Comprendere la differenza tra acciaio al carbonio e acciaio legato
Definizione di acciaio al carbonio e acciaio legato
L'acciaio, come tutti sappiamo, è un termine generico per le leghe di ferro e carbonio. L'acciaio al carbonio (abbreviato in acciaio al carbonio) è una lega di ferro e carbonio con un contenuto di carbonio inferiore al 2,11%. Nella sua composizione chimica, oltre al ferro e al carbonio, sono presenti anche impurità limitate come silicio, manganese, fosforo e zolfo, e non vi saranno altri elementi di lega.
La produzione di acciaio al carbonio rappresenta circa l'80% della produzione totale di acciaio ed è ampiamente utilizzata nell'edilizia, nella costruzione di ponti, veicoli, navi, nella produzione di macchinari, nell'industria, nella petrolchimica, nello sviluppo marittimo e in altri settori.
L'acciaio legato è un acciaio a cui è stato aggiunto uno o più elementi di lega all'acciaio al carbonio, come cromo, nichel, tungsteno, titanio, vanadio, manganese, rame, alluminio, molibdeno, ecc., al fine di migliorarne specifiche proprietà. Questi elementi chimici vengono aggiunti in diverse proporzioni/combinazioni per conferire al materiale effetti differenti, come l'aumento della durezza, il miglioramento della resistenza alla corrosione, l'incremento della resistenza meccanica, il miglioramento della formabilità, la modifica della saldabilità, ecc.
La produzione di acciaio legato rappresenta circa il 20% della produzione totale di acciaio ed è ampiamente utilizzata in vari settori come la produzione di macchinari, la petrolchimica, l'edilizia, i prodotti chimici per uso domestico, le apparecchiature mediche, le fibre sintetiche, i trasporti, ecc.
Classificazione dell'acciaio al carbonio e dell'acciaio legato
- Classificazione dell'acciaio al carbonio
In base al contenuto di carbonio, si possono distinguere: acciaio a basso tenore di carbonio, acciaio a medio tenore di carbonio e acciaio ad alto tenore di carbonio; maggiore è il contenuto di carbonio, maggiore è la durezza e minore è la tenacità.
Acciaio a basso tenore di carbonio: contenuto di carbonio C%≤0,25%. Gli acciai a basso tenore di carbonio comunemente utilizzati per la produzione di elementi di fissaggio includono acciaio A3, acciaio Q215A, acciaio Q235, acciaio 20#, acciaio 22#, ecc.
Acciaio a medio tenore di carbonio: contenuto di carbonio 0,25%＜C%≤0,45%. Gli acciai a medio tenore di carbonio comunemente utilizzati per la produzione di elementi di fissaggio includono l'acciaio 35#, l'acciaio 45#, ecc.
Acciaio ad alto tenore di carbonio: contenuto di carbonio C%>0,45%. L'acciaio ad alto tenore di carbonio non viene generalmente utilizzato nella produzione di elementi di fissaggio sul mercato, a causa del suo elevato contenuto di carbonio, della sua durezza e fragilità, che lo rendono un materiale soggetto a rottura.
- Classificazione degli acciai legati
In base al contenuto totale di elementi di lega, si suddivide in: acciaio a bassa lega, acciaio a media lega e acciaio ad alta lega, con diverso contenuto e composizione di elementi di lega e, di conseguenza, diverse prestazioni.
Acciaio basso legato: contenuto totale di elementi di lega ≤5%;
Acciaio a media lega: 5%＜contenuto totale di lega ≤10%
Acciaio ad alta lega: contenuto di lega >10%.
Tra gli acciai legati comunemente utilizzati per la produzione di elementi di fissaggio si annoverano: 30CrMo, 40Cr, 35CrMo, 42CrMo, ecc.
Caratteristiche dell'acciaio al carbonio e dell'acciaio legato
- caratteristiche dell'acciaio al carbonio
Le prestazioni dell'acciaio al carbonio dipendono dal suo contenuto di carbonio. Maggiore è il contenuto di carbonio, maggiori sono la resistenza e la durezza, e minori sono la plasticità, la tenacità e la saldabilità.
