Overzicht van veelvoorkomende soorten staallegeringen

Staallegeringskwaliteiten

Staal is een van de meest betrouwbare materialen ter wereld. Je kunt het dagelijks gebruiken in gebouwen, gereedschappen of voertuigen. Hoewel de meeste mensen denken dat het alleen ijzer en koolstof is, is modern staal veel complexer dan dat. Tegenwoordig bevat staal precieze combinaties van andere elementen om de sterkte, flexibiliteit en duurzaamheid te verbeteren.

Je zou denken dat staal een vaste formule is. In werkelijkheid verandert het afhankelijk van hoe het wordt geproduceerd. Het aanpassen van het koolstofgehalte of het toevoegen van legeringen zoals chroom of mangaan verandert hoe het zich gedraagt. Deze veranderingen kunnen staal harder, rekbaarder of corrosiebestendiger maken. Bijvoorbeeld bij de keuze tussen 4130 en 4140 Voor staal is het handig om te weten hoe elk type anders omgaat met sterkte en taaiheid. Hetzelfde geldt voor roestvrij staal. 316 en 316L. Ze lijken erg op elkaar, maar er zijn kleine verschillen. Daarom wordt staal in veel omgevingen gebruikt, van de bouw tot de lucht- en ruimtevaart.

Er bestaat een algemene overtuiging dat staal slechts in één of twee vormen voorkomt. Maar in werkelijkheid zijn er meer dan 3,500 verschillende staalsoorten. Elke soort dient een uniek industrieel doel. Je kunt een staalsoort herkennen aan het koolstofpercentage, de soorten toegevoegde legeringselementen en de verwerking ervan.

Dit artikel geeft u een volledig overzicht van hoe staallegeringen worden geclassificeerd. Je onderzoekt de vier belangrijkste soorten staal, de rol van staalsoorten en hoe warmtebehandeling de prestaties verbetert.

4 veelvoorkomende soorten staallegeringen die u moet kennen

Er bestaan ​​over het algemeen vier veelvoorkomende soorten staal. Elk type is gebouwd met zijn eigen kenmerken. Alle industrieën gebruiken koolstof-, gelegeerd-, roestvrij- en gereedschapsstaal. Hoe verschillen ze van elkaar? We zullen dit in detail bespreken.

Staal kan worden gebruikt in zware constructies en chirurgische instrumenten, en het past zich snel aan. Alle versies zijn ontworpen om te voldoen aan specifieke bedrijfsbehoeften. Deze kennis stelt u in staat de juiste kwaliteit voor elke taak te kiezen.

Koolstofstaal

Bewerkte componenten van koolstofstaal

Koolstofstaal bestaat voornamelijk uit ijzer en koolstof (tot 2.1%), met beperkte hoeveelheden mangaan, silicium en andere restelementen. Ongeveer 90% De hoeveelheid staal die tegenwoordig geproduceerd wordt, valt in deze categorie. Dat komt doordat het moeilijk te maken is, voor veel mensen toegankelijk en niet te duur. Gebouwen, olie- en gasleidingen en autoframes zijn bekende plekken waar je het zult zien.

Er zijn drie categorieën, afhankelijk van de hoeveelheid koolstof. Zacht staal, ook wel koolstofarm staal genoemd, bevat maximaal 0.3% koolstof. Omdat het ductiel is, is het goed te lassen en te buigen. Je kunt het gebruiken voor de productie van constructies, platen of meubelframes.

Middelkoolstofstaal omvat tussen 0.3% en 0.6% van koolstof. Je krijgt er zowel sterkte als flexibiliteit mee. Het wordt daarom veel gebruikt in motoren en andere soorten machines. Koolstofstaal is zeer taai omdat het koolstofgehalte hoger is dan 0.6%. Het is echter niet zo flexibel als een stilettoblad en veren.

Bovendien is het gemakkelijk te produceren en niet duur. Daarom wordt het bij grote bouwprojecten als hoofdmateriaal gebruikt. Er is een belangrijk en bewust onderscheid tussen zacht staal en koolstofstaal. (Krijg meer details over Gelegeerd staal versus koolstofstaal)

Gelegeerd staal

Gelegeerde stalen staven

Gelegeerd staal bevat koolstofstaal en extra elementen zoals chroom, nikkel, koper of aluminium, die meestal worden toegevoegd. Deze ingrediënten veranderen het gedrag van staal wanneer het wordt uitgerekt en versleten. Legering zorgt voor beschermende eigenschappen, flexibiliteit en sterkte.

Gelegeerd staal is het meest geschikt voor presterende onderdelen. Fabrikanten gebruiken het in de lucht- en ruimtevaartindustrie, op offshore olielocaties en bij alles wat regelmatig vervangen moet worden. Het is verkrijgbaar in vele kwaliteiten, afhankelijk van de toepassing. 

Ze zijn gemaakt voor taken die te moeilijk zijn voor koolstofstaal. Denk hierbij aan situaties met hitte, kou, zware krachten en vele andere toepassingen. Gelegeerd staal onderscheidt zich door zijn duurzaamheid.

