Legura čelika VS. Carbon čelik

2. Šta je legirani čelik?

Legirani čelik sadrži značajne količine elemenata osim željeza i ugljika, poput hrom, nikl, molibdenum, ili vanadijum.

Ovi dodaci poboljšavaju njegova svojstva, čineći legirani čelik tvrđim, izdržljiviji, i otporan na koroziju, toplovati, i nositi.

Raspon korištenih elemenata omogućava prilagođene karakteristike, što ga čini veoma raznovrsnim i pogodnim za zahtevna okruženja kao što je vazduhoplovstvo, nafte i gasa, i proizvodnja automobila.

3. Šta je ugljenični čelik?

Ugljični čelik je jednostavniji oblik čelika sa sastavom koji prvenstveno uključuje željezo i ugljik. Sadržaj ugljika se obično kreće od 0.05% do 2%, dajući čeliku svoja posebna svojstva.

Carbon čelik vrste spadaju u četiri različite kategorije ovisno o količini ugljika u njima:

Blaga (niske količine ugljenika) čelik: otprilike 0.3% sadržaj ugljika sa do 0.4% sadržaj mangana (e.g. Aisi 1018 čelik). Manje jak, ali jeftin i lak za oblikovanje; površinska tvrdoća se može povećati naugljičenjem.
Srednji ugljični čelik: otprilike 0.30% do 0.45% sadržaj ugljika sa 0.60 do 1.65% sadržaj mangana[1](e.g. Aisi 1040 čelik). Balansira duktilnost i čvrstoću i ima dobru otpornost na habanje; koristi se za velike dijelove, kovanje, i auto dijelovi.
Visokougljični čelik: otprilike 0.45% do 0.75% sadržaj ugljika sa 0.30 do 0.90% sadržaj mangana. Veoma jaka, i koristi se za opruge i žice visoke čvrstoće.
Čelik sa vrlo visokim udjelom ugljika: do 1.5% Sadržaj ugljika, posebno obrađen za proizvodnju specifičnih atomskih i molekularnih mikrostruktura.

Ugljični čelik se široko koristi zbog svoje pristupačne cijene, jednostavnost izrade, i mehaničku čvrstoću, ali mu nedostaju poboljšane karakteristike koje dolaze od dodatnih legirajućih elemenata, čineći ga podložnijim rđi i koroziji.

4. Sastav materijala

• Legura čelika:

• • Sadrži ugljenik (do 2.1%) i jedan ili više legirajućih elemenata (E.g., hrom, nikl, molibdenum).
  • Primer: 4140 (hrom-molibden) čelik, koji uključuje oko 0.4% ugljenik, 0.8% mangan, 0.2% silicijum, 0.9% hrom, i 0.2% molibdenum.

• Carbon čelik:

• • Sastoji se prvenstveno od gvožđa i ugljenika, sa malim količinama mangana, sumpor, i fosfor.
  • Primer: 1018 čelik, koji sadrži oko 0.18% ugljenik, 0.6-0.9% mangan, i količine drugih elemenata u tragovima.

5. Poređenje težine i gustine Legura čelika VS. Carbon čelik

• Legura čelika:

• • Gustina se kreće od 7.75 do 8.05 g / cm³, zavisno od specifičnih legirajućih elemenata.

• Carbon čelik:

• • Gustina je obično oko 7.85 g / cm³, sa manjim varijacijama na osnovu sadržaja ugljika i drugih nečistoća.

6. Legura čelika VS. Carbon čelik

Ovo je zabavni dio gdje možemo staviti ova dva čelika jedan pored drugog, uporedi njihova svojstva, i pronađite pobednika.

