Легированная сталь против углеродистой: что лучше?

Применение стали обусловливает выбор различных её видов, среди которых легированная и углеродистая сталь пользуются большой популярностью.

Если вы хотите разобраться в различиях между легированной и углеродистой сталью, приведённое ниже руководство даст исчерпывающее сравнение. Итак, читаем.

Что такое легированная сталь?

Легированную сталь получают путём соединения углерода, железа и некоторых других элементов, таких как молибден, никель и хром. Легированная сталь обладает отличными физическими свойствами: коррозионной стойкостью, прочностью и вязкостью.

Дополнительные элементы усиливают эти характеристики. Однако стоимость процесса производства легированной стали высока из-за его сложности и требуемого времени.

Виды легированной стали

Существуют различные виды легированная сталь, некоторые из них рассмотрены ниже.

В хромистой стали основным элементом является хром, который обеспечивает стойкость к износу и коррозии, а также высокую прочность. Она широко применяется в таких изделиях, как буровое оборудование и аэрокосмические детали.

В никелевой стали основным легирующим элементом является никель, который придаёт ей пластичность, вязкость и коррозионную стойкость. Она применяется в таких изделиях, как детали авиационных двигателей, оборудование химической переработки и лопатки газовых турбин.

В молибденовой стали легирующим элементом является молибден, который придаёт стали стойкость к износу и прочность при воздействии высоких температур.

В ванадиевой стали содержится ванадий, который повышает вязкость, усталостную прочность и прочность, что делает её пригодной для коленчатых валов, шестерён и осей.

Инструментальная сталь содержит такие легирующие элементы, как молибден, вольфрам и хром. Она обладает высокой износостойкостью и вязкостью. Инструментальная сталь применяется в пресс-формах, резцах и приспособлениях.

Что такое углеродистая сталь?

Углеродистая сталь — это разновидность стали, в которой углерод смешан с железом в различных концентрациях. Получается сплав, который универсален, долговечен и прочен. В нём также присутствуют следы кремния и марганца.

Она известна низкой стоимостью производства, универсальностью и простотой. Её также получают быстро, но она уступает по коррозионной стойкости, прочности и твёрдости.

Виды углеродистой стали

Существуют различные виды углеродистой стали, а именно:

Низкоуглеродистая сталь содержит около 0,3 % углерода и обладает пластичностью. Она применяется в изделиях, требующих гибких и сложных профилей. Из неё изготавливают ограждения и стальную проволоку.

Среднеуглеродистая сталь содержит углерод в диапазоне от 0,3 % до 0,6 % и более долговечна по сравнению с низкоуглеродистой. Она применяется в изделиях, где требуются пластичность и прочность. Некоторые области её применения — валы, шестерни и оси.

Высокоуглеродистая сталь содержит около 0,6–1,4 % углерода и прочнее других видов углеродистой стали. Благодаря высокой прочности она применяется в ножах, пружинах и режущих инструментах.

Особо высокоуглеродистая сталь содержит углерод в диапазоне 1,4–2 % и также называется чугуном. Она хрупкая и твёрдая и широко применяется в изделиях, требующих высокой стойкости к износу.

Легированная и углеродистая сталь: подробное сравнение

Эти два вида стали можно сравнить друг с другом по различным аспектам, как показано в разделе ниже.

Прочность

Легированная сталь обладает высокой прочностью, так как содержит никель и хром. Она также имеет отличные пределы текучести и прочности на растяжение.

Твёрдость

Легированная сталь содержит ванадий и вольфрам, которые придают ей твёрдость, в том числе после термической обработки. Углеродистая сталь также обладает твёрдостью, и для неё требуется отпуск, но, несмотря на это, она не так твёрда, как легированная.

Долговечность

Сталь долговечна в любом виде, поэтому она широко применяется во многих областях. Однако по сравнению с углеродистой легированная сталь более долговечна. Углеродистая сталь не обладает коррозионной стойкостью и не выдерживает суровых условий эксплуатации так, как легированная.

Универсальность

Универсальность углеродистой стали ограничена и зависит от содержания углерода. Легированная же сталь довольно универсальна, и в зависимости от требуемых свойств можно получить различные её варианты.

Коррозионная стойкость

Легированная сталь обладает коррозионной стойкостью, которой нет у углеродистой стали.