Roestvrij staal

Roestvrij stalen buizen

Staal moet bestand zijn tegen barre weersomstandigheden. Hier kun je rekenen op roestvrij staal. 10–20% chroom in de samenstelling ervan. Nikkel en silicium zijn stoffen die titanium corrosiebestendig maken.

Het onderscheidt zich van andere staalsoorten doordat het zeer corrosiebestendig is. Het presteert dus uitstekend in de buitenlucht. Het wordt vaak gebruikt op bruggen, rails en daken. Zoute lucht of regen tast roestvrij staal niet aan.

Roestvrij staal 304 wordt veel gebruikt in vele industrieën. Het beschermt bedrading en componenten tegen extreme omstandigheden. Dit leidt er ook toe dat het in veel elektrische apparaten voorkomt.

De belangrijkste reden voor dit staal is niet altijd de weerbestendigheid. Chirurgische instrumenten en ziekenhuisapparatuur zijn vaak van roestvrij staal gemaakt. Je kunt het gemakkelijk schoonmaken; het is geen plek waar bacteriën zich kunnen vermenigvuldigen. Daarom maken veel bedrijven in de voedings-, farmaceutische en medische sector gebruik van chemie.

Gereedschapsstaal

Bewerkte onderdelen van gereedschapsstaal

Gereedschapsstaal wordt gebruikt voor veeleisende taken zoals het maken van snijgereedschap, ponsen en matrijzen. De glans is zichtbaar in gereedschappen zoals zagen, slijpmachines en persen. Gereedschapsstaal kan vervormen bij hoge temperaturen; warmvervormbare staalsoorten (bijv. H13) zijn bestand tegen vervorming tot ~540 °C (1000 °F), maar niet voor onbepaalde tijd. Dit komt door de toevoeging van metaalelementen zoals wolfraam, kobalt en molybdeen.

Gereedschapsstaal is bestand tegen slijtage die andere metalen snel doet afbreken. Het is sterk en duurzaam en behoudt langdurig een scherpe rand. Snijgereedschappen zoals handgereedschap, snijmessen en boren zijn ervan afhankelijk. Dagelijks precisiewerk in fabrieken wordt ermee mogelijk gemaakt.

Regelmatige druk of spanning zorgt ervoor dat gereedschapsstaal niet snel breekt. Het vormt geen deuken, barst niet en verandert niet van vorm. Daarom wordt het met vertrouwen gebruikt in de zware industrie en de productie.

Zie ook: Gelegeerd staal versus roestvrij staal

Staalclassificatiesysteem

Categorisering van staallegeringskwaliteiten

Met graderingssystemen voor staal kunt u staal sorteren op type. Mensen groeperen staal op basis van de manier waarop het wordt gebruikt. Het op een bepaalde manier koelen van staal kan de sterkte ervan veranderen. Twee staalplaten kunnen dus dezelfde legering hebben en toch verschillende graderingen krijgen door de warmtebehandeling.

In het ASTM-systeem worden de kwaliteiten geïdentificeerd met behulp van een combinatie van letters en cijfers. Het voorvoegsel 'A' van ASTM duidt op ijzerhoudende materialen, terwijl 'SA' roestvrij/gelegeerd staal voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart aangeeft. Elk metaal heeft een nummer dat de eigenschappen aangeeft. Hierdoor wordt het makkelijker om het juiste staal voor verschillende doeleinden te kiezen.

A viercijferige code wordt in plaats daarvan gebruikt in de SAE-systeem. De eerste twee cijfers geven het type legering aan. De laatste twee cijfers geven het koolstofgehalte aan in honderdsten van een procent (bijv. 4140 = 0.40% C). Dit toont u direct de verwerkingscapaciteit van het staal.

Mensen gebruiken deze classificatiesystemen in vele industrieën. Mensen die in de wetenschap, techniek en productie werken, gebruiken ze dagelijks. Met normen blijft de inhoud van het materiaal uniform en eenduidig. Ze laten ook zien hoe staal moet worden bewerkt of toegepast.

Verschillende methoden voor warmtebehandeling van staal

Warmte wordt gebruikt om de eigenschappen van staal te veranderen. Verschillende methoden proberen de hardheid, ductiliteit en taaiheid van metalen te verbeteren. De volgende zijn de meest kritische warmtebehandelingen.

sferoïdiserend

Het verwarmen van koolstofstaal tot 1290 ° F (699 ° C) besteld, 30 uur Dit gebeurt tijdens het sferoïdiseren. Cementiet, dat ooit in lagen bestond, vormt nu kleine bolletjes. Het staal wordt dan het zachtst en het meest vormbaar. Deze methode is vaak toegepast om de bewerking en vormgeving te verbeteren. Zacht staal wordt het meest verbeterd door het sferoïdisatieproces.

Volledige gloeiing

Volledige gloeiing

Gloeien van koolstofstaal betekent het verhitten tot zeer dicht bij de kritische temperatuur. Na een uur koel je het langzaam af. Doordat het staal langzaam afkoelt, ontstaat er een grove perlitische structuur. Je krijgt dan flexibel staal dat niet onderhevig is aan interne spanningen.

