Цементированная сталь: как она повышает прочность и долговечность

Состоящая в основном из железа и углерода, сталь — универсальный сплав, используемый во многих отраслях. Она прочная, долговечная и коррозионно-стойкая. В производстве, однако, некоторые типы стали проходят дополнительные процессы обработки, такие как цементация. Цементированная сталь содержит железо и углерод — как и все другие типы стали — но обладает другими свойствами. Вот все, что нужно знать о цементированной стали.

Что такое цементированная сталь?

Цементированная сталь — это тип стали, подвергшийся термической обработке для улучшения и закалки поверхности. Она включает внесение углерода в поверхностный слой. Все типы стали содержат углерод, но конкретное количество углерода и его расположение могут варьироваться. Цементированная сталь, например, содержит более высокое количество углерода в поверхностном слое, чем большинство других типов стали.

Как сталь цементируется

Цементация — многоступенчатый процесс. Сначала сталь — обычно низкокачественный углеродистый — тщательно очищается для удаления грязи, мусора или загрязнений, которые могли бы иначе помешать процессу.

После очистки сталь нагревается в углеродообогащенной среде до температуры примерно 1600–1800 °F (870–980 °C). Воздействие тепла заставляет атомы углерода проникнуть в поверхность стали.

Финальный шаг цементации — закалка. После того как поверхность стали поглотила атомы углерода, она охлаждается закалкой. Сталь обычно погружается в ванну с маслом или водой, вызывая внезапное падение температуры. Закалка закрепляет атомы углерода, одновременно образуя твердый и износостойкий внешний слой.

Преимущества цементированной стали

Цементированная сталь очень прочна. Она отличается от других типов стали высокой концентрацией углерода в поверхности. Углерод, конечно, увеличивает прочность стали. В результате цементированная сталь прочнее многих других типов стали.

Даже со своими прочными свойствами цементированная сталь часто имеет мягкое и достаточно гибкое ядро. Это потому, что обычно цементируют низкоуглеродистую сталь. В процессе цементации низкоуглеродистая сталь нагревается в углеродообогащенной среде. Это заставляет атомы углерода проникнуть в поверхность, результатом чего становится сверхпрочная внешняя оболочка и гибкое ядро.

Цементированная сталь рентабельна. Поскольку цементация обычно выполняется на низкоуглеродистой стали, она часто стоит дешевле других типов стали.

Заключение

Сталь часто подвергается термической обработке для улучшения свойств. Цементация — один из самых распространенных процессов термической обработки для стали. Она предназначена для увеличения содержания углерода в поверхностном слое стали, результатом чего становится прочное внешнее покрытие и гибкое ядро.