Kolstål delar
Kolstål är ett stål med kolhalt från cirka 0,05 upp till 3,8 viktprocent.Definitionen av kolstål från American Iron and Steel Institute (AISI) säger:
1. ingen minimihalt anges eller krävs för att krom, kobolt, molybden, nickel, niob, titan, volfram, vanadin, zirkonium eller något annat grundämne ska tillsättas för att uppnå en önskad legeringseffekt;
2. det angivna minimumet för koppar inte överstiger 0,40 procent;
3. eller den maximala halten som anges för något av följande beståndsdelar inte överstiger de angivna procenttalen: mangan 1,65 procent;kisel 0,60 procent;koppar 0,60 procent.
Termen kolstål kan också användas med hänvisning till stål som inte är rostfritt stål;i denna användning kan kolstål innefatta legerade stål.Högkolhaltigt stål har många olika användningsområden såsom fräsmaskiner, skärverktyg (som mejslar) och höghållfasta trådar.Dessa applikationer kräver en mycket finare mikrostruktur, vilket förbättrar segheten.
När kolhalten stiger har stål förmågan att bli hårdare och starkare genom värmebehandling;den blir dock mindre duktil.Oavsett värmebehandling minskar en högre kolhalt svetsbarheten.I kolstål sänker den högre kolhalten smältpunkten.
Syftet med värmebehandling av kolstål är att förändra stålets mekaniska egenskaper, vanligtvis duktilitet, hårdhet, sträckgräns eller slaghållfasthet.Observera att den elektriska och termiska ledningsförmågan endast ändras något.Som med de flesta förstärkningstekniker för stål är Youngs modul (elasticitet) opåverkad.Alla behandlingar av stål handlar om duktilitet för ökad hållfasthet och vice versa.Järn har en högre löslighet för kol i austenitfasen;därför börjar alla värmebehandlingar, förutom sfäroidisering och processglödgning, med att värma stålet till en temperatur vid vilken den austenitiska fasen kan existera.Stålet kyls sedan (värme utdraget) med en måttlig till låg hastighet, vilket tillåter kol att diffundera ut ur austeniten och bildar järnkarbid (cementit) och lämnar ferrit, eller med hög hastighet, fångar kolet i järnet och bildar så martensit .Hastigheten med vilken stålet kyls genom den eutektoida temperaturen (ca 727 °C) påverkar hastigheten med vilken kol diffunderar ut ur austenit och bildar cementit.Generellt sett kommer en snabb kylning att lämna järnkarbid fint dispergerad och producera en finkornig perlit och långsam kylning ger en grövre perlit.Kylning av ett hypoeutektoid stål (mindre än 0,77 viktprocent C) resulterar i en lamellär-perlitisk struktur av järnkarbidskikt med α-ferrit (nästan rent järn) mellan.Om det är hypereutektoid stål (mer än 0,77 viktprocent C) är strukturen full perlit med små korn (större än perlitlamellen) av cementit bildade på korngränserna.Ett eutektoid stål (0,77 % kol) kommer att ha en perlitstruktur genom hela kornen utan cementit vid gränserna.De relativa mängderna av beståndsdelar hittas med hjälp av spakregeln.Följande är en lista över möjliga typer av värmebehandlingar.
Legerat stål är stål som är legerat med en mängd olika element i totala mängder mellan 1,0 % och 50 % i vikt för att förbättra dess mekaniska egenskaper.Legerade stål delas upp i två grupper: låglegerade stål och höglegerade stål.Skillnaden mellan de två är omtvistad.Smith och Hashemi definierar skillnaden till 4,0 %, medan Degarmo, et al., definierar den till 8,0 %.Vanligast hänvisar frasen "legerat stål" till låglegerade stål.
Strängt taget är varje stål en legering, men alla stål kallas inte "legerade stål".De enklaste stålen är järn (Fe) legerat med kol (C) (cirka 0,1 % till 1 %, beroende på typ).Emellertid är termen "legerat stål" standardtermen som hänvisar till stål med andra legeringselement tillsatta avsiktligt utöver kolet.Vanliga legeringar inkluderar mangan (den vanligaste), nickel, krom, molybden, vanadin, kisel och bor.Mindre vanliga legeringar inkluderar aluminium, kobolt, koppar, cerium, niob, titan, volfram, tenn, zink, bly och zirkonium.
Följande är en rad förbättrade egenskaper hos legerat stål (jämfört med kolstål): hållfasthet, hårdhet, seghet, slitstyrka, korrosionsbeständighet, härdbarhet och varmhårdhet.För att uppnå några av dessa förbättrade egenskaper kan metallen kräva värmebehandling.
En del av dessa kan användas i exotiska och mycket krävande tillämpningar, såsom i turbinbladen på jetmotorer och i kärnreaktorer.På grund av järns ferromagnetiska egenskaper finner vissa stållegeringar viktiga tillämpningar där deras reaktioner på magnetism är mycket viktiga, inklusive i elmotorer och i transformatorer.
