Углеродистая сталь и нержавеющая сталь: Узнайте о различиях в свойствах

Сталь - это термин, обозначающий целую группу металлических сплавов, своего рода универсальный металл общего назначения с широким спектром применения и использования. Хотя существует множество видов стали, большинство видов стали делятся на два типа: углеродистая и нержавеющая. Углеродистая сталь часто имеет содержание хрома менее 10,5%, но для того, чтобы считаться нержавеющей сталью, требуется не менее 10,5% хрома. Мы расскажем о характеристиках углеродистой и нержавеющей стали, о том, как справиться с ржавчиной, как использовать углеродистую и нержавеющую сталь, а также ответим на часто задаваемые вопросы: Что лучше для углеродистой и нержавеющей стали?

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь относится к типу стали, определяемому добавлением легирующих элементов, таких как хром и никель, обычно содержание хрома в ней превышает 10,5%. Поскольку она предназначена для защиты от окисления, ее иногда называют "бескислородной сталью". Железо окисляется и ржавеет при соприкосновении с кислородом, а хром может соприкасаться с кислородом и не ржаветь. Поэтому на нержавеющую сталь наносят защитный слой хрома, чтобы создать барьер между кислородом и железом в окружающей среде. Такой слой может противостоять коррозии и ржавчине и становится "нержавеющей сталью".

Виды нержавеющей стали

При разном содержании хрома в нержавеющей стали различаются и ее характеристики. Как правило, чем меньше содержание хрома, тем меньше цена, но меньше прочность. Существуют различные виды нержавеющей стали:

Аустенитный: Наиболее широко используемая нержавеющая сталь, ее предел текучести невысок, но коррозионная стойкость и жаропрочность высоки, и она часто используется в бытовых товарах, промышленных трубопроводах и емкостях, строительстве и фасадах зданий.
Феррит: Неникелевая сталь, обладающая лучшей коррозионной стойкостью, жаропрочностью и устойчивостью к растрескиванию, чем обычная сталь. Она часто используется в стиральных машинах, котлах и внутренних зданиях.
Мартенсит: Из-за низкого содержания хрома она более магнитна, чем другие виды нержавеющей стали, и менее устойчива к коррозии.
Двухфазная сталь: Аустенитная сталь и ферритная сталь Композитная сталь, обладающая прочностью и гибкостью, предел текучести в два раза выше, чем у аустенитной нержавеющей стали, используется в бумажной, целлюлозной, судостроительной и нефтехимической промышленности.

Что такое углеродистая сталь?

С другой стороны, в углеродистой стали концентрация хрома, углерода и сплавов железа гораздо ниже, а других материалов очень мало. Поэтому ее иногда называют "низколегированной" сталью. И нержавеющая, и углеродистая сталь имеют такие основные составы, но Углеродистая сталь определяется содержанием углерода. Содержание углерода обычно составляет около 0,1-2,5%, но часто колеблется. В отличие от нержавеющей стали, она легко ржавеет, но углеродистая сталь часто бывает недорогой, а ее механические свойства различаются в зависимости от содержания углерода. Низкоуглеродистая сталь слабая и мягкая, но Обработка на станках с ЧПУ и сварка просты, а высокоуглеродистая сталь прочна, но ее обработка довольно сложна.

Виды углеродистой стали

Элементами, определяющими сплавы углеродистой стали, являются содержание углерода, и различные типы углеродистой стали классифицируются именно таким образом.

Низкоуглеродистая сталь: наиболее широко используемая углеродистая сталь с содержанием углерода менее 0,25%. Обычно она относительно слабая и мягкая, но легко сваривается и пластична, поэтому часто используется для механической обработки и сварки по низкой цене.
Среднеуглеродистая сталь: С содержанием углерода 0,25-0,6% и марганца 0,6-1,65%, такие как сталь SK5. Его можно улучшить с помощью термообработки, но это возможно только на очень тонких участках, если не добавить легирующий элемент.
Высокоуглеродистая сталь: С содержанием углерода более 0,6%. Это самая твердая и прочная углеродистая сталь с самой низкой пластичностью, отличной износостойкостью, чаще всего подвергается закалке и отпуску.

Углеродистая сталь и нержавеющая сталь по свойствам

Сравнивая характеристики углеродистой и нержавеющей стали, важно понимать, что каждый тип стали является лучшим.

