Was ist Stahl?
Stahl ist ein breiter Ausdruck für Eisen- und Kohlenstofflegierungen. Das Kohlenstoffgehalt (0,05% - 2% nach Gewicht) und die Einführung anderer Elemente bestimmt die spezifische Legierung des Stahls und seiner Materialeigenschaften. Andere Legierungselemente umfassen Mangan, Silikon, Phosphor, Schwefel und Sauerstoff. Kohlenstoff erhöht die Härte und die Stärke des Stahls, während andere Elemente addiert werden können, um Korrosionsbeständigkeit oder Verarbeitungsfähigkeit zu verbessern. Der Manganinhalt ist auch (mindestens 0,30% bis 1,5%) im Allgemeinen hoch die Zerbrechlichkeit des Stahls zu verringern und seine Stärke zu verbessern.
Die Stärke und die Härte des Stahls ist eins seiner populärsten Eigenschaften. Es ist es, die Stahlpassendes für Bau- und Transportanwendungen machen, weil dieses Material unter den schweren und wiederholten Lasten für eine lange Zeit benutzt werden kann. Einige Stahllegierungen, d.h. Edelstahlvielzahl, sind korrosionsbeständig, das sie die beste Wahl für die Teile trifft, die in der extremen Umwelt arbeiten.
Jedoch dehnen diese Stärke und Härte auch Stückzeit aus und erhöhen Meißelverschleiß. Stahl ist ein Material mit hoher Dichte, das es zu schwer in einigen Anwendungen macht. Jedoch hat Stahl ein hochfestes zum Gewichtsverhältnis, das ist, warum es eins der allgemein verwendetsten Metalle in der Herstellung ist.
Art des Stahls
Lassen Sie uns über viele Arten Stahl sprechen. Wie Stahl, Kohlenstoff addiert werden muss, um zu bügeln. Jedoch ist der Inhalt des Kohlenstoffs, mit dem Ergebnis der großen Änderungen in seiner Leistung unterschiedlich. Kohlenstoffstahl im Allgemeinen bezieht sich auf Stahl anders als Edelstahl und wird durch die 4-stellige Stahlsorte identifiziert. Breit, ist es kohlenstoffarmer Stahl, harter Stahl oder unlegierter Hartstahl.
Kohlenstoffarmer Stahl: Kohlenstoffgehalt weniger als 0,30% (nach Gewicht)
Harter Stahl: 0,3 – 0,5% Kohlenstoffgehalt
Unlegierter Hartstahl: 0,6% und oben
Die Hauptlegierungselemente des Stahls werden durch die erste Stelle des Vierzahlengrades dargestellt. Zum Beispiel benutzt jeder möglicher Stahl 1xxx, wie 1018, Kohlenstoff als das Hauptlegierungselement. Stahl 1018 enthält 0,14 – 0,20% Kohlenstoff und eine kleine Menge Phosphor, Schwefel und Mangan. Diese Universallegierung ist allgemein verwendet, Dichtungen, Wellen, Gänge und Stifte maschinell zu bearbeiten.
Einfach, den Kohlenstoffstahl ist zu verarbeiten bezüglich phosphatiert und Re phosphatiert, um die Chips in kleinere Stücke zu brechen. Dieses verhindert, dass lange oder große Chips mit dem Werkzeug während des Ausschnitts verwickelt erhalten. Einfach, Stahlkanne, maschinell zu bearbeiten Bearbeitungszeit zu beschleunigen, aber verringert möglicherweise Duktilität und Schlagzähigkeit.
Edelstahl
Edelstahl enthält Kohlenstoff, aber er enthält auch ungefähr 11% Chrom, das die Korrosionsbeständigkeit des Materials erhöht. Mehr Chrom bedeutet weniger Rost! Der Zusatz des Nickels kann die Rostbeständigkeit und die Dehnfestigkeit auch verbessern. Darüber hinaus hat Edelstahl gute Hitzebeständigkeit und ist für Aerospace und andere Anwendungen in der extremen Umwelt passend.
Entsprechend der Kristallstruktur des Metalls, kann Edelstahl in fünf Arten unterteilt werden. Diese fünf Arten sind Austenit, Ferrit, Martensit, Duplex und Aushärtung. Edelstahlgrade werden durch drei Stellen anstelle vier Stellen identifiziert. Die erste Zahl stellt die Kristallstruktur und bedeutenden die Legierungselemente dar.
