Missa inte ett inlägg

Det finns i princip 3 stålsorter (typer av stål) som används när det gäller produkttillverkning:

1. Kolstål
2. Kolstål
3. Rått stål

Varje av dessa stålsorter består av olika mängder järn och kol (stålets grundämnen), samt ytterligare legeringar i vissa fall. Låt oss utforska dessa stålsorter i detalj…

Vilka stålsorter ska man välja?

När du väljer rätt metall för ditt arbete finns det flera faktorer som du måste ta hänsyn till:

• Hårdhet – förmåga att motstå nötning, men också svårigheter att skäras eller borras
• Styrka – den kraft som krävs för att deformera metallen
• Seghet – förmåga att motstå påfrestningar (och inte gå sönder)
• Smidighet – metallens förmåga att deformeras
• Svetsbarhet – förmåga att svetsas (det är en funktion av smältpunkt, värmeledning etc.).)

Ladda ner ett grundligt kalkylblad som förklarar de populära stålsorterna i detalj här.

Låt oss gå igenom de 3 typerna: kol, legering och kol:

Kolstål (låga & höga kvaliteter)

Kolstål (en legering av stål och kol) korroderar, men är hårt – ju mer kolhalt, desto hårdare stål. Stål med låg kolhalt är starkt och segt och kan vid behov sätthärdas. Stål med hög kolhalt kan värmebehandlas för att göra det mycket hårdare, men i detta tillstånd tenderar det att vara sprödare och svårare att arbeta med.

Gängse användningsområden för kolstål:

• Rör, plåtar, bultar, skyltar, möbler, stängsel och många andra vanliga metalldelar tillverkas av stål med lågt kolinnehåll (även känt som ”mjukt stål”).
  
• Professionella köksknivar, skärverktyg i CNC-maskiner, borrkronor, sågar, murarspikar är alla tillverkade av högkolhaltigt stål. Den höga hårdheten ger knivar och skärverktyg en skarp kant som håller i längden, men med denna hårdhet följer även sprödhet vilket innebär att produkterna tenderar att gå sönder lättare.
  

Nackdelen med stål med hög kolhalt är att det är dyrare och svårare att bearbeta än legeringar med mindre kol. Det är lämpligt när rost inte är ett problem och när produkten inte behöver tåla dragspänning (den böjer sig inte riktigt och går lättare sönder).

2. Legerat stål

Legerat stål (där ytterligare kemiska element har lagts till för att förbättra vissa egenskaper) – några av de vanligaste legeringselementen är mangan, nickel, krom, molybden, vanadin, kisel och bor.

De förbättrade egenskaper som legerade stål har jämfört med kolstål är:

• Styrka,
• Hårdhet,
• Hårdhet,
• Tålighet,
• Slitstyrka,
• Korrosionsbeständighet,
• och härdbarhet.

Högre vanliga användningsområden för legerat stål:

• Konstruktion och arkitektur där styrka, seghet och korrosionsbeständighet är en förutsättning för materialet.
• Smycken, hushållsartiklar, bestick, kockslitage tillverkas alla av legerat stål.

Stållegeringar kan delas upp i två kategorier, lågt legerat stål och höglegerat stål. Låglegerade stål har mindre än 8 % totala legeringselement i sammansättningen, dessa stål har bättre hårdhet och slitstyrka än kolstål men tenderar att ha lägre draghållfasthet.

De höglegerade stålen har mer än 8 % legeringselement och har bättre egenskaper än de låglegerade stålen.

Se den här videon från vår systersajt Sofeast för att få en mer djupgående förklaring om kol- och legeringsstål:

Rått stål

Rått stål (en legering av stål och krom) korroderar inte så lätt, men det är inte lika hårt.

Varje produkt som kommer att vara i ständig kontakt med vätskor är en bra kandidat för en stållegering med hög kromhalt. Rostfritt stål är en legering av stål med minst 10,5 % och upp till 30 % krom som ger detta stål dess unika egenskaper.

Rostfritt stål delas in i fem kategorier:

a) Austenitiska – Austenitiska rostfria stål klassas som 200- och 300-serien och legeringselementen är i princip stål med 18 % krom och 8 % nickel och låg kolhalt. Det vanligaste stålet som produceras är 304 rostfritt stål, som vanligen används för rörledningar, gruvutrustning, mat och dryck, köksutrustning och arkitektur.

b) Ferritiska – Ferritiska rostfria stål är rostfria stål med vanlig kromhalt där kromhalten kan variera mellan 12 % och 18 %, dessa har också en låg kolhalt, i likhet med den austenitiska serien. De klassificeras som 400-serien. Denna serie av rostfria stål är magnetiska och har god duktilitet och korrosionsbeständighet. Typiska användningsområden är värmeväxlare, fästelement för bilar, delar till ugnar och värmare.

c) Duplex – Duplexa rostfria stål innehåller en hög halt av krom mellan 18 % och 28 % samt nickel mellan 4 % och 8 %. Denna nivå med två höga element ger en blandning av austenitisk och ferritisk struktur, därav namnet duplex rostfritt stål.

