Hoe koolstof staal vormgeeft: Versterking en veelzijdigheid

De transformatie van staal wordt mogelijk gemaakt door koolstof. De koolstofgehalte van staal verandert de eigenschappen van staal voor verschillende toepassingen. Trekken eigenschappen kunnen van buigbaar aluminiumstaal tot schokbestendige pantserplaten leiden door een gemeten percentage koolstof in staal toe te voegen.

Eigenschappen van staal

IJzer is het basismetaal van staal, maar is te zacht om productief te zijn. Wanneer austeniet en ferriet (vormen van koolstof) worden geïntroduceerd, kunnen verschillende staalvormen gerealiseerd worden. Andere legeringselementen, zoals cementiet, kunnen ook worden gebruikt om de structurele waarde van staal te veranderen. Verdere verhitting en afkoeling onder gecontroleerde omstandigheden versterken het materiaal.

Productieverbeteringen

Vóór 1968 was het Bessemer-proces de basis van de commerciële staalproductie. Zuurstof werd gebruikt om onzuiverheden zoals silicium, mangaan en koolstof te verbranden. In 1968 werden basische zuurstofovens ontwikkeld om de controle en snelheid van zuurstof te verbeteren. Vandaag de dag wordt meer dan 66% van alle wereldwijde staalproductie met dit proces uitgevoerd.

Veelgebruikte koolstofstalen

Er zijn drie typen koolstofstalen die vaak in verschillende toepassingen worden gebruikt. De koolstofniveaus creëren de juiste treksterkte die nodig is voor fabriceren, lassen en het bepalen van de structurele veiligheid voor elk project.

• Laag-koolstofstaal heeft het laagste percentage koolstof per gewicht (0,05–0,25%). Het wordt voornamelijk gebruikt voor platgewalste producten, zoals draad, blikplaten en automobielkarosseriedeelen.
• Middel-koolstofstaal verhoogt het koolstofgehalte tot 0,30–0,60%. In combinatie met een mangaaninhoud van 0,60–1,65% verandert de getemperde toestand in een veerkrachtigere vorm. Constructiestaal, zoals assen, tandwielen en rails, kan dankzij middel-koolstofstaal verhoogde kracht dragen.
• Hoog-koolstofstaal kan variëren van 0,60–1,00% met een gecombineerd mangaan van 0,30–0,90% per gewicht. Bekend om de optimale combinatie van kracht, hardheid, zwaarte en slijtvastheid, wordt dit type constructiestaal gereserveerd voor producten zoals messen, zware assen en harde metalen stangen.

Het belang van mechanische eigenschappen

Er zit een bepaalde scheikunde in het creëren van constructiestaal, bekend als metallurgie. Door de bestudering van oxidatie en de toevoeging of verwijdering van elementen is vastgesteld dat elke toename van koolstof boven 0,12% onbetekenisvol is. Mechanische eigenschappen worden daarna geïntroduceerd om constructiestaal verder te perfectioneren en af te stemmen op atmosferische omstandigheden. Atmosferische corrosie is veelvoorkomend in constructiestaal zonder de hulp van bepaalde mechanische eigenschappen. Koolstof kan een gewenste treksterkte vormen in conventionele koolstofstalen, maar een grotere weerstand tegen de elementen wordt geleverd door microlegerde stalen.

Warmtebehandeling in laag-legerde stalen

Regelgeving kan van toepassing zijn op warmtebehandelde laag-legerde stalen, evenals op aangehaarde en getemperde, genormaliseerde en getemperde stalen. Legeringen, zoals staal, worden gebruikt om te beschermen tegen corrosie en andere milieuvervallens. Ze helpen ook bij het vormen van zwaarte na warmtebehandeling.

1. Laag-koolstof aangehaarde en getemperde stalen zijn uitstekend geschikt voor smeden of gieten.
2. Middel-koolstof ultra hoogsterkte stalen werken goed als blokken, staven, platen en buizen.
3. Lagerstalen worden gebruikt voor rol- en bal lagertoepassingen en kunnen ofwel hoog-koolstof of laag-koolstof zijn, afhankelijk van de toepassing.
4. Chroom-molybdeenstalen worden vaak vereist in de olie- en gasindustrie vanwege oxidatie- en corrosiebestendigheid en hoge-temperatuurbescherming.

De chemische en mechanische eigenschappen van constructiestaal kunnen aan bijna elk type toepassing worden aangepast, mits koolstof een significante rol mag spelen. Afhankelijk van de industrie en de atmosferische eisen van een klus, kan de perfecte formule worden samengesteld. Houd rekening met kracht, weerstand, milieuaspecten en prestatienormen die door regelgevende instanties worden gesteld bij het beslissen hoe u uw huidige situatie kunt verbeteren.

Voor meer gedetailleerde informatie over basisconstructiestaal en hoe het aan de behoeften van uw bedrijf in de Verenigde Staten kan voldoen, neem contact op met Swanton Welding Company Inc. Bezoek ons online op SwantonWeld.com of bel direct met 419.826.4816.