Vlastnosti a aplikace uhlíkové oceli AISI 1025

Uhlíková ocel AISI 1025 je často specifikovaná obyčejná uhlíková ocel používaná v různých průmyslových odvětvích. Je klasifikována jako nízkouhlíková ocel, i když v závislosti na konkrétním kontextu je někdy uváděna v seznamech se středním obsahem uhlíku. Jeho vlastnosti z něj dělají univerzální materiál pro četné aplikace.

1. 1025 Carbon Steel Chemical Composition (ASTM Standards)

Chemické složení oceli 1025 se řídí zavedenými průmyslovými standardy, které zajišťují konzistenci. Mezi klíčové specifikace patří:

• standardy:ASTM A29/A29M, ASTM A108, ASTM A576-90b (2000)
• Uhlík (C): 0.22% – 0.28%
• Mangan (Mn): 0.30% – 0.60%
• Fosfor (P): Maximálně 0,040%
• Síra (S): Maximálně 0,050%
• Označení UNS: G10250

Tyto rozsahy složení definují základní vlastnosti jakosti.

2. 1025 Uhlík Steel Mechanical Properties

Mechanické vlastnosti oceli 1025, jako je pevnost v tahu a mez kluzu, jsou ovlivněny jejím stavem (např. válcování za tepla, povrchová úprava za studena) a případným následným tepelným zpracováním.

• Válcované za tepla: Typické hodnoty pro tyče válcované za tepla (např. průměr 16 mm) vykazují střední úrovně pevnosti vhodné pro mnoho univerzálních aplikací. Konkrétní údaje o síle se mohou lišit. [Původní zdroj dokumentu 11 poskytuje údaje jako 125-175 ksi TS / 80 ksi YS, zatímco jiné zdroje navrhují nižší hodnoty typické pro nízkouhlíkovou ocel. Pro zaručená minima je nejlepší konzultovat konkrétní certifikace mlýnů].
• Obecné vlastnosti: Ve srovnání s ocelí s vyšším obsahem uhlíku nebo legovanou ocelí nabízí 1025 nižší pevnost v tahu, ale obecně dobrou tažnost a houževnatost.

Ocel 1025 se vyznačuje dobrou obrobitelností, což je klíčová výhoda, zejména pokud je dodávána ve stavu dokončeném za studena (CF). Jeho nižší obsah uhlíku přispívá ke snadnějšímu obrábění ve srovnání s tvrdšími ocelmi.

3. 1025 Uhlík Steel Applications

• Shafting: Dobrá obrobitelnost z něj dělá oblíbenou volbu pro průmyslové hřídele.
• Konstrukční komponenty: Používají se v konstrukčních aplikacích a často se dodávají jako výrobky válcované za tepla vyhovující normám jako EN 10025 nebo jako plech/pás podle ASTM A1011/A1011M, kde může být důležitá tvarovatelnost.

4. Průvodce tepelným zpracováním oceli 1025

Ocel 1025 je všestranná nízkouhlíková ocel. Jeho mechanické vlastnosti lze výrazně změnit různými procesy tepelného zpracování. Pochopení těchto úprav je klíčem k optimalizaci oceli 1025 pro specifické průmyslové aplikace. Tato příručka popisuje běžná tepelná zpracování použitelná pro ocel 1025 a jejich účinky.

4.1 Žíhání

Účel: Žíhání se primárně používá ke změkčení oceli 1025, díky čemuž je tažnější a snadněji se tvaruje. Uvolňuje také vnitřní pnutí a zjemňuje strukturu zrna.

Proces:

1. Ocel rovnoměrně zahřejte na teplotu v rozsahu žíhání, typicky 880-930 °C pro nízkouhlíkové jakosti, jako je 1025.
2. Držte při této teplotě dostatečně dlouho pro úplnou austenitizaci (přeměna struktury oceli na austenit).
3. Ocel ochlaďte pomalu, obvykle v peci.

Výsledek: Pomalé chlazení podporuje tvorbu měkké mikrostruktury, skládající se převážně z feritu a perlitu. To zvyšuje tažnost a tvárnost a připravuje ocel pro následné výrobní kroky.

4.2 Normalizace

Účel: Normalizace zjemňuje velikost zrna a zlepšuje jednotnost mikrostruktury. Výsledkem je mírně vyšší pevnost a tvrdost než u žíhané oceli 1025 při zachování dobré tažnosti.

Proces:

1. Ocel zahřejte na rozsah austenitizačních teplot (podobně jako při žíhání, kolem 880-930°C).
2. Udržujte při teplotě pro rovnoměrné zahřátí.
3. Ocel ochlaďte na klidném vzduchu mimo pec.

Výsledek: Vyšší rychlost ochlazování (ve srovnání s žíháním) vytváří jemnější a jednotnější strukturu zrna. Normalizace se často používá na válcovanou nebo kovanou ocel, aby byla připravena pro obrábění nebo další tepelné zpracování.

4.3 Kalení (kalení)

Účel: Pro zvýšení tvrdosti a pevnosti oceli. Všimněte si, že kvůli nízkému obsahu uhlíku má ocel 1025 omezenou prokalitelnost ve srovnání s ocelí se středním nebo vysokým obsahem uhlíku.