Таблица 1. Обзор свойств углеродистой и нержавеющей стали

Недвижимость	Углеродистая сталь	Нержавеющая сталь
Прочность на разрыв	400-1200 МПа	500-1000 МПа
Предел текучести	250-1000 МПа	200-800 МПа
Удлинение	10-30%	20-60%
Плотность	~7,85 г/см³	~8,0 г/см³
Твердость	120-400 HB	150-400 HB
Теплопроводность	40-50 Вт/м-К	15-30 Вт/м-К
Температура плавления	1410 °C ~ 1540 °C	1375°C ~ 1530°C
Обрабатываемость	Хорошо	Умеренный
Свариваемость	Хорошо	Умеренный
Магнит	Магнит	Варьируется (аустенитные немагнитные или слабомагнитные; ферритные/мартенситные магнитные)

Состав

Любая сталь содержит железо и углерод. В некоторые сплавы добавляются дополнительные элементы, придающие им уникальные свойства. Нержавеющая сталь состоит в основном из хрома, никеля и молибдена. Содержит не менее 10,5% хрома.

Таблица 2. Композиции из нержавеющей стали

Железо	Хром	Никель	Углерод	Марганцовка	Кремний
Баленс	10.5%-30%	8-10.5%	0.03-0.08%	1-2%	0.5-1%

С другой стороны, углеродистая сталь состоит из железа и углерода. Содержание углерода зависит от типа стали и варьируется от 0,05% для низкоуглеродистых и малоуглеродистых сталей до 2,5% для сверхвысокоуглеродистых сталей.

Таблица 3. Композиции из углеродистой стали

Железо	Углерод	Марганцовка	Кремний
Баленс	0.1~2.5%	0.3~1.0%	0.1~0.2%

Стоимость

Стоимость стали зависит от формы приобретаемой стали. Помимо прочих факторов, состав стали является одним из аспектов, которые могут повлиять на цену, уплачиваемую за сталь. Если все остальные факторы неизменны, стоимость нержавеющей стали выше, чем низкоуглеродистой или среднеуглеродистой. Однако ультравысокоуглеродистая сталь может стоить столько же, сколько и нержавеющая, а в некоторых случаях даже дороже. Лучший способ определить цену на сталь - это оценить эксплуатационные характеристики, необходимые для конкретного применения, и найти оптимальный вариант и его цену.

Конкретные цены за фунт нержавеющей стали

Нержавеющая сталь 304: $1.45
Нержавеющая сталь 316: $1.81
Нержавеющая сталь 430: $0.82

Конкретные цены за фунт углеродистой стали

Низкоуглеродистая сталь (например, A36, CS 30): $0.50-$0.75
Средне-/высокоуглеродистая сталь (например, марки 50, 70, 100): $0.60-$0.90

Устойчивость к коррозии

Название и репутация нержавеющей стали обусловлены ее устойчивостью к коррозии. Это материал, который устойчив к коррозии. Нержавеющая сталь получает защиту от коррозии благодаря хрому, легированному в металл. Когда хром вступает в реакцию с кислородом, он образует слой оксида хрома, который защищает сталь от коррозии.

Углеродистая сталь не обладает такой же способностью предотвращать коррозию. Углеродистая сталь имеет множество преимуществ, но коррозионная стойкость не входит в их число. Поэтому использовать углеродистую сталь в морской среде не рекомендуется.

Прочность на разрыв и предел текучести

Сталь обладает высокой прочностью на растяжение и пределом текучести, поэтому ее трудно сломать или деформировать даже при сильном растяжении. Это уникальное свойство идеально подходит для таких объектов инфраструктуры, как коммерческие здания и мосты. Углеродистая сталь имеет относительно высокий предел текучести, но низкий предел прочности на растяжение. Она сохраняет форму почти до предела прочности, но если он превышает этот предел, то происходит естественное разрушение.

С другой стороны, нержавеющая сталь содержит меньше углерода, она мягче углеродистой стали и слабее на изгиб и вмятину, чем углеродистая сталь, из-за низкого предела текучести.

Обработка и сварка

Обработка и сварка играют важную роль в создании конструкций из стали. Важно определить металлы, которые легко поддаются обработке. Нержавеющая сталь известна как труднообрабатываемый металл, требующий специальных инструментов и технологий обработки. Однако обработка нержавеющей стали не является невозможной, но углеродистая сталь в этом случае более выгодна.

