Thép cacbon là một hợp kim sắt-cacbon, chứa tới 2,1% cacbon.Mangan tối đa, hàm lượng silic và đồng nên dưới 1,65 wt.%, 0,6 wt.% và 0,6 wt.%.
Các loại thép cacbon và tính chất của chúng
Thép carbon có thể được phân loại thành ba loại tùy theo hàm lượng carbon: thép carbon thấp (hoặc thép carbon nhẹ), thép carbon trung bình và thép carbon cao [1].cấu trúc vi mô và tính chất so sánh như sau:
Thép carbon thấp
Thép carbon thấp là dạng thép carbon được sử dụng rộng rãi nhất.Chúng không thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt (để tạo thành martensite) vì vậy điều này thường đạt được bằng cách làm việc lạnh.
Thép carbon thường tương đối mềm và có độ bền thấp. Tuy nhiên, chúng có độ dẻo dai cao, làm cho chúng rất tốt cho gia công, hàn và chi phí thấp.
Thép cao độ, hợp kim thấp (HSLA) cũng thường được phân loại là thép carbon thấp, tuy nhiên, cũng có chứa các yếu tố khác như đồng cốc, niken, vanadi và molybden.Chúng bao gồm tối đa 10 wt.% hàm lượng thép. thép cao, hợp kim thấp, như tên gọi cho thấy, có độ bền cao hơn, đạt được bằng cách xử lý nhiệt.làm cho chúng dễ hình thành và gia côngHSLA có khả năng chống ăn mòn hơn thép carbon thấp.
Thép carbon trung bình
Thép carbon trung bình có hàm lượng carbon là 0,25 - 0,60 wt.% và hàm lượng mangan là 0,60 - 1,65 wt.%.Các tính chất cơ học của thép này được cải thiện thông qua xử lý nhiệt liên quan đến autenitising tiếp theo là làm nguội và làm nóng, cho chúng một cấu trúc vi mô martensitic.
Điều trị nhiệt chỉ có thể được thực hiện trên các phần rất mỏng, tuy nhiên, các yếu tố hợp kim bổ sung, chẳng hạn như crôm, molybden và niken,có thể được thêm vào để cải thiện khả năng xử lý nhiệt của thép và, do đó, cứng.
Thép carbon trung bình cứng có độ bền cao hơn thép carbon thấp, tuy nhiên, điều này đến với chi phí của độ dẻo dai và độ dẻo dai.
Thép cao carbon
Thép carbon cao có hàm lượng carbon là 0,60 ~ 1,25 wt.% và hàm lượng mangan là 0,30 ~ 0,90 wt.%. Nó có độ cứng và độ dẻo dai cao nhất của thép carbon và độ dẻo dai thấp nhất.Thép carbon cao rất chống mài mòn do thực tế là chúng hầu như luôn được làm cứng và thắt.
Thép công cụ và thép đúc là các loại thép carbon cao, chứa các yếu tố hợp kim bổ sung bao gồm crôm, vanadi, molybden và wolfram.Việc bổ sung các yếu tố này dẫn đến thép chống mòn rất cứng, là kết quả của sự hình thành các hợp chất carbure như tungsten carbide ((WC).
Thép carbon có thể được sản xuất từ thép tái chế, thép nguyên chất hoặc sự kết hợp của cả hai.
Thép trinh nữ được sản xuất bằng cách kết hợp quặng sắt, coke (được sản xuất bằng cách sưởi ấm than không có không khí) và vôi trong lò cao ở khoảng 1650 °C.Sắt nóng chảy được chiết xuất từ quặng sắt được làm giàu bằng carbon từ than đốtCác tạp chất còn lại kết hợp với vôi để tạo thành rác, nổi trên mặt kim loại nóng chảy nơi nó có thể được chiết xuất.
Thép nóng chảy kết quả có chứa khoảng 4% trọng lượng cacbon.Điều này đạt được bằng cách truyền oxy qua chất nóng chảy, oxy hóa carbon trong thép, tạo ra carbon monoxide và carbon dioxide.
Ví dụ và ứng dụng
Thép carbon thấp thường được sử dụng trong các thành phần cơ thể ô tô, hình dạng cấu trúc (I-beam, kênh và sắt góc), ống, cấu trúc và các thành phần cầu, và lon thực phẩm.
Do sức mạnh cao, khả năng chống mòn và độ dẻo dai của chúng, thép carbon trung bình thường được sử dụng cho đường ray đường sắt, bánh xe tàu, trục quay,và các bộ phận của máy móc đòi hỏi sự kết hợp các tính chất này.
Do khả năng chống mòn và độ cứng cao của chúng, thép carbon cao được sử dụng trong các công cụ cắt, lò xo dây bền cao và chết.
Ví dụ, tính chất và ứng dụng của các loại thép carbon khác nhau được so sánh trong bảng sau.