Zum Beispiel ist 300 Reihe Edelstahl Austenitchromnickellegierung. 304 Edelstahl ist der allgemeinste Grad, 18 alias/8, weil er 18% Chrom und 8% Nickel hat. Edelstahl 303 ist eine freie Maschinenausführung von Edelstahl 304. Der Zusatz des Schwefels verringert seine Korrosionsbeständigkeit, also ist Art 303 Edelstahl wahrscheinlicher als Art 304 Edelstahl zu verrosten.
Edelstahl kann in einer breiten Palette von Industrien benutzt werden. Nach der richtigen Verarbeitung Art 316 Edelstahl kann für Ventilkomponenten in der medizinischen Ausrüstung wie Maschinen und Rohrleitungen benutzt werden. Edelstahl 316 wird auch für die Verarbeitung von Nüssen - und - Bolzen, viele benutzt von, welchen in den Luftfahrt- und Automobilindustrien verwendet werden. Edelstahl 303 wird für die Gänge, Wellen und andere Teile benutzt, die für Flugzeuge und Automobile notwendig sind.
MeißelWerkzeugstahl
Werkzeugstahl wird benutzt, um Werkzeuge für verschiedene Herstellungsverfahren, einschließlich Druckguß herzustellen, das Spritzen und stempelt und schneidet. Es gibt viel unterschiedlicher Werkzeugstahl legiert verfügbares für verschiedene Anwendungen, aber alle sie bekannt für ihre Härte. Jede von ihnen kann der Abnutzung von Mehrfachnutzung widerstehen (die Stahlform, die für Spritzen benutzt wird, kann Millionmal oder mehr von Materialien widerstehen) und hat Widerstand der hohen Temperatur.
Eine allgemeine Anwendung des Werkzeugstahls ist Spritzen, das durch Stahl CNC verarbeitet wird, um die hochwertigsten Produktionsteile zu produzieren. Stahl H13 wird normalerweise wegen seiner guten thermischen Ermüdungsleistung vorgewählt - seine Stärke und Härte können langfristiger Aussetzung zu den extremen Temperaturen widerstehen. Form H13 ist für moderne Spritzenmaterialien mit hochschmelzender Temperatur sehr passend, weil sie längeres Formleben als andere Stahle – 500000 bis 1 Millionmal liefert. Gleichzeitig ist S136 Edelstahl, und das Würfelleben übersteigt eine Millionmal. Dieses Material kann zum höchsten Stand poliert werden und für spezielle Anwendungen von den Teilen benutzt werden, die hohe optische Klarheit erfordern.
Stahlbehandlung
Einige der nützlichsten Eigenschaften des Stahls kommen von den zusätzlichen Verarbeitungsund Bearbeitungsschritten. Vor der Verarbeitung diese Methoden können durchgeführt werden, zum der Eigenschaften des Stahls zu ändern und des Stahls einfacher zu machen zu verarbeiten. Erinnern Sie bitte daran, sich dass, nach der maschinellen Bearbeitung, Materialien, bevor die maschinelle Bearbeitung verhärtend Stückzeit ausdehnt und Meißelverschleiß erhöht, aber Stahlkanne verarbeitet wird, zum der Stärke oder der Härte des Endprodukts zu erhöhen. Das heißt, ist es wichtig, jede mögliche geplante Behandlung vorwegzunehmen, dass Sie zutreffen müssen, um die notwendigen Eigenschaften für Ihre Teile zu erzielen.
Wärmebehandlung
Wärmebehandlung bezieht sich auf einige verschiedene Prozesse, die die Temperatur des Stahls manipulierend, um seine Materialeigenschaften zu ändern mit einbeziehen. Ein Beispiel ist die Vergütung, die verwendet wird, um Härte- und Zunahmeduktilität zu verringern und macht Stahl einfacher zu verarbeiten. Der Vergütungsprozeß erhitzt langsam den Stahl zur gewünschten Temperatur und hält ihn für einen bestimmten Zeitraum. Die, die Zeit und die Temperatur erfordert werden, hängen von der spezifischen Legierung und von der Abnahme bei Zunahme des Kohlenstoffgehalts ab. Schließlich wird das Metall langsam in den Ofen abgekühlt oder umgeben durch Isoliermaterial.
Die Normalisierung von Wärmebehandlung kann den internen Druck im Stahl bei hochfesteren Instandhaltung und Härte beseitigen der als getemperter Stahl. Während der Normalisierung wird der Stahl zu einer hohen Temperatur und dann zu einer Luft erhitzt, die abgekühlt werden, um höhere Härte zu erreichen.