Внешний вид

Внешний вид - важный фактор, который необходимо учитывать при выборе материалов, подходящих для различных проектов. И углеродистая, и нержавеющая сталь имеют хорошую отделку. Углеродистая сталь имеет гладкий и утонченный вид и может использоваться в различных условиях, поэтому различные эстетические параметры могут быть широко скорректированы с помощью многочисленных покрытий и отделок. С другой стороны, нержавеющая сталь известна своим блеском и сиянием, что делает ее лучшей из двух вариантов.

Термическое сопротивление

Углерод также может выдерживать высокие температуры, но нержавеющая сталь обладает превосходной термостойкостью. Нержавеющая сталь может выдерживать до 1000 градусов по Фаренгейту.

Что лучше, углеродистая сталь или нержавеющая сталь?

Итак, что лучше для углеродистой и нержавеющей стали? Это зависит от того, что вам нужно. Вот преимущества углеродистой и нержавеющей стали.

Основными преимуществами нержавеющей стали являются:

Устойчивость к коррозии: Когда хром добавляется в нержавеющую сталь в процессе производства, он соединяется с кислородом воздуха и создает на металле тонкую защитную пленку, защищающую от ржавчины и других видов коррозии между углеродистой и нержавеющей сталью.
Термостойкость: Некоторые виды нержавеющей стали устойчивы к образованию накипи и могут выдерживать очень высокие температуры. Некоторые виды нержавеющей стали могут выдерживать экстремально низкие температуры в течение длительного времени.
Длительная жизнь: Нержавеющая сталь обладает превосходной коррозионной стойкостью и жаропрочностью, что делает ее идеальной для длительного применения, например, при воздействии влаги и агрессивных веществ.
Гигиенично: Благодаря своей химической структуре нержавеющая сталь естественным образом отторгает бактерии и другие болезнетворные микроорганизмы. Кроме того, ее очень легко мыть, протирая водой и используя универсальное чистящее средство.

Основными преимуществами углеродистой стали являются:

Долговечность: Углеродистая сталь прочна, долговечна и способна выдерживать высокие нагрузки и удары. Она широко используется для изготовления механических деталей и зданий.
Доступно: Углеродистая сталь дешевле в производстве и приобретении, чем другие виды стали.
Возможность вторичной переработки: Углеродистая сталь 100% подлежит вторичной переработке и может использоваться многократно без снижения качества и прочности.
Универсальность: Углеродистая сталь может использоваться практически для всех целей, требующих недорогих и прочных материалов. Различные формы могут быть созданы с помощью сварки, механической обработки и формовки.

Put Your Custom Parts into Production Today！

Когда использовать углеродистую и нержавеющую сталь?

Выбор правильной стали зависит от того, что вы строите или производите. Давайте рассмотрим, в каких случаях следует использовать углеродистую и нержавеющую сталь в реальных ситуациях.

Применение нержавеющей стали

Нержавеющая сталь используется в основном в тех областях, где требуются ее уникальные свойства и коррозионная стойкость. Этот сплав измельчается в рулоны, листы, плиты, прутки, проволоку и трубы. Вот несколько примеров распространенного применения нержавеющей стали:

Оборудование для пищевой промышленности: Нержавеющая сталь или пищевая нержавеющая стальШироко используется в пищевой промышленности благодаря своей коррозионной стойкости и санитарным свойствам. Он часто используется в оборудовании для пищевой промышленности, таком как смесители и резервуары для хранения.
Медицинское оборудование: Нержавеющая сталь часто используется в производстве медицинского оборудования благодаря своей стерильности, коррозионной стойкости и биосовместимости.
Автомобильные запчасти: Нержавеющая сталь используется для производства различных автомобильных деталей, в том числе выхлопных устройств и деталей отделки.
Строительство: Ее способность противостоять суровым условиям окружающей среды обеспечивает долговечность и надежность. Нержавеющая сталь используется для строительства зданий и других сооружений, включая перила, двери и оконные рамы.
Аэрокосмическая и оборонная промышленность: Благодаря своей прочности и долговечности нержавеющая сталь используется для производства самолетов и другого оборудования, связанного с обороной.
Химическая обработка: Нержавеющая сталь устойчива к различным химическим веществам и подходит для химической обработки.