Вязкость

Углеродистая сталь богата углеродом, что придаёт ей вязкость, тогда как ударная вязкость легированной стали ниже.

Ковкость

В легированной стали добавление различных элементов снижает её ковкость по сравнению с углеродистой сталью.

Свариваемость

Углеродистая сталь обладает высокой свариваемостью по сравнению с легированной, поскольку в легированной стали больше легирующих элементов, а в углеродистой — больше углерода.

Стоимость

Легированная сталь дороже углеродистой, так как стоимость углеродистой стали зависит от содержания углерода.

Краткая таблица: свойства легированной и углеродистой стали

Ниже приведено краткое сравнение легированной и углеродистой стали.

Свойства	Легированная сталь	Углеродистая сталь
Прочность	Высокая прочность при растяжении	Умеренная прочность на растяжение
Состав	Железо и углерод в смеси с другими легирующими элементами.	Железо и углерод
Твёрдость	Высокая твёрдость после термической обработки	Больше углерода — выше твёрдость
Пластичность	Высокая пластичность	Пониженная пластичность
Коррозионная стойкость	Высокая коррозионная стойкость	Пониженная коррозионная стойкость
Стоимость	Высокая стоимость	Низкая стоимость
Термообработка	Отличный отклик	Минимальный отклик
Обрабатываемость	Трудно обрабатывается	Высокая обрабатываемость
Износостойкость	Отличная износостойкость	Пониженная износостойкость
Свариваемость	Трудно сваривается	Обладает высокой свариваемостью

Применение углеродистой и легированной стали

Типичное применение легированной стали

Легированная сталь применяется во многих отраслях; она хорошо обрабатывается, обладает высокой вязкостью и прочностью. Поэтому её используют в конструкционных деталях железных дорог и автомобилей.

Другие отрасли, где применяется легированная сталь:

• Горнодобывающая отрасль
• Аэрокосмическая отрасль
• Строительство

Типичное применение углеродистой стали

Углеродистая сталь также является универсальным материалом, который используется в нефтегазовом секторе и нефтехимической промышленности. Другие отрасли, где она применяется:

• Строительство
• Сосуды и трубопроводы под давлением
• Судостроение

Альтернативные материалы для легированной и углеродистой стали

Легированная и углеродистая сталь обладают собственными свойствами, но в качестве альтернативы этим материалам можно использовать следующие:

Никелевые сплавы: Они обеспечивают отличную коррозионную стойкость, а благодаря химической инертности образуют соединения с превосходной ковкостью и прочностью.

Алюминиевые сплавы: Это дорогой материал, обладающий долговечностью и прочностью; его также предпочитают благодаря лёгкости.

Титан: Титан — прочный, долговечный и лёгкий материал, который можно применять в аэрокосмической отрасли. Однако он трудно обрабатывается и дорог.

Керамика: Керамика известна долговечностью, коррозионной стойкостью и прочностью. Однако она хрупкая и подходит не для всех видов применения.

Выберите DEK для обработки стали

DEK обладает необходимыми компетенциями в обработке стали. Поэтому независимо от того, нужно ли вам изготовить детали из углеродистой или легированной стали, DEK может стать вашим выбором.

Мы оснащены специализированным оборудованием и располагаем обученной командой, которая поможет вам выбрать и спроектировать подходящую сталь и деталь.

Заключение

Прочитав всё в приведённом выше руководстве, вы теперь ясно видите разницу между углеродистой и легированной сталью. Теперь вы можете начать новый проект и сделать выбор на основе подробного сравнения легированной и углеродистой стали.

Часто задаваемые вопросы

Что прочнее — углеродистая или легированная сталь?

Легированная сталь обладает высокой прочностью на растяжение по сравнению с углеродистой.

Почему легированная сталь дороже углеродистой?

Легированная сталь стоит дороже углеродистой из-за высокой обрабатываемости и различных легирующих элементов.

Можно ли использовать углеродистую сталь вместо легированной?

Углеродистая сталь менее устойчива к коррозии, чем легированная. Поэтому её нельзя использовать в качестве замены легированной стали.

Что лучше — легированная или углеродистая сталь?

Выбор типа стали зависит от области применения. Однако из-за недостаточной коррозионной стойкости углеродистая сталь может не подходить для агрессивных сред.