abstrakt
Stål er en legering sammensat af jern og C (kulstof), Si (silicium), Mn (mangan), P (fosfor), S (svovl) og en lille mængde andre grundstoffer. Udover Fe (jern) spiller C-indholdet en stor rolle for stålets mekaniske egenskaber. Det er det vigtigste og mest anvendte metalmateriale inden for ingeniørteknologi.
jernholdige metaller og ikke-jernholdige metaller
Jernholdige metaller
Udtrykket "jernholdigt metal" refererer til ethvert jernholdigt metal (jern og jernlegeringer) såsom stål, råjern, jernlegeringer, støbejern osv. Stål og råjern er legeringer baseret på jern med kulstof som hovedelementet. De kaldes tilsammen jern-carbon-legeringer.
Råjern refererer til et produkt fremstillet ved at smelte jernmalm i en højovn og bruges hovedsageligt til at smelte stål og fremstille støbegods.
Støbejernet smeltes i en jernsmelteovn for at opnå støbejern (flydende jern-kulstoflegering med et kulstofindhold på over 2,11%), og det flydende støbejern hældes i en støbegods. Sådan opstod støbejernsdele.
Ferrolegering er en legering sammensat af jern og silicium, mangan, krom, titanium og andre elementer. Ferrolegering er et af råmaterialerne til stålfremstilling. Det bruges som et deoxidationsmiddel og legeringselementadditiv til stål under stålfremstilling.
Jern-kulstof-legeringer med et kulstofindhold på mindre end 2,11% kaldes stål. Stål opnås ved at sætte råjern i en stålfremstillingsovn og smelte det efter en bestemt proces. Stålprodukter omfatter stålbarrer, strengstøbte emner og direkte støbning af forskellige stålstøbegods. Stål refererer generelt til stål, der er valset til forskellige stålprodukter.
Jernholdige metaller er magnetiske, stærke og hårde på grund af deres jernindhold, og disse materialer er almindeligt anvendt i konstruktion af boliger, store rør, industrielle beholdere og tekniske applikationer. Jernholdige metaller indeholder også store mængder kulstof og er derfor mere modtagelige for rust i fugtige omgivelser (bortset fra rustfrit stål, som har et højt kromindhold, og smedejern, som har et højt indhold af rent jern).
Disse metaller er generelt solide og holdbare, hvilket gør dem nyttige i konstruktion og teknik. Store strukturer som skyskrabere og broer indeholder jernholdige metaller. Derudover kan jernholdige metaller findes i containere, industrirør, biler, jernbaneskinner og husholdningsværktøj.
Ikke-jernholdigt metal
Ikke-jernholdige metaller henviser til andre metaller og legeringer end jernholdige metaller, såsom kobber, tin, bly, zink, aluminium, messing, bronze, aluminiumlegeringer og lejelegeringer. Desuden bruges krom, nikkel, mangan, molybdæn, kobolt, vanadium, wolfram, titanium og så videre også i industrien. Disse metaller bruges hovedsageligt som legeringsadditiver for at forbedre metallets egenskaber. Blandt dem bruges wolfram, titanium, molybdæn osv. mest til fremstilling af hårdmetal til skærende værktøjer.
Ovenstående ikke-jernholdige metaller kaldes industrielle metaller, foruden ædelmetaller: platin, guld, sølv osv. og sjældne metaller, herunder radioaktivt uran, radium mv.
I modsætning til jernholdige metaller er disse legeringer duktile og lettere, hvilket gør dem velegnede til industrier, hvor styrke er påkrævet, men vægtbegrænsninger er opfyldt, såsom rumfartsindustrien.
