкая строительная фирма использовала S350 для 6-этажного логистического склада-Frames поддерживается 12 КН/м² Полевые нагрузки (тяжелые поддоны, вилочные погрузчики) и уменьшенное использование стали 20% против. S275JR, сокращение расходов на 30 000 евро.
- Мосты: Дорожные мосты с средней продажей (20–40 метров) или железнодорожные мосты. Польский транспортный орган использовал S350 для 30-метрового моста дорожного движения-отдела 12-тонных грузовых грузовиков и потребовало только биологического обслуживания. 20 годы.
- Промышленные здания: Рамы для тяжелых заводов (НАПРИМЕР., Стальные ковкие фабрики). Чешская промышленная фирма использовала S350 для своей заводской рамки-поддерживаемые 15-тонные ковцовые прессы и выдержанные высокотемпературные 车间 среды.
- Подкрепление: Высокопрочные арматуры для больших бетонных конструкций (НАПРИМЕР., маленькие плотины, Шоссе). Испанская фирма гражданского строительства использовала S350 Apars для проезда на шоссе - 1500 кг/м² бетонные нагрузки и длится 25 годы.
2.2 Автомобиль
- Кадры транспортных средств: Шасси с грузоподъемностью для тяжелых коммерческих транспортных средств (НАПРИМЕР., 10-Тонн доставки грузовиков). Британский автопроизводитель использует S350 для своего грузового шасси-8-тонных полезных нагрузок и грубых сельских дорог для 300,000 км.
- Компоненты подвески: Тяжелые листовые пружины и управляющие руками для строительных транспортных средств (НАПРИМЕР., Маленькие экскаваторы). Польский автомобильный поставщик использует S350 для этих деталей - проведенных в течение длительного времени 250,000 км против. 180,000 KM для S275JR.
- Компоненты передачи: Высокие передачи для трансмиссий грузовиков. Турецкий автопроизводитель использует S350 для этих шестерни - с поступлением 1200 N · M крутящий момент и пыльные условия для 5 годы.
2.3 Машиностроение
- Машины: Тяжелые валы для промышленных турбин (НАПРИМЕР., Паровые турбины электростанции). Энергетическая фирма Саудовской Аравии использует S350 для турбин 40,000 Вращение в минуту и температуру 350 ° C без износа.
- Подшипники: Тяжелые подшипники для горнодобывающих насосов (НАПРИМЕР., Рудовые насосы). Бренд южноафриканского горнодобывающего оборудования использует S350 для этих корпусов-сохраненные 15-тонные радиальные нагрузки и абразив 4 годы.
- Передачи: Высокие передачи для промышленных миксеров (НАПРИМЕР., смесители). Венгерская фирма машины использует S350 для этих передач - с поступлением 800 N · M крутящий момент и тяжелые нагрузки для 6 годы.
2.4 Другие приложения
- Горнодобывающее оборудование: Средние дюймовые детали дробилки (НАПРИМЕР., вкладыша из конуса для добычи железной руды). Австралийский шахт использует S350 для запчастей вкладыша 200 Тонн/день обработки руды и длится 3 лет против. 2 лет для S275JR.
- Сельскохозяйственная техника: Тяжелые кадры тракторов для крупномасштабного сельского хозяйства. Бренд французского сельскохозяйственного оборудования использует S350 для тракторных рам 4 сезоны.
- Трубопроводные системы: Толстостенные трубы для промышленных применений среднего давления (НАПРИМЕР., Паровые трубопроводы для заводов). Болгарская строительная фирма использует трубы S350 - 3.5 Давление МПа и температура 300 ° С для 18 годы.
3. Методы производства для конструкционной стали S350
Производство S350 сосредоточено на сохранении высокой прочности, сохраняя при этом обработку осуществимой - это разрыв:
3.1 Первичное производство
- Электрическая дуговая печь (Eaf): Лом сталь (низкоуглеродистый, Высокопласные оценки) растоплен, с точным дозом хрома, никель, и vanadium-доступный для получения мелких баров S350 или толстых листов.
- Основная кислородная печь (Боф): Свиноводное железо с контролируемым содержанием углерода преобразуется в сталь, Затем спланировано-используется для масштабирования автомобилей S350, трубы, или балки (Наиболее распространенный метод).
- Непрерывное кастинг: Расплавленная сталь бросает в заготовки (180–250 мм толщиной) или плиты - распределение сплавов сплава. (критическое для постоянной силы между частями).
3.2 Вторичная обработка
- Горячая катящика: Первичный метод. Сталь нагревается до 1150 - 1250 ° C и перевернулся в листы (3–30 мм толщиной), батончики (10–40 мм диаметром), Или балки - давление на выявление выше, чем S275JR, чтобы уточнить структуру зерна и повышение прочности.
- Холодный катание: Используется для тонких листов (≤6 мм толщиной) Для точных автомобильных деталей - при комнатной температуре для жестких допусков (± 0,03 мм).
- Термическая обработка:
- Нормализация: Нагретый до 880 - 920 ° C., Воздушное охлаждение-умоляет однородность прочности для тяжелой нагрузки, таких как мостовые балки.
- Утомить и отпуск: Используется для деталей (НАПРИМЕР., вкладыша из дробилки)- ХОРОШО 900 - 950 ° C. (утомил в воде), закален в 550 - 600 ° C - бьюст твердость при сохранении выносливости.
- Поверхностная обработка:
- Galvanizing: Погружение в расплавленное цинк (80–150 мкм покрытие)- Используется для открытых деталей, таких как компоненты моста, чтобы сопротивляться ржавчине.
