Kandungan Karbon dan Sifat Keluli: Tangga Karbon

Tangga sepintas lalu

Jalur karbon	Ciri	Kegunaan lazim
Sangat rendah — di bawah 0.10%	Lembut, sangat boleh bentuk, mengimpal tanpa langkah berjaga-jaga	Kepingan tarikan dalam, jalur, wayar, rivet; keluli bebas interstis (IF) duduk di bahagian bawah jalur ini
Rendah — 0.10–0.25%	Pekerja struktur boleh kimpal: kemuluran baik, kekuatan sederhana, tindak balas pengerasan terhad	Keratan dan plat struktur (wilayah S235–S355), paip, fabrikasi am
Sederhana — 0.25–0.60%	Bertindak balas kuat kepada pelindapan kejut dan pembajaan; jalur jentera	Aci, gear, gandar: C45/1045 pada kira-kira 0.45%, 4140 pada kira-kira 0.40%
Tinggi — 0.60–1.00%	Spring, bahagian haus dan mata pemotong; kimpalan menjadi prosedur pakar	Keluli spring (kira-kira 0.5–0.8%), keluli rel, tali wayar, pisau
Sangat tinggi — melebihi 1.00%	Isipadu karbida maksimum dan kekerasan lindap kejut asal; rapuh tanpa pembajaan teliti	Keluli alat dan acuan (D2 membawa kira-kira 1.5%), kikir, perlumbaan galas pada kira-kira 1.0%

Apa yang dikawal karbon

Siling kekerasan. Karbon menetapkan kekerasan maksimum yang boleh dicapai keluli apabila dilindap kejut sepenuhnya. Hubungannya curam pada mulanya, kemudian tepu: keluli dengan kira-kira 0.20% karbon mencapai kira-kira 45 HRC paling baik, manakala yang mempunyai kira-kira 0.60% karbon boleh mencapai pertengahan 60-an HRC. Melebihi kira-kira 0.6–0.8%, karbon tambahan menambah karbida tahan haus dan bukannya kekerasan lebih tinggi.

Kedalaman pengerasan ialah soalan berbeza. Sejauh mana dalam kekerasan itu menembusi — kebolehkerasan — dibeli dengan mangan, kromium, molibdenum atau surih boron, bukan dengan karbon. Mengelirukan kedua-duanya ialah kesilapan spesifikasi klasik: keluli biasa berkarbon tinggi masih boleh melembut beberapa milimeter di bawah permukaan keratan tebal.

Kebolehkimpalan berjalan sebaliknya. Apabila karbon meningkat, zon terjejas haba mengeras lebih dan retak lebih mudah. Industri menyatakannya dengan kesetaraan karbon, paling lazim formula IIW CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. Keluli dengan CE rendah mengimpal dengan bebas; apabila CE memanjat di atas kira-kira 0.40–0.45, prapanas, input haba terkawal dan amalan hidrogen rendah menjadi perlu — itulah sebabnya gred struktur menghadkan karbon jauh di dalam jalur rendah.

Keliatan dan kemuluran menurun dengan mantap menaiki tangga: pemanjangan dan tenaga hentaman pada kekuatan tertentu tertinggi dalam jalur karbon rendah, dan keluli berkarbon tinggi memperoleh kekerasannya dengan kerapuhan yang mesti dibeli semula oleh pembajaan.

Memilih anak tangga

Peraturan kerja ialah membeli tidak lebih karbon berbanding yang dibelanjakan aplikasi. Struktur kimpalan kekal rendah; bahagian yang akan dikeraskan tembus dan dibaja hidup dalam jalur sederhana; hanya bahagian yang dibayar dalam hayat haus atau mata — spring, rel, alat — mewajarkan anak tangga tinggi dan kos fabrikasinya. Nama gred sering menyeludup jawapan masuk: dalam nama seperti C45, 1045 atau S45C, nombor ialah karbon nominal dalam perseratus peratus.