El acero con alto contenido de carbono (
tubo de acero al carbono), a menudo llamado acero para herramientas, contiene de 0,60 % a 1,70 % de carbono y se puede templar y revenir. Los martillos, palancas, etc., están fabricados en acero con un contenido de carbono del 0,75 %; las herramientas de corte, como taladros, machos de roscar, escariadores, etc., están fabricados en acero con un contenido de carbono del 0,90 % al 1,00 %.
Después del tratamiento térmico adecuado o el endurecimiento por estirado en frío, el acero con alto contenido de carbono tiene alta resistencia y dureza, alto límite elástico y límite de fatiga, y el rendimiento de corte es aceptable, pero el rendimiento de soldadura y la capacidad de deformación plástica en frío son deficientes. Debido al alto contenido de carbono, es probable que se produzcan grietas durante el enfriamiento con agua, por lo que se usa principalmente el enfriamiento con líquido doble y el enfriamiento con aceite se usa principalmente para piezas de sección pequeña. Este tipo de acero generalmente se templa o normaliza a temperatura media después del enfriamiento rápido o se usa en un estado de enfriamiento superficial. Se utiliza principalmente en la fabricación de resortes y piezas resistentes al desgaste. El acero al carbono para herramientas es un acero con alto contenido de carbono que básicamente no agrega elementos de aleación, y también es un acero de bajo costo, buena trabajabilidad en frío y en caliente, y una amplia gama de usos entre los aceros para herramientas. Su contenido de carbono es de 0,65 a 1,35%, y es un acero especialmente utilizado para la fabricación de herramientas. La densidad del acero con alto contenido de carbono es de 7,81 g/cm³. Se puede utilizar para la producción de artes de pesca.
Ventaja:
1. Se puede obtener una alta dureza (HRC60-65) y una buena resistencia al desgaste después del tratamiento térmico.
2. La dureza es moderada en estado recocido y tiene buena maquinabilidad.
3. Las materias primas están fácilmente disponibles y el costo de producción es bajo.
Desventajas:
1. Poca dureza térmica.Cuando la temperatura de trabajo de la herramienta es superior a 200 °C, su dureza y resistencia al desgaste descienden bruscamente.
2. Baja templabilidad. Cuando se enfría con agua, el diámetro del endurecimiento total es generalmente de solo 15-18 mm; cuando se enfría con aceite, el diámetro o grosor máximo del endurecimiento total es de solo unos 6 mm, y es fácil de deformar y agrietar.
La dureza y la resistencia del acero con alto contenido de carbono dependen principalmente de la cantidad de solución sólida de carbono en el acero y aumentan con el aumento de la cantidad de solución sólida de carbono. Cuando el contenido de carbono de la solución sólida supera el 0,6 %, la dureza no aumenta después del templado, pero la cantidad de carburos en exceso aumenta, la resistencia al desgaste del acero aumenta ligeramente, mientras que la plasticidad, la tenacidad y la elasticidad disminuyen. Por esta razón, a menudo se seleccionan diferentes grados de acero de acuerdo con las condiciones de uso y la resistencia y tenacidad del acero. Por ejemplo, para fabricar resortes menos estresados o piezas cargadas por resortes, se puede seleccionar acero 65 con un contenido de carbono más bajo. En general, el acero con alto contenido de carbono se puede producir mediante un horno eléctrico, un hogar abierto y un convertidor de oxígeno. Cuando se requiere alta calidad o calidad especial, se puede utilizar la fundición en horno eléctrico más el autoconsumo al vacío o la refundición por electroescoria. Al fundir, controle estrictamente la composición química, especialmente el contenido de azufre y fósforo. Para reducir la segregación y mejorar las propiedades isotrópicas, los lingotes pueden someterse a un recocido por difusión a alta temperatura (especialmente importante para los aceros para herramientas). Durante el trabajo en caliente, se requiere que la temperatura de parada de forja (laminación) del acero hipereutectoide sea baja (alrededor de 800 ° C). Después de la forja y laminación, se debe evitar la precipitación de carburos gruesos de la red y se debe prestar atención al enfriamiento lento por debajo. 700°C para evitar el estrés térmico causar grietas. Evite la descarburación de la superficie durante el tratamiento térmico o el trabajo en caliente (especialmente importante para el acero para muelles). Debe haber suficiente relación de compresión durante el trabajo en caliente para garantizar la calidad y el rendimiento del acero.
Proceso de soldadura:
1. Cuando la fracción de masa de carbono del acero con alto contenido de carbono es superior al 0,60%, el endurecimiento posterior a la soldadura y la sensibilidad al agrietamiento tienden a ser mayores, por lo que la soldabilidad es extremadamente pobre y no se puede utilizar para fabricar estructuras soldadas. Suele utilizarse para fabricar componentes y piezas que requieran mayor dureza o resistencia al desgaste, y su labor de soldadura es principalmente de reparación por soldadura.
2. Dado que la resistencia a la tracción del acero con alto contenido de carbono es mayormente superior a 675MPa, los tipos de electrodos comúnmente utilizados son E7015 y E6015, y los electrodos E5016 y E5015 se pueden usar cuando los requisitos estructurales de los componentes no son altos. Además, los electrodos de acero austenítico de cromo-níquel también se pueden usar para soldar.
3. Proceso de soldadura: (1) Para obtener una alta dureza y resistencia al desgaste de las piezas de acero con alto contenido de carbono, el material en sí debe tratarse térmicamente, por lo que debe recocerse antes de soldar antes de soldar. (2) La soldadura debe precalentarse antes de soldar. La temperatura de precalentamiento generalmente es superior a 250~350 ℃, y la temperatura de la capa intermedia no debe mantenerse por debajo de la temperatura de precalentamiento durante el proceso de soldadura. (3) Después de la soldadura, la soldadura debe mantenerse caliente y enfriarse lentamente, y enviarse inmediatamente al horno para un tratamiento térmico de alivio de tensión a 650 °C.
4. El contenido de carbono del acero con alto contenido de carbono es relativamente alto y la soldabilidad es relativamente pobre. Debe precalentarse durante la soldadura y debe enfriarse lentamente o templarse a 350 grados después de la soldadura. El tiempo de tratamiento térmico específico depende del espesor de la pieza de trabajo. Si no es posible el precalentamiento, entonces tenemos que usar materiales de soldadura con buen rendimiento de soldadura y buena resistencia al agrietamiento, pero la velocidad de soldadura debe reducirse.