Vantaggi: buona plasticità e saldabilità; prezzo contenuto, facile da fondere; buona tecnologia di lavorazione; le prestazioni possono essere migliorate regolando il contenuto di carbonio o modificando il metodo di lavorazione;
Svantaggi: resistenza meccanica leggermente scarsa; scarsa temprabilità; insufficiente resistenza alle basse temperature; bassa resistenza alla corrosione; bassa conduttività magnetica; facile magnetizzazione in un campo magnetico.
- Caratteristiche dell'acciaio legato
I diversi elementi di lega aggiunti hanno proprietà diverse.
Vantaggi: buone prestazioni complessive; adatto per usi speciali; elevata resistenza e tenacità; buona temprabilità, non si deforma e non si incrina facilmente; resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, resistenza alle basse temperature, resistenza alle alte temperature, non magnetico, ecc.;
Svantaggi: costoso; processi di stampaggio e trattamento termico più complessi.
Usi dell'acciaio al carbonio e dell'acciaio legato
- Usi dell'acciaio al carbonio
L'acciaio al carbonio viene spesso utilizzato per la produzione di vari componenti edili, contenitori, scatole, corpi di forni e macchinari agricoli, piccole parti portanti, rondelle, coppiglie, tiranti, pezzi stampati e saldati, ecc.
Acciaio al carbonio utilizzato per la produzione di elementi di fissaggio
L'acciaio Q215A è adatto alla produzione di rondelle;
L'acciaio Q235 è adatto alla produzione di bulloni, dadi, manicotti a vite, coppiglie, rivetti, ecc., ed è utilizzato principalmente per prodotti senza requisiti di durezza come bulloni di grado 4.8, dadi di grado 4 e piccole viti;
L'acciaio 35# e l'acciaio 45# appartengono alle strutture in acciaio al carbonio di alta qualità e sono utilizzati principalmente per la produzione di bulloni, dadi e elementi di fissaggio esagonali di grado 8.8.
- Usi dell'acciaio legato
L'acciaio legato può essere utilizzato per fabbricare componenti per veicoli di trasporto come automobili, navi e aeroplani; componenti per macchine utensili, razzi, missili, ecc.; e per fabbricare vari cuscinetti volventi, utensili da taglio, strumenti di misurazione, molle, stampi a caldo e a freddo, stampi a rulli, strumenti, ecc.
Utilizzato in occasioni speciali, in ambienti resistenti al calore e alla corrosione, come turbine a vapore, caldaie, apparecchiature chimiche, ecc.
Acciaio legato utilizzato per la produzione di elementi di fissaggio
Utilizzati principalmente per la produzione di bulloni e dadi ad alta resistenza, come ad esempio i materiali di grado 10.9, tra cui 30CrMo e 40Cr; i materiali di grado 12.9, tra cui 35CrMo, 42CrMo, ecc.
L'acciaio inossidabile 30CrMo è spesso utilizzato per la produzione di bulloni e prigionieri sottoposti a carichi elevati; vari elementi di fissaggio utilizzati in ambienti ad alta temperatura (inferiore a 450℃) come turbine a vapore e caldaie; flange e dadi utilizzati in ambienti ad alta pressione e ad alta temperatura (inferiore a 500℃);
L'acciaio 40Cr è adatto alla produzione di boccole filettate, perni, viti per bielle, dadi, ecc.;
L'acciaio inossidabile 35CrMo viene spesso utilizzato per la produzione di vari elementi di fissaggio sottoposti a carichi elevati, come ad esempio elementi di fissaggio per generatori di turbine a vapore; vari elementi di fissaggio utilizzati in ambienti ad alta temperatura (inferiore a 480℃) come le caldaie;
L'acciaio 42CrMo è adatto alla produzione di elementi di fissaggio che richiedono una resistenza superiore rispetto al 35CrMo.
Considerando le caratteristiche dell'acciaio al carbonio e dell'acciaio legato, nella scelta dei materiali per gli elementi di fissaggio, si può dare la priorità all'acciaio al carbonio a condizione che vengano soddisfatti i requisiti di utilizzo; se le specifiche sono elevate, la forma è più complessa e i requisiti di resistenza e precisione sono elevati, o se sono richiesti durezza a caldo e altre prestazioni speciali, allora è opportuno utilizzare l'acciaio legato.
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