Rustfri
Tråd
Kan
Guld
Dette materiale har forskellige egenskaber og er hovedsageligt et rent metal eller en legering uden jern. Magnetisk er de for det meste ikke-magnetiske. Ud over ikke-jernholdige metaller såsom aluminium, kobber, bly, zink og tin, er ædle metaller såsom guld, sølv osv. også inkluderet og anvendes normalt til dekorative formål.Ikke-jernholdige metaller bruges nu i byggeriet, fremstilling af værktøjer, kabler, køretøjsmotorer, rør, containere og endda service.
råjern, stål og smedejern
om stål
Stål er et legeringsmateriale med jern som hovedelementet, et kulstofindhold generelt under 2% og andre elementer. Kulstofindholdet i kromstål kan være større end 2%, men 2% er normalt skillelinjen mellem stål og støbejern. Strengt taget er stål en jern-kulstof-legering med et kulstofindhold mellem 0.0218% og 2.11%. Universalt kalder vi det stål sammen med jern. For at sikre dets sejhed og plasticitet overstiger kulstofindholdet generelt ikke 1,7%. Ud over jern og kulstof omfatter stålets hovedelementer silicium, mangan, svovl, fosfor osv. Andre ingredienser bruges til at differentiere stålegenskaber.
|
Kulstof (C) |
findes i alle stål og er det mest vitale hærdningselement, der er med til at øge stålets styrke. |
|
Chrom (Cr) |
øger slidstyrke, hårdhed og korrosionsbestandighed. Metallet med et kromindhold på mere end 13% betragtes som rustfrit stål. |
|
Mangan (Mn) |
er et vigtigt austenitstabiliserende element, der hjælper med at skabe teksturstrukturer, øger robusthed og styrke samt slidstyrke. |
|
Molybdæn (Mo) |
betragtes som karboniseringsmiddel. Det forhindrer stål i at blive skørt og bevarer stålets styrke ved høje temperaturer. |
|
Nikkel (Ni) |
bevarer styrke, korrosionsbestandighed og sejhed. |
|
Silicium (Si) |
hjælper med at opbygge styrke. Ligesom mangan bruges silicium under produktionen af stål for at bevare sin styrke. |
|
Wolfram (W) |
øger slidstyrken. Wolfram blandes med krom eller mangan i passende proportioner for at fremstille højhastighedsstål. |
|
Vanadium (V) |
øger slidstyrken og duktiliteten. |
|
Fosfor (P) |
er et skadeligt element, der reducerer stålets plasticitet og sejhed og forårsager koldskørhed. Det kan øge styrken af stål betydeligt og forbedre stabiliteten af atmosfærisk korrosion. Indholdet bør begrænses til mindre end 0.05 %. |
|
Svovl (S) |
Normalt er svovl et skadeligt grundstof, der øger stålets varme skørhed, og indholdet bør begrænses til mindre end {{0}}.05 %. Friskærende stål har dog et højt svovlindhold, som kan nå 0,08% ~ 0,40%. |
divisioner
Blødt stål er let at acceptere forskellige forarbejdninger såsom smedning, svejsning og skæring, og bruges ofte til at lave kæder, nitter, bolte, aksler mv.
Mellemkulstofstål omfatter dræbt stål (dræbt stål refererer til fuldstændigt deoxideret stål, det vil sige, at massefraktionen af oxygen ikke overstiger {{0}}.01 %, normalt mellem {{7} },002% og 0,003%), halvdræbt stål, kogende stål og andre produkter. Udover kulstof indeholder det også en lille mængde mangan (0,70% ~ 1,20%). Den har fremragende termisk behandling og skæreydelse, men dens svejseydelse er dårlig.
Højkulstofstål kaldes ofte værktøjsstål, og dets kulstofindhold varierer fra mere end {{0}},60% til 1,70%. Hammere, koben osv. er lavet af stål med et kulstofindhold på 0,75%; skærende værktøjer såsom bor, oprømmere osv. er lavet af stål med et kulstofindhold på 0,90 % til 1,00 %.Ydermere kaldes jern-carbon-legeringer med et kulstofindhold på 2,1% til 4,5% generelt støbejern.