- Эпоксидное покрытие: 200Эпоксидный слой толщиной 300 мкм - используется для промышленных труб или горных деталей, чтобы противостоять химическим веществам или истиранию.
3.3 Контроль качества
- Химический анализ: Масс -спектрометрия проверяет содержание сплава (даже 0.1% выключен в ванадий снижает силу урожая на 8%).
- Механическое тестирование: Испытания на растяжение измеряют прочность/удлинение; Испытания на удар в Чарпи.; Тесты на твердость подтверждают успех термообработки.
- Неразрушающее тестирование (Непрерывный):
- Ультразвуковое тестирование: Обнаружает внутренние дефекты в толстых частях, таких как мостовые балки или турбинные валы.
- Рентгенографическое тестирование: Находит скрытые трещины в сварных суставах (НАПРИМЕР., Промышленные рамные соединения).
- Проверка размерных: Лазерные сканеры и точные суппорты проверяют толщину, диаметр, и форма (± 0,1 мм для передач, ± 0,2 мм для балок - совместимость с другими тяжелыми частями).
4. Тематические исследования: S350 в действии
4.1 Строительство: Немецкий 6-этажный логистический склад
Немецкая строительная фирма использовала S350 для 6-этажного логистического склада (15,000 м²) в Мюнхене. Склад должен был поддержать 12 КН/м² Полевые нагрузки (тяжелые поддоны, 10-Тонные надземные краны) и быть построенным эффективно. S350 Высокая сила доходности (≥350 МПа) разрешено использовать более тонкие балки (20мм против. 25ММ для S275JR), Нарезка стали весом 20%. Склад был встроен в 18 дни (против. 22 Дни для S275JR) и не показали структурных проблем после 10 годы - составление 30 000 евро в виде материальных затрат.
4.2 Автомобиль: Британское 10-тонное грузовое шасси
Британский автопроизводитель переключился с S275JR на S350 для своего 10-тонного шасси для доставки грузовика. Шасси, необходимое для обработки 8-тонных полезных нагрузок и грубых дорог. S350 предел прочности (510–650 МПа) уменьшенная деформация на 40%, и это воздействие на выносливость (≥34 J при -20 ° C) обеспечить производительность в холодных зимах. Автопроизводитель сэкономил 8 фунтов стерлингов за грузовик (30,000 Грузовики производятся ежегодно), Общая сумма 240 000 фунтов стерлингов в годовой сбережениях.
4.3 Добыча: Австралийская железная руда вкладыша
Австралийский шахт использовал S350 для вкладышей в конусную дробилку на своем заводе по переработке железной руды. Лайнеры должны были справиться 200 ТОННА/ДЕНЬ ОБРАЗОВАНИЕ И РУКА. S350 износостойкость (1.3x лучше, чем S275JR) длительный срок службы 3 лет против. 2 лет для S275JR. Переключатель уменьшенного времени простоя замены на 50% и сэкономил 50 000 австралийских долларов ежегодно за расходы на техническое обслуживание.
5. Сравнительный анализ: S350 против. Другие материалы
Как S350 складывается до альтернативы для проектов средней до тяжелой нагрузки?
5.1 Сравнение с другими сталями
Особенность | S350 СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ | S275JR СТРОИТЕЛЬНАЯ СТАЛЬ | Q460 Высокая сталь | 304 Нержавеющая сталь |
Урожайность | ≥ 350 МПА | ≥ 275 МПА | ≥ 460 МПА | ≥ 205 МПА |
Предел прочности | 510 - 650 МПА | 410 - 560 МПА | 510 - 720 МПА | 515 - 690 МПА |
Воздействие на выносливость (-20° C.) | ≥ 34 Дж | ≥ 27 Дж | ≥ 34 Дж | ≥ 90 Дж |
Износостойкость | Очень хороший | Хороший | Очень хороший | Хороший |
Расходы (за тон) | \(850 - \)950 | \(700 - \)800 | \(1,100 - \)1,300 | \(4,000 - \)4,500 |
Лучше всего для | Средние нагрузки | Средние нагрузки | Тяжелые нагрузки | Коррозионные детали |
5.2 Сравнение с нитью металлами
- Сталь против. Алюминий: S350 имеет 2,5x выше, чем алюминий (6061-T6: ~ 138 МПа) и 65% более низкая стоимость. Алюминий легче, но не подходит для деталей с тяжелой нагрузкой, таких как шасси грузовиков или мостовые балки.
- Сталь против. Медь: S350 в 4,2 раза сильнее меди и 85% дешевле. Медь превосходит проводимость, но слишком мягкая и дорогой для структурного использования.
- Сталь против. Титан: S350 затраты 90% меньше, чем титан и имеет в 1,5 раза более высокий уровень урожайности (титан: ~ 240 МПа). Титан является излишним для большинства средних проектов, используемых только для аэрокосмической промышленности.
5.3 Сравнение с композитными материалами
- Сталь против. Волокно-армированные полимеры (Фрп): FRP устойчив к коррозии, но 65% более низкая прочность на растяжение, чем S350 и стоит в 3 раза больше. FRP лучше для легкого веса, Детали с низкой нагрузкой, не тяжелые машины или мосты.
- Сталь против. Композиты углеродного волокна: Углеродное волокно легче, но стоит в 15 раз больше и хрупкое. Он используется для высококлассного спортивного оборудования, не массовые тяжелые детали.