Gelöschter Stahl ist ein anderer Wärmebehandlungsprozeß. Sie schätzten ihn, es verhärten Stahl. Es erhöht auch Stärke, aber macht auch das Material spröder. Der Verhärtungsprozeß besteht, den Stahl langsam zu erhitzen, ihn an der hohen Temperatur zu tränken, und den Stahl in Wasser-, Öl- oder Salzlösungslösung dann schnell abzukühlen.
Schließlich Wärmebehandlungsprozeß mildernd wird angenommen, um die Zerbrechlichkeit des gelöschten Stahls zu verringern. Ausgeglichener Stahl ist zur Normalisierung fast identisch: erhitzen Sie ihn langsam zu einer vorgewählten Temperatur, und lüften Sie dann, den Stahl abzukühlen. Der Unterschied ist, dass die Anlasstemperatur niedriger als andere Prozesse ist, die die Zerbrechlichkeit und die Härte des ausgeglichenen Stahls verringert.
Aushärtung
Aushärtung verbessert die Streckgrenze des Stahls. Einige Grade des Edelstahls enthalten pH-Werte in ihren Namen, also bedeutet es, dass sie Aushärtungseigenschaften haben. Der Hauptunterschied zwischen Aushärtungsstahlen ist, dass sie zusätzliche Elemente enthalten: Kupfer, Aluminium, Phosphor oder Titan. Es gibt viele verschiedenen Legierungen. Um das Aushärtungseigentum zu aktivieren, wird der Stahl in die abschließende Form gebildet und unterworfen dann Aushärtungsbehandlung. Die Prozesswärmen der alternden Verhärtung das Material für eine lange Zeit, zum der addierten Elemente herbeizuführen und von festen Partikeln mit verschiedenen Größen zu bilden, die Stärke des Materials so verbessernd.
17-4PH (alias Stahl 630) ist ein allgemeines Beispiel von Edelstahlaushärtungsgraden. Die Legierung enthält 17% Chrom und 4% Nickel und 4% Kupfer, das zur Aushärtung beiträgt. Wegen der Aufhärtung, der Stärke und der hohen Korrosionsbeständigkeit, 17-4PH wird für HELIDECK-Plattformen, Turbinenschaufeln und Atommülltrommeln verwendet.
Kaltverformung
Die Eigenschaften der Stahlkanne auch geändert werden, ohne eine große Wärmemenge anzuwenden. Zum Beispiel bearbeitete Kälte Stahl wird gemacht stärker durch einen Arbeitsverdichtungsprozeß. Die Arbeitsverdichtung tritt auf, wenn das Metall Plastik- verformt wird. Dieses kann erzielt werden, indem man hämmert, rollt oder zeichnet das Metall. Während der maschinellen Bearbeitung wenn das Werkzeug oder das Werkstück überhitzt wird, tritt die Arbeitsverdichtung möglicherweise auch versehentlich auf. Kaltverformung kann die Verarbeitungsfähigkeit des Stahls auch verbessern. Kohlenstoffarmer Stahl ist für Kaltverformung sehr passend.
Vorkehrungen für Stahlkonstruktionsentwurf
Wenn man Stahlteile entwirft, ist es wichtig, sich an die einzigartigen Eigenschaften des Materials zu erinnern. Die Herstellung es gut angepasst zu den Eigenschaften Ihrer Anwendung erfordert möglicherweise zusätzliche Erwägung des Herstellungsentwurfs (DFM).
Wegen der Härte des Materials, dauert es länger zum Prozessstahl als andere weichere Materialien wie Aluminium- oder Messing. Sie müssen die korrekten Maschineneinstellungen benutzen, um Bearbeitungsqualität zu optimieren und Meißelverschleiß herabzusetzen. Tatsächlich bedeutet dieses langsamere Spindelgeschwindigkeit und -Vorschubgeschwindigkeit, um Ihre Teile und Formen zu schützen.
Selbst wenn Sie nicht die Verarbeitung tun, sollten Sie die Stahlart noch auswerten, die für Ihr Projekt, nicht nur die Härte und die Stärke, aber auch der Unterschied bezüglich der Verarbeitungsfähigkeit passend ist. Zum Beispiel ist die Bearbeitungszeit des Edelstahls ungefähr zweimal die des Kohlenstoffstahls. Bei der Entscheidung auf verschiedenen Graden, sollten Sie auch betrachten, welche Eigenschaften das prioritärste sind und das Stahllegierungen einfach sind, zu erreichen. Allgemein verwendete Grade, wie Edelstahl 304 oder 316, haben eine breitere Strecke Größen der auf Lager, zum von zu wählen und von weniger Zeit zu erfordern zu finden und zu kaufen.