Proces gloeien

Staal gloeien

Procesgloeien neemt de spanning weg die ontstaat bij koudvervormen in koolstofarm staal. Het proces duurt een uur, waarbij het metaal tussen de 20 en 30 graden wordt verhit. 550-650°C (1022-1202°F), onder de onderste kritische temperatuur. Het herschikt de structuur van het staal. Door het staal af te koelen, kan het gemakkelijker worden bewerkt en gevormd.

Isotherme gloeiing

Koolstofstaal heeft een hoog koolstofgehalte. Het wordt meestal isothermisch gegloeidVerwarm de substantie boven de temperatuur waarop deze verwarmd kan worden. Houd de temperatuur aan, laat de substantie afkoelen tot het lagere kritische punt en houd hem daar. Laat de substantie na het bakken geleidelijk afkoelen tot kamertemperatuur. Zo blijven de temperatuur en structuur van de cake overal hetzelfde.

Normaliseren

Koolstofstaal wordt gedurende een uur genormaliseerd in de austenietfase. Het afkoelen gebeurt aan de lucht. Dit geeft het staal een fijne structuur met parelmoerachtige korrels. Het staal is rondom sterk en kan daardoor goed tegen spanning.

Afschrikken

Staal blussen

Snel afkoelen van staal tijdens het harden gebeurt nadat het is verhit tot de normalisatietemperatuur. Je kunt het afkoelen met water, olie of pekel. Dit creëert een stijve en gemakkelijk te breken martensitische structuur. Veel snijgereedschappen en onderdelen die lang mee moeten gaan, worden met dit materiaal gemaakt. Meestal wordt gehard staal vervolgens getemperd.

Het temperen van geblust staal

Gehard en getemperd staal

Ontlaten geeft geblust staal de juiste hardheid en taaiheid. Je verwarmt het opnieuw bij een lagere kritische temperatuur. Ontlaten varieert van 150-650 °C (300-1200 °F), waarbij lagere temperaturen de hardheid behouden en hogere temperaturen de taaiheid verhogen. Het verkleint de kans op breuk en maakt het sterker.

Welke staalsoort is het beste?

Er bestaat geen specifieke staalsoort die altijd als de 'beste' wordt beschouwd staalbewerking Kwaliteit. Veel verschillende factoren beïnvloeden de juiste keuze. Denk bijvoorbeeld aan elementen zoals de rol van uw staal, de vereiste mechanische en fysische eigenschappen en uw investering.

Sommige staalsoorten worden over het algemeen beschouwd als de beste in hun vakgebied. Koolstofstaalsoorten gebruiken vaak de kwaliteiten A36, A529, A572, 1020, 1045 en 4130De gebruikelijke gelegeerde staalsoorten van topkwaliteit zijn 4140, 4150, 4340, 9310 en 52100Onder de roestvaste staalsoorten worden vaak belangrijke kwaliteiten genoemd: 304, 316, 410 en 420De beste soorten gereedschapsstaal zijn meestal D2, H13 en M2.

Conclusie

Om het beste te kiezen staallegeringskwaliteit Neem voor uw project contact op met Prolean Tech. Wij zijn specialist in metaalbewerking. Of u nu zacht staal of speciale gelegeerde onderdelen nodig heeft, wij staan ​​voor u klaar. Bij Prolean Tech maken we het verkrijgen van staal niet alleen probleemloos en eenvoudig, maar bieden we ook betrouwbare service. staalbewerkingsservice. Neem contact met ons op en ontvang een advies voor uw project.

FAQ's

V1. Welke soorten gelegeerd staal zijn er?

Gelegeerd staal is verkrijgbaar in de kwaliteiten 4140, 4340, 8620, 1215 en 6150. Deze kwaliteiten verschillen qua samenstelling en mechanische eigenschappen en zijn ontworpen voor specifieke industriële toepassingen.

Vraag 2. Wat zijn de vier soorten gelegeerd staal?

De primaire categorieën gelegeerd staal zijn: laaggelegeerd (≤ 8% legeringselementen), hooggelegeerd (> 8% legeringselementen), microgelegeerd (Nb/V/Ti-toevoegingen) en ultrasterke staalsoorten.

Vraag 3. Wat is de sterkste gelegeerde staalsoort?

Maragingstaal wordt beschouwd als een van de sterkste gelegeerde staalsoorten en staat bekend om zijn extreem hoge sterkte en taaiheid. Andere sterke soorten zijn 300M en 4340 staal, die vaak worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en defensie.

Vraag 4. Waarvoor wordt 4140-staal meestal gebruikt?

4140-staal wordt veel gebruikt in auto- en industriële onderdelen zoals tandwielen, assen en gereedschappen. Het biedt een goede balans tussen sterkte, taaiheid en bewerkbaarheid na warmtebehandeling.

Vraag 5. Wat is sterker, 12.9 of 10.9 staal?

Staal van klasse 12.9 is sterker dan staal van klasse 10.9. Het heeft een hogere treksterkte (tot 1,220 MPa), waardoor het beter geschikt is voor toepassingen met hoge spanning, zoals zwaar materieel en constructiebevestigingen.