Svojstvo ↓	Legura čelika	Carbon čelik	Pobjednik
Toplotna provodljivost	dobro – 40-60 W/(mK)	visoko – 45 W/(mK)	Ugljik
Snaga	Visoko	Dobro	Legura
Žilavost	Visoko	Dobro	Legura
Zatezna čvrstoća	Visoko – do 960 MPa	Dobro – do 450 MPa	Legura
Duktilnost	Dobro	Sajam	Legura
Otpornost na habanje	Visoko	Sajam	Legura
Otpornost na koroziju	Visoko (zavisno od legirajućih elemenata)	Niska (ako nije premazan)	Legura
Zavabivost	Dobro	Visoko	Ugljik
Obratnost	Pošteno do dobro (zavisno od legirajućih elemenata)	Dobro do odlično (u niskougljeničnim tipovima)	Ugljik
Magnetizam	Obično magnetna	Magnetic (zavisno od sadržaja ugljenika)	Zavisi od upotrebe
Otpornost na toplotu	Visoko (zavisno od legirajućih elemenata)	Sajam (zavisno od sadržaja ugljenika)	Legura
Tačka topljenja	1,400–1.500°C	1,425–1,530°C	Oboje
Termička obrada	Da	Da	Oboje
Trošak	Visoko	Sajam	Ugljik

 

7. Primjena i industrije legiranog čelika vs. Carbon čelik

Građevinska industrija

U građevinarstvu, Ugljični čelik se obično koristi za grede, armaturne šipke, i strukturne komponente zbog svoje isplativosti i čvrstoće.

Legirani čelik, sa svojim vrhunskim performansama pod stresom i otpornošću na koroziju, se često koristi u specijalizovanim oblastima kao što su mostovi, tuneli, i neboderi.

Automobilska industrija

Legirani čelik je preferiran za dijelove pod visokim naprezanjem kao što su zupčanici, osovine, i komponente motora, gdje su izdržljivost i performanse najvažniji.

Ugljični čelik se često koristi za panele karoserije i šasije zbog ravnoteže između cijene i snage.

Aerospace industrija

The vazduhoplovnu industriju se u velikoj mjeri oslanja na legirani čelik zbog svog omjera snage i težine, otpornost na visoke temperature, i otpornost na zamor, što ga čini poželjnim izborom za komponente aviona.

Medicinski i hirurške aplikacije

Legirani čelik se također koristi u hirurškim alatima i medicinskoj opremi gdje je sterilnost, snaga, i otpornost na koroziju su od vitalnog značaja.

Posuđe i kuhinjska oprema

Ugljični čelik se široko koristi u kuhinjskom posuđu poput tava i noževa zbog svoje sposobnosti da zadrži oštrinu i ravnomjerno raspoređuje toplinu.

Elektronika i telekomunikacije

Oba materijala se koriste za kućišta i strukturne nosače u elektronici, ali legirani čelik se preferira tamo gdje je potrebna dodatna izdržljivost.

Morska industrija

Vrhunska otpornost legiranog čelika na rđu čini ga materijalom koji se koristi u pomorskoj industriji za brodogradnju i građevine na moru.

8. Koji materijal je pravi za vas: Legura čelika VS. Carbon čelik?

Odabir između legiranog čelika i ugljičnog čelika ovisi o nekoliko faktora, uključujući vaše specifične zahtjeve projekta, Okolišni uvjeti, i budžetska ograničenja.
Evo raščlambe koja će vam pomoći da odlučite:

Legura čelika: Najbolje za visoke performanse i teška okruženja

• Superior Strength & Izdržljivost: Zahvaljujući dodatku legirajućih elemenata poput hroma, nikl, i molibden, legirani čelik nudi povećanu snagu i izdržljivost.
  Može izdržati teška opterećenja, što ga čini idealnim za aplikacije sa visokim stresom kao što je vazduhoplovstvo, automobilski, i industrijske mašine.
• Otpornost na koroziju: Legirani čelik, posebno klase sa hromom, pruža odličnu otpornost na koroziju.
  To ga čini poželjnim materijalom za primjenu u morskim okruženjima, Hemijske biljke, i građevine u kojima je izloženost vlazi ili hemikalijama zabrinjavajuća.
• Otpornost na toplotu: Ako vaš projekat zahtijeva materijale koji mogu izdržati visoke temperature, Svojstva otpornosti na toplinu legiranog čelika čine ga idealnim izborom.
  Obično se koristi u dijelovima motora, turbine, i drugu opremu za visoke temperature.
• Razmatranje troškova: Dok je legirani čelik skuplji od ugljičnog čelika, njegove dugoročne prednosti performansi mogu opravdati ulaganje u aplikacije koje zahtijevaju produženu izdržljivost i otpornost na habanje i koroziju.