Применение углеродистой стали

Углеродистая сталь часто используется, когда прочность более доступна, чем другие виды стали, и когда коррозионная стойкость не требуется. Часто углеродистая сталь производится или обрабатывается в больших количествах. Ниже перечислены распространенные области применения углеродистой стали:

Строительство: Углеродистая сталь часто используется в таких конструкциях, как здания и мосты, благодаря своей прочности, долговечности и универсальности.
Автомобиль: Углеродистая сталь используется для производства различных автомобильных деталей, таких как гайки, болты и крепежные элементы.
Промышленное оборудование: Углеродистая сталь используется в различном промышленном оборудовании, таком как котлы, резервуары и сосуды под давлением.
Механические части: Углеродистая сталь часто используется в механических деталях, таких как шестерни, подшипники и пружины, благодаря своей прочности и долговечности.
Режущие инструменты: Углеродистая сталь используется при изготовлении режущих инструментов, таких как ножи и пилы, благодаря своей способности удерживать острую кромку.
Оборона: Благодаря своей прочности и долговечности углеродистая сталь используется для производства различного оборонного оборудования, такого как броня и оружие.

Какую сталь следует использовать?

Нержавеющая сталь обладает отличной коррозионной стойкостью и подходит для различных применений, подверженных воздействию влаги и коррозии. С другой стороны, что лучше - углеродистая или нержавеющая сталь? Поскольку углеродистая сталь имеет относительно высокое содержание углерода, она обладает высокой прочностью и твердостью и подходит для различных применений, требующих больших нагрузок и ударов. Выбор между углеродистой и нержавеющей сталью зависит от требований конкретного проекта и таких факторов, как свойства материала, коррозионная стойкость, жаропрочность и стоимость.

Таблица 4. Характеристики углеродистой и нержавеющей стали

Характеристики	Нержавеющая сталь	Углеродистая сталь
Устойчивость к коррозии	Высокая устойчивость к коррозии и ржавчине	Отсутствие коррозии и устойчивость к ржавчине
Температурная стойкость	Может выдерживать экстремально высокие и низкие температуры в течение длительного времени	Выдерживает высокие и низкие температуры, но при длительном воздействии не так эффективна, как нержавеющая сталь.
Свариваемость	Он поддается сварке, но более сложен из-за более высокой температуры плавления	Это один из самых простых металлов для сварки благодаря низкой температуре плавления.
Продолжительность жизни	Средняя продолжительность жизни около 20 лет	Средний срок службы - около 20 лет
Переработка	100% подлежит вторичной переработке	100% подлежит вторичной переработке
Гигиенический	Отвергает бактерии и другие болезнетворные микроорганизмы, легко чистится	Нетоксичен и гигиеничен, но подвержен коррозии, если его не чистить и не обслуживать.
Стоимость	Дороже	Ссылка

Заключение

Понимая разницу между углеродистой и нержавеющей сталью, вы сможете сделать разумный выбор при реализации проекта. Углеродистая сталь прочна и доступна по цене, но ее необходимо защищать от ржавчины. Нержавеющая сталь устойчива к ржавчинеОна прекрасно выглядит и долго служит даже в сырых и суровых помещениях. Сравнив характеристики углеродистой и нержавеющей стали, узнав о ржавчине углеродистой и нержавеющей стали, а также о применении углеродистой и нержавеющей стали, вы сможете принимать более правильные решения при создании конструкций, изготовлении инструментов и выборе кухонных принадлежностей.

О компании SogaWorks

SogaWorks - это универсальная онлайн-платформа для изготовления механических деталей на заказ, объединяющая более 1 000 лучших заводов для обслуживания стартапов и крупных компаний. Мы предлагаем гибкие производственные решения для быстрого создания прототипов, мелкосерийного тестирования и крупносерийного производства с такими услугами, как обработка на станках с ЧПУ, 3D-печать, изготовление листового металла, литье уретана и литье под давлением. Благодаря нашему механизму котирования, работающему на основе искусственного интеллекта, SogaWorks может предоставлять котировки за 5 секунд, подбирать лучшие мощности и отслеживать каждый шаг. Это сокращает сроки поставки и повышает качество продукции.