Выбор между нержавеющей сталью и углеродистой сталью для металлообработки: практическое руководство

Когда вы приступаете к своему следующему проекту по металлообработке, важно подумать, какой тип стали использовать. Выбор правильного типа стали для проекта металлообработки — критическое и редко обсуждаемое решение. Существует много разных типов стали, два самых распространенных — нержавеющая сталь и углеродистая сталь. Хотя эти два типа выглядят одинаково, они отличаются в некоторых ключевых нюансах. Чтобы помочь вам принять решение, вот дальнейшее введение в разницу характеристик между углеродистой сталью и нержавеющей сталью.

Базовые знания о материалах углеродистой стали и нержавеющей стали

Сталь состоит в основном из железа и примерно 2% углерода. Если содержание углерода превышает 2%, это называется чугун. Хотя чугун имеет полезные применения, мы обычно не используем его в металлообработке. Когда содержание углерода менее 1%, получаемый металл — углеродистая сталь. Этот тип стали обычно содержит следовые количества марганца, фосфора, серы, кремния и фосфора. Низкое содержание углерода делает сталь легче обрабатываемой, с лучшей вязкостью и легче сварной.

Нержавеющая сталь — это в основном углеродистая сталь с большим количеством хрома. Содержание хрома обычно около 10,5%. Хром имеет сильную аффинность к кислороду, что делает нержавеющую сталь обладающей идеальной коррозионной стойкостью. Обычная углеродистая сталь соединяется с кислородом, вызывая ржавление. С другой стороны, в нержавеющей стали соединения оксида хрома связаны с поверхностью, тем самым предотвращая ржавление. Кроме того, когда вы царапаете её поверхность, только что обнаженный хром создает больше антикоррозийных кислородных связей.

Факторы, которые следует учитывать при выборе нержавеющей стали и углеродистой стали

Возможно, это очевидно, но отправная точка — что нужно приложению? Прочность? Привлекательный внешний вид? Или просто самая низкая стоимость? В зависимости от того, чего вы хотите достичь, здесь есть ключевые факторы для рассмотрения.

• Отделка/внешний вид/коррозионная стойкость
• Вязкость
• Прочность
• Сварность
• Стоимость

Далее давайте сравним углеродистую и нержавеющую сталь по пунктам.

Отделка/внешний вид/коррозионная стойкость

Даже для случайных наблюдателей у углеродистой стали и нержавеющей стали есть некоторые отличительные черты. Обычно углеродистая сталь выглядит тусклой и матовой. С другой стороны, нержавеющая сталь кажется более блестящей и существует в различных марках, которые могут увеличивать хром в сплаве до тех пор, пока поверхность стали не будет отражать как зеркало.

Хотя обе могут быть зашлифованы и отполированы для получения яркого блестящего внешнего вида, углеродистая сталь должна быть покрыта лаком довольно быстро после процесса полировки, чтобы избежать потемнения и в конечном счете ржавления.

В процессе металлообработки углеродистая сталь обычно требует покрытия для предотвращения ржавления. Порошковые покрытия и краски — популярные выборы. Оба требуют подготовки поверхности, особенно краска может требовать регулярной переотделки.

Если не используется в атмосфере с высоким содержанием хлора, нержавеющая сталь не требует этой защиты. Бассейны и морская вода — среды, вызывающие хлорную коррозию. Если это происходит с продуктом, лучше выбрать нержавеющую сталь с более высокой хлорной стойкостью, например, 316.

Вязкость

Вязкость по сути относится к тому, насколько легко металл может растягиваться или гнуться без разрыва. Операции гибки (например, прессовые гибочковые прессы) обычно требуют металла с высокой вязкостью. Обычно мы гнем вязкие металлы с малыми радиусами, хотя они могут трескаться при гибке в острые углы.

Низкоуглеродистая сталь имеет отличную вязкость. В нержавеющей стали вязкость во многом зависит от состава. Помимо хрома, аустенитная нержавеющая сталь также содержит большое количество никеля и имеет хорошую вязкость. Наиболее распространенной из них является марка 304.

Нержавеющие стали с более высоким содержанием углерода (например, марки 420 и 440) имеют очень низкую вязкость. В результате они редко используются в производстве.

Прочность

Как правило, прочность обратно пропорциональна вязкости. Таким образом, более прочные металлы труднее деформировать. Любая марка нержавеющей стали прочнее обычной низкоуглеродистой стали.

Как одна из самых широко используемых сталей, углеродистая сталь высоко пластична и существует в диапазоне уровней содержания углерода. Низкоуглеродистая сталь популярна за свою прочность и низкую стоимость, в то время как высокоуглеродистая сталь находит более нишевые применения благодаря меньшему весу и способности удерживать тонко заточенное ребро.

Сварность

По мере увеличения содержания углерода сварка обычной углеродистой стали становится всё более трудной. Когда содержание углерода превышает 1%, обычно требуется предварительный нагрев для обеспечения хорошего сварного шва.

Нержавеющая сталь трудна для сварки, потому что её теплопроводность ниже, чем у обычной углеродистой стали. Другими словами, учитывая разницу в электропроводности, сварной эффект аустенитной нержавеющей стали очень хорош. Особенно полезная черта аустенитной нержавеющей стали — она не закаляется при нагреве. Это означает, что при сварке термически затронутая зона не закаляется. Однако сварка повышает чувствительность к коррозии.

Стоимость

Стоимость — важное соображение для любого проекта. Хотя стоимость разных марок варьируется, нержавеющая сталь обычно дороже углеродистой стали. Однако следует учитывать некоторые смягчающие факторы. Поскольку нержавеющая сталь прочнее, можно использовать меньше. Кроме того, поскольку она относительно более коррозионностойкая, не нужно платить за покраску. В результате, учитывая производственное время, которое вы можете использовать, разница в стоимости значительно сократится.

Короче говоря, в чем разница между нержавеющей сталью и углеродистой сталью?

Нержавеющая сталь имеет высокое содержание хрома и может использоваться как защитный слой против коррозии и ржавления.

Углеродистая сталь имеет высокое содержание углерода и быстро корродирует и ржавеет при воздействии влаги.

Нержавеющая сталь более привлекательна для глаз и может использоваться для декорирования продуктов.

Углеродистая сталь прочнее и долговечнее нержавеющей стали.

Что мы можем предложить для нержавеющей стали и углеродистой стали в металлообработке

Пока нержавеющая сталь и углеродистая сталь различаются, одна не обязательно превосходит другую, так как контекст имеет значение. У каждого типа стали есть свои преимущества и недостатки, которые должны помочь вам подобрать сталь под требования работы. Кроме того, мы также можем предложить вам эти второстепенные услуги отделки: оксидное покрытие, порошковое покрытие, хромирование, никелирование и другие процессы. В SANS Machining мы готовы упростить это принятие решения, так что свяжитесь с нами сейчас с любым запросом по вашему следующему проекту металлообработки.