Stålkvaliteter og egenskaper

Hva er de forskjellige ståltypene?

Buena Vista Images/Stone/Getty Images

I følge World Steel Association finnes det over 3500 forskjellige kvaliteter av stål , som omfatter unike fysiske, kjemiske og miljømessige egenskaper.

I hovedsak er stål sammensatt av jern og karbon, selv om det er mengden karbon, samt nivået av urenheter og ekstra legeringselementer som bestemmer egenskapene til hver stålkvalitet.

Karboninnholdet i stål kan variere fra 0,1%-1,5%, men de mest brukte stålkvalitetene inneholder kun 0,1%-0,25% karbon. Elementer som f.eks mangan , fosfor og svovel finnes i alle stålkvaliteter, men mens mangan gir gunstige effekter, er fosfor og svovel skadelig for stålets styrke og holdbarhet.

Ulike typer stål produseres i henhold til egenskapene som kreves for deres anvendelse, og ulike sorteringssystemer brukes for å skille stål basert på disse egenskapene.

Stål kan grovt kategoriseres i fire grupper basert på deres kjemiske sammensetning:

1. Karbonstål
2. Legert stål
3. Rustfritt stål
4. Verktøystål

Tabellen nedenfor viser de typiske egenskapene til stål ved romtemperatur (25°C). De brede områdene av strekkfasthet, flytestyrke og hardhet skyldes i stor grad forskjellige varmebehandlingsforhold.

Karbonstål

Karbonstål inneholder spormengder av legeringselementer og står for 90 % av den totale stålproduksjonen. Karbonstål kan videre kategoriseres i tre grupper avhengig av karboninnholdet:

• Low Carbon Steels/Mild Steels inneholder opptil 0,3 % karbon
• Middels karbonstål inneholder 0,3-0,6 % karbon
• Høykarbonstål inneholder mer enn 0,6 % karbon

Legert stål

Legerte stål inneholder legeringselementer (f.eks. mangan, silisium, nikkel, titan, kobber, krom og aluminium) i varierende proporsjoner for å manipulere stålets egenskaper, som dets herdbarhet, korrosjonsbestandighet, styrke, formbarhet, sveisbarhet eller duktilitet. Bruksområder for legert stål inkluderer rørledninger, bildeler, transformatorer, kraftgeneratorer og elektriske motorer.

Rustfritt stål

Rustfritt stål inneholder vanligvis mellom 10-20 % krom som hovedlegeringselement og er verdsatt for høy korrosjonsbestandighet. Med over 11 % krom er stål omtrent 200 ganger mer motstandsdyktig mot korrosjon enn bløtt stål. Disse stålene kan deles inn i tre grupper basert på deres krystallinske struktur:

• Austenittisk: Austenittisk stål er ikke-magnetisk og kan ikke varmebehandles, og inneholder generelt 18 % krom, 8 % nikkel og mindre enn 0,8 % karbon. Austenittiske stål utgjør den største delen av det globale markedet for rustfritt stål og brukes ofte i matforedlingsutstyr, kjøkkenutstyr og rør.
• Ferritisk: Ferritiske stål inneholder spormengder av nikkel, 12-17 % krom, mindre enn 0,1 % karbon, sammen med andre legeringselementer, som molybden, aluminium eller titan. Disse magnetiske stålene kan ikke herdes av varmebehandling men kan forsterkes ved kaldarbeid.
• Martensittisk: Martensittisk stål inneholder 11-17 % krom, mindre enn 0,4 % nikkel og opptil 1,2 % karbon. Disse magnetiske og varmebehandlebare stålene brukes i kniver, skjæreverktøy, samt tannlege- og kirurgisk utstyr.

Verktøystål

Verktøystål inneholder wolfram , molybden, kobolt og vanadium i varierende mengder for å øke varmebestandigheten og holdbarheten, noe som gjør dem ideelle for skjære- og boreutstyr.

Stålprodukter kan også deles etter deres former og relaterte applikasjoner:

• Lange/rørformede produkter inkluderer stenger og stenger, skinner, ledninger, vinkler, rør og former og seksjoner. Disse produktene brukes ofte i bil- og byggesektoren.
• Flate produkter inkluderer plater, ark, spoler og strimler. Disse materialene brukes hovedsakelig i bildeler, apparater, emballasje, skipsbygging og konstruksjon.
• Andre produkter inkluderer ventiler, beslag og flenser og brukes hovedsakelig som rørmaterialer.