Duplex rostfritt stål är i allmänhet dubbelt så hårt som vanligt austenitiskt eller ferritiskt rostfritt stål. De har något bättre seghet och duktilitetsegenskaper än ferritiska kvaliteter men inte lika bra värden jämfört med austenitiska kvaliteter. Duplexkvaliteter har högre hållfasthet, god svetsbarhet, god seghet och hög motståndskraft mot spänningskorrosionssprickor. Typiska tillämpningar är varmvattentankar, bryggtankar, utrustning för processanläggningar, konstruktioner för simbassänger.

d) Martensitiska – Martensitiska rostfria stål är släta kromstål med en halt av krom på mellan 12 och 18 % samt en relativt hög halt av kol på upp till 1,2 %. Martensitiska kvaliteter har bättre korrosions- (inte lika mycket som austenitiska kvaliteter) och slitstyrka än andra rostfria stålkvaliteter och kan värmebehandlas för att uppnå höga hårdhetsvärden. Dessa kvaliteter är magnetiska i glödgat och härdat tillstånd. Typiska användningsområden är bland annat bestick, kockkläder, kirurgiska och dentala instrument, fjädrar, saxar, industriella blad, fordonsstämplingar, skruvmejslar, tänger och häftpistoler.

e) Utfällningshärdning – Utfällningshärdande rostfria stål (PHSS) består av krom och nickel med minst ett annat legeringselement (koppar, aluminium, titan, niob eller molybden). PHSS-kvaliteter ger en optimal kombination av både martensitiska och austenitiska egenskaper. Liksom martensitiska kvaliteter är de kända för sin förmåga att få hög hållfasthet genom värmebehandling och de har också korrosionsbeständigheten hos austenitiskt rostfritt stål.

Det mest kända utfällningshärdande rostfria stålet är 17-4 PH. Namnet kommer från tillsatserna 17 % krom och 4 % nickel. Det innehåller också 4 % koppar och 0,3 % niob. 17-4 PH är också känt som rostfritt stål av kvalitet 630. Typiska användningsområden är tandläkarborrar och brotschar, flygplanskomponenter, rakhuvuden, kirurgiska nålar och flyg- och rymdtillämpningar.

Klipp på den här videon från Sofeast för att göra en djupdykning i rostfria stål och deras olika egenskaper:

Gemensamma rostfria stålsorter

Du kan få ett diagram över dessa kvaliteter, deras huvudsakliga egenskaper och exempel på vanliga användningsområden, genom att klicka här: De tre vanligaste stålsorterna vi möter i Kina är:

• 201 – billig och mycket vanlig
• 304 – den vanligaste sorten av rostfritt stål
• 316 – en dyrare sort, med bättre korrosionsbeständighet

Vad sägs om rostfritt järn

Rostfritt järn används ibland också. Den största skillnaden med detta material är att det har mindre än 0,6 % Ni eller inget Ni-element i det, till exempel 403 (12Cr12). Det används ofta inom den kemiska industrin och byggnadsindustrin. Alla magnetiska järnlegeringar som innehåller mer än 12 % krom och som har en kroppscentrerad kubisk struktur kallas också för rostfritt järn.

De vanligaste värmebehandlingsprocesserna

Värmebehandling är processen att värma och kyla metallen utan att ändra dess fysiska form. Det finns olika värmebehandlingsprocesser som när de tillämpas på olika stål kan förändra stålets egenskaper, till exempel hårdhet, seghet och till och med mjukgörande, som alla bestäms av förändringen i stålets mikrostruktur.

Härdning – Ett stål med tillräcklig mängd kolinnehåll kan härdas genom att värma upp det och sedan snabbt släcka det. Denna process skapar en austenitmikrostruktur som kan vara ferrit, martensit eller cementit.

Temperering – Denna process utförs på kolstål som har härdats för att minska stålets sprödhet. Tempereringstemperaturen beror på det önskade resultatet för stålproduktens funktion, ju lägre tempereringstemperatur desto bättre hållfasthet och hårdhet.

Glödgning – Glödgning av stål innebär att man värmer upp stålet över dess kritiska temperatur och sedan låter det svalna mycket långsamt. Detta resulterar i att stålet blir mer bearbetningsbart och bearbetningsbart ur formningsaspekt.

Normalisering – Detta är en liknande process som glödgning där stålet värms upp och kyls långsamt, normalt bara lämnas att svalna i rumstempererad luft. Detta ger stålet en mikrostruktur av ferrit och cementit som har högre hållfasthet och hårdhet men sämre duktilitetsegenskaper.

Karburering – Karburering kallas även för sätthärdning och är en process där man tillför ytterligare kol till ytan av stål med låg kolhalt och sedan utsätter det för härdningsprocessen. Det yttre kolstålet får högre hårdhet medan den inre kärnan förblir hård.

Hur testar man en metall för att säkerställa att det är rätt kvalitet?

Det bästa är att utföra både fysisk testning och kemisk analys.

De vanligaste fysiska testerna är:

• Tågtest (applicera spänning tills det går sönder)
• Hårdhetstest (eller durometri), vilket kan göras på olika sätt

Kemisk analys görs vanligen med ett röntgenfluorescensprovningsinstrument.

Allt detta har förklarats i den här artikeln som jag nyligen skrev på ChinaImportal: Tillverkning av ståldelar i Kina: Denna GRATIS e-bok börjar från början och diskuterar om du behöver anlita en inköpsagent och följer inköpsprocessen fram till att utveckla en pålitlig leverantörs kvalitet och produktivitet.

Det finns 15 kapitel på över 80 sidor att utforska som ger uttömmande vägledning om hela sourcing- och leverantörsutvecklingsprocessen från början till slut, inklusive:

• Identifiera leverantörer,
• Förhandlingar,
• Kvalitetsinspektioner,
• Utveckla kinesiska leverantörer,
• Förbättra fabrikens kvalitet och produktivitet,
• och mycket mer…