Spheroidizing
Spheroidit bildas när kolstål värms upp till cirka 700 °C i över 30 timmar.Spheroidit kan bildas vid lägre temperaturer men tiden som behövs ökar drastiskt, eftersom detta är en diffusionskontrollerad process.Resultatet är en struktur av stavar eller sfärer av cementit inom primär struktur (ferrit eller perlit, beroende på vilken sida av eutektoiden du befinner dig på).Syftet är att mjuka upp högre kolstål och möjliggöra mer formbarhet.Detta är den mjukaste och mest sega formen av stål.
Full glödgning
Kolstål värms upp till cirka 40 °C över Ac3 eller Acm under 1 timme;detta säkerställer att all ferrit omvandlas till austenit (även om cementit fortfarande kan existera om kolhalten är större än eutektoiden).Stålet måste sedan kylas långsamt, i området 20 °C (36 °F) per timme.Vanligtvis är det bara ugnskylt, där ugnen stängs av med stålet fortfarande inuti.Detta resulterar i en grov perlitisk struktur, vilket betyder att "banden" av perlit är tjocka.Helglödgat stål är mjukt och formbart, utan inre spänningar, vilket ofta är nödvändigt för kostnadseffektiv formning.Endast sfäroidiserat stål är mjukare och mer seg.
Processglödgning
En process som används för att avlasta ett kallbearbetat kolstål med mindre än 0,3 % C. Stålet värms vanligtvis till 550–650 °C i 1 timme, men ibland så höga som 700 °C.Bilden åt höger [förtydligande behövs] visar området där processglödgning sker.
Isotermisk glödgning
Det är en process där hypoeutectoid stål värms över den övre kritiska temperaturen.Denna temperatur bibehålls under en tid och reduceras sedan till under den lägre kritiska temperaturen och bibehålls återigen.Den kyls sedan till rumstemperatur.Denna metod eliminerar eventuell temperaturgradient.
Normaliserande
Kolstål värms upp till cirka 55 °C över Ac3 eller Acm under 1 timme;detta säkerställer att stålet helt omvandlas till austenit.Stålet luftkyls sedan, vilket är en kylhastighet på cirka 38 °C (100 °F) per minut.Detta resulterar i en fin perlitisk struktur och en mer enhetlig struktur.Normaliserat stål har högre hållfasthet än glödgat stål;den har en relativt hög hållfasthet och hårdhet.
Släckning
Kolstål med minst 0,4 viktprocent C upphettas till normaliserande temperaturer och kyls sedan snabbt (släcks) i vatten, saltlösning eller olja till den kritiska temperaturen.Den kritiska temperaturen är beroende av kolhalten, men är som regel lägre när kolhalten ökar.Detta resulterar i en martensitisk struktur;en form av stål som har en övermättad kolhalt i en deformerad kroppscentrerad kubisk (BCC) kristallstruktur, korrekt kallad body-centered tetragonal (BCT), med mycket inre stress.Sålunda är kylt stål extremt hårt men sprött, vanligtvis för sprött för praktiska ändamål.Dessa inre spänningar kan orsaka spänningssprickor på ytan.Kylt stål är ungefär tre gånger hårdare (fyra med mer kol) än normaliserat stål.
Martempering (marquenching)
Martempering är egentligen inte ett härdningsförfarande, därav termen marquenching.Det är en form av isotermisk värmebehandling som appliceras efter en initial härdning, vanligtvis i ett smält saltbad, vid en temperatur strax över "martensitstarttemperaturen".Vid denna temperatur avlastas restspänningar i materialet och en del bainit kan bildas av den kvarhållna austeniten som inte hann omvandlas till något annat.Inom industrin är detta en process som används för att kontrollera ett materials duktilitet och hårdhet.Med längre marquenching ökar duktiliteten med en minimal förlust i styrka;stålet hålls i denna lösning tills delens inre och yttre temperaturer utjämnas.Därefter kyls stålet med måttlig hastighet för att hålla temperaturgradienten minimal.Denna process minskar inte bara inre spänningar och spänningssprickor, den ökar också slaghållfastheten.
Härdning
Detta är den vanligaste värmebehandlingen, eftersom de slutliga egenskaperna kan bestämmas exakt av temperaturen och tiden för anlöpningen.Anlöpning innebär återuppvärmning av kylt stål till en temperatur under eutektoidtemperaturen och sedan kylning.Den förhöjda temperaturen tillåter att mycket små mängder sfäroidit bildas, vilket återställer duktiliteten, men minskar hårdheten.Faktiska temperaturer och tider väljs noggrant för varje komposition.
Austempering
Austemperingsprocessen är densamma som martempering, förutom att härdningen avbryts och stålet hålls i det smälta saltbadet vid temperaturer mellan 205 °C och 540 °C och kyls sedan med måttlig hastighet.Det resulterande stålet, kallat bainit, producerar en nålformig mikrostruktur i stålet som har stor hållfasthet (men mindre än martensit), större duktilitet, högre slaghållfasthet och mindre distorsion än martensitstål.Nackdelen med austempering är att den endast kan användas på ett fåtal stål, och det kräver ett speciellt saltbad.
Kolstål cnc
vridbussning för axel
Kolstål cnc
bearbetning av svart anodisering
Bussdelar med
svärtande behandling
Svarvning av kolstål
delar med sexkantstång
Kolstål
DIN växeldelar
Kolstål
smide bearbetningsdelar
Kolstål cnc
svarvdelar med fosfatering
Bussdelar med
svärtande behandling