Proces:

1. Zahřejte ocel na její specifickou austenitizační teplotu (kolem 770-800 °C pro nízkouhlíkovou ocel).
2. Rychle ochlaďte (uchlaďte) ocel ve vhodném médiu, jako je voda, solanka nebo olej.

Výsledek: Rychlé ochlazení přemění austenitickou fázi na martenzit, tvrdou mikrostrukturu. Martenzit vytvořený v oceli 1025 má však relativně nízkou tvrdost. Kalení přináší značná vnitřní pnutí a nese riziko deformace. Dosažení plně martenzitické struktury může být náročné kvůli nízké prokalitelnosti; jiné mikrostruktury jako ferit nebo perlit se mohou vytvořit i při agresivním kalení.

4.4 Temperování

Účel: Provádí se temperování po kalení (kalení) pro snížení křehkosti vlastní martenzitu a zvýšení houževnatosti.

Proces:

1. Znovu zahřejte dříve ochlazenou ocel na specifickou teplotu pod spodním kritickým bodem (Ac1, přibližně 727 °C).
2. Udržujte při teplotě temperování po předem stanovenou dobu.
3. Ocel ochlaďte, obvykle na vzduchu.

Výsledek: Popouštění modifikuje martenzitickou strukturu a dosahuje požadované rovnováhy mezi tvrdostí, pevností a houževnatostí. Konečné vlastnosti přímo závisí na zvolené popouštěcí teplotě a době trvání – vyšší teploty obecně znamenají nižší tvrdost a vyšší houževnatost.

4.5 Nauhličování

Účel: Nauhličování je povrchová úprava. Vytváří na oceli tvrdou vnější vrstvu (pouzdro) odolnou proti opotřebení, přičemž zachovává měkčí, tužší vnitřek (jádro).

Proces:

1. Zahřejte ocelovou součást 1025 v atmosféře bohaté na uhlík (plyn, kapalina nebo pevná náplň) na teploty typicky mezi 880-930 °C. Uhlík difunduje do povrchu oceli.
2. Ovládejte dobu a teplotu procesu, abyste dosáhli požadované hloubky pouzdra a koncentrace uhlíku.
3. Následujte nauhličování s kalením, aby došlo k vytvrzení pouzdra s vysokým obsahem uhlíku.
4. Temperujte součást pro zpřesnění vlastností pouzdra a jádra.

Výsledek: Ideální pro součásti vyžadující vysokou odolnost proti opotřebení povrchu v kombinaci s tažností a houževnatostí jádra.

4.6 Karbonitridace

Účel: Stejně jako nauhličování je karbonitridace proces povrchového kalení, který zavádí uhlík a dusík do povrchové vrstvy oceli.

Proces:

1. Ocel zahřívejte v atmosféře obsahující zdroje uhlíku a dusíku, obvykle při mírně nižších teplotách než při nauhličování (kolem 900 °C).
2. Oba prvky difundují do povrchu. Přídavek dusíku zvyšuje prokalitelnost pouzdra.
3. Uhaste součást. Díky zvýšené prokalitelnosti lze často použít méně silné kalení (např. olej) ve srovnání s nauhličováním.
4. Temperujte podle potřeby.

Výsledek: Vyrábí tvrdé pouzdro odolné proti opotřebení. Zvýšená prokalitelnost umožňuje efektivní kalení s potenciálně menším zkreslením, takže je vhodný pro součásti vyžadující dobrou rozměrovou kontrolu.

4.7 Uvolnění stresu

Účel: Snížení vnitřního pnutí v oceli z předchozích výrobních procesů, jako je těžké obrábění, tváření za studena nebo svařování.

Proces:

1. Ocelový komponent rovnoměrně zahřejte na teplotu pod spodním kritickým bodem (Ac1), typicky kolem 600 °C.
2. Udržujte při teplotě po dostatečnou dobu (např. minimálně 1 hodinu na palec tloušťky).
3. Ochlaďte pomalu, aby se minimalizovalo opětovné zavedení tepelného napětí.

Výsledek: Zlepšuje rozměrovou stabilitu během následného obrábění nebo použití a snižuje riziko deformace nebo prasknutí způsobené zbytkovým napětím.

4.8 Výběr vhodné léčby

Optimální tepelné zpracování oceli 1025 zcela závisí na konečných požadavcích součásti:

• Pro maximální tvarovatelnost a měkkost: Vybrat Žíhání.
• Pro rafinovanou strukturu s vyváženou pevností a tažností: Zvážit Normalizace.
• Pro zvýšenou tvrdost (v mezích) následovanou zlepšenou houževnatostí: Použití Kalení a temperování.
• Pro vysokou tvrdost povrchu a odolnost proti opotřebení s houževnatým jádrem: Zaměstnat Nauhličování nebo Karbonitridování.
• Chcete-li minimalizovat vnitřní pnutí z výroby: Použít Uvolnění stresu.

Výběr správného procesu zajišťuje, že ocel 1025 spolehlivě funguje při zamýšleném použití. Pokud potřebujete další pomoc při výběru nejlepšího tepelného zpracování pro vaše specifické potřeby, obraťte se na náš technický tým.