Carbon čelik: Najbolje za isplative i opće aplikacije

• Pristupačan & Readily Available: Ugljični čelik je ekonomičniji i široko dostupan od legiranog čelika, što ga čini praktičnim izborom za niz općih primjena u građevinarstvu, proizvodnja, i infrastrukturnih projekata.
• Good Workability: Jednostavniji sastav ugljičnog čelika omogućava lakšu obradu, zavarivanje, i formiranje.
  Savršen je za projekte u kojima su izrada i lakoća rada bitni, kao što je kod građevinskih strukturnih komponenti, cjevovodi, ili jednostavnih delova mašina.
• Jaka, ali manje otporna na koroziju: Iako ugljični čelik pruža solidnu čvrstoću, skloniji je hrđi i koroziji osim ako nije tretiran ili premazan.
  To znači da je prikladniji za primjenu u zatvorenom prostoru ili projekte gdje korozija nije primarna briga.

Donošenje Odluke

• Odlučite se za legirani čelik ako vaš projekat zahtijeva visoke performanse pod stresom, ekstremne vrućine, ili otpornost na koroziju. Neophodan je za industrije kao što je vazduhoplovstvo, marinac, i proizvodnju energije.
• Idite sa ugljeničnim čelikom ako je vaš fokus na isplativosti, opšta upotreba, i aplikacije koje ne zahtijevaju izuzetnu izdržljivost ili otpornost na koroziju, kao što su osnovni konstrukcijski radovi ili okruženja niske temperature.

U konačnici, pravi materijal zavisi od specifičnih potreba vašeg projekta, performanse balansiranja, trošak, i uslovi životne sredine.

9. Zaključak

I legirani čelik i ugljični čelik imaju jedinstvene prednosti i pogodni su za različite primjene.

Razumevanjem njihovih svojstava i razlika, možete donijeti informiranu odluku koja zadovoljava specifične potrebe vašeg projekta.

Legirani čelik nudi vrhunsku snagu, Otpornost na koroziju, i izdržljivost, dok ugljični čelik pruža isplativo rješenje za opće primjene.

FAQs

Q: Koja je glavna razlika između legiranog čelika i ugljičnog čelika?

A: Glavna razlika leži u prisutnosti legirajućih elemenata u legiranom čeliku, što poboljšava njegova svojstva kao što je snaga, žilavost, i otpornost na koroziju.

Q: Je li legirani čelik skuplji od ugljičnog čelika?

A: Da, legirani čelik je općenito skuplji zbog dodatnih legirajućih elemenata i složenijeg proizvodnog procesa.

Q: Koji je čelik bolji za zavarivanje?

A: Ugljični čelik je općenito lakši za zavarivanje, posebno za niskougljične razrede. Legirani čelik može zahtijevati predgrijavanje i toplinsku obradu nakon zavarivanja.

Q: Može li se ugljični čelik koristiti u pomorskim aplikacijama?

A: Dok se ugljični čelik može koristiti u pomorskim aplikacijama, zahtijeva zaštitne premaze za sprječavanje korozije.

Legirani čelik je bolji izbor za morska okruženja zbog svoje vrhunske otpornosti na koroziju.

Q: Koji je čelik bolji za primjenu na visokim temperaturama?

A: Legirani čelik je prikladniji za primjenu na visokim temperaturama jer održava čvrstoću i žilavost na povišenim temperaturama.