Please select your country! -Dansk -DA Indstillinger

Indstillinger

Please select your country!

{{group.Text}}

{{"ifind_go-back" | translate}}

{{group.Text}}

Materialer

Emnematerialer

Emnematerialer
 

Emnematerialegrupper

Den spåntagende industri fremstiller et ekstremt bredt udvalg af komponenter, der fremstilles af mange forskellige materialer. Hvert materiale har sine egne, unikke egenskaber, der påvirkes af legeringselementerne, varmebehandling, hårdhed osv. Disse egenskaber påvirker valget af geometri, kvalitet og skæredata for det skærende værktøj. For at gøre det lettere at vælge er emnematerialerne opdelt i seks hovedgrupper i overensstemmelse med ISO-standarden, og hver gruppe har unikke egenskaber med hensyn til bearbejdelighed:

ISO P – Stål er den største materialegruppe inden for metalbearbejdning, der går fra ulegeret til højtlegeret materiale, inklusive stålstøbegods samt ferritisk og martensitisk rustfrit stål. Bearbejdeligheden er normalt god, men varierer meget afhængigt af materialehårdhed, kulstofindhold osv.

ISO M – Rustfrit stål er materialer, der er legeret med min. 12 % krom. Andre legeringer kan indeholde nikkel og molybdæn. Forskellige forhold som f.eks. ferritisk, martensitisk, austenitisk og austenitisk-ferritisk (duplex) giver et stort udvalg af materialer. En fælles egenskab for alle disse materialer er, at skærkanterne udsættes for meget varme, stråleslid og løsægsdannelse.

ISO K – Støbejern er, i modsætning til stål, en kortspånet materialetype. Gråt støbejern (GCI) og aducérgods (MCI) er ret let at bearbejde, mens nodulært støbejern (NCI), kompakt støbejern (CGI) og udglødet støbejern (ADI) er mere vanskeligt. Alt støbejern indeholder SiC, som er meget abrasivt mod skærkanten.

ISO N – Ikke-jernholdige metaller er blødere metaller, som f.eks. aluminium, kobber, messing osv. Aluminium med et Si-indhold på 13 % er meget abrasivt. Der kan forventes generelt høje skærehastigheder og lang værktøjslevetid for skær med skarpe kanter.

ISO S – Varmebestandige superlegeringer omfatter flere højtlegerede jern-, nikkel-, kobolt- og titanbaserede materialer. De er klæbende, giver løsægsdannelse, hærder under arbejde (deformationshærdning) og genererer varme. De ligner meget ISO M-materialerne, men er meget vanskeligere at bearbejde og reducerer skærkanternes levetid.

ISO H – Denne gruppe omfatter stål med en hårdhed mellem 45-65 HRc og også kokillestøbt jern omkring 400-600 HB. Hårdheden gør dem alle vanskelige at bearbejde. Materialerne genererer varme under bearbejdningen og er meget abrasive mod skærkanten.

O (andre): Ikke-ISO. Termoplast, hærdeplast, GFRP (glasfiberforstærket polymer/plast), CFRP (kulfiberforstærket plast), kulfiber-kompositmaterialer, aramidfiberforstærket plast, hårdt gummi, grafit (teknisk). Forskellige industrielle brancher bruger i dag flere kompositmaterialer, især i aerospace-industrien.

 

Emnematerialeklassifikation ved hjælp af MC-koder

Bare at opdele materialerne i grupper giver ikke nok information til at vælge den korrekte værktøjsgeometri, kvalitet og de korrekte skæredata. Materialegrupperne skal således opdeles yderligere i undergrupper. Sandvik Coromant har brugt CMC-kodesystemet (Coromant Material Classification) til at identificere og beskrive materialer fra mange forskellige leverandører, standarder og markeder. Med CMC-systemet klassificeres materialer ud fra deres bearbejdelighed, og Sandvik Coromant giver også anbefalinger for passende værktøjer og bearbejdningsdata.

For at give endnu mere specifikke i vores anbefalinger for at hjælpe med at forbedre produktiviteten har Sandvik Coromant udarbejdet en ny materialeklassifikation. Den har en mere detaljeret struktur, omfatter flere undergrupper og har separat information om type, kulstofindhold, fremstillingsproces, varmebehandling, hårdhed osv.

MC-kodestruktur

Strukturen er udformet således, at MC-koden kan repræsentere forskellige egenskaber for emnematerialer ved hjælp af en kombination af bogstaver og tal.

Eksempel 1

Koden P1.2.Z.AN
P er ISO-koden for stål
1 er materialegruppen ulegeret stål
2 er materialeundergruppen for kulstofindhold >0,25 % ≤ 0,55 % C
Z er bearbejdningsprocessen: smedet/valset/koldtrukket
AN er varmebehandlingen, udglødet, forsynet med hårdhedsværdier
 

Eksempel 2

N1.3.C.AG
N er ISO-koden for ikke-jernholdige metaller
1 er materialegruppen aluminium
3 er undergruppen aluminium med Si-indhold 1-13 %
C er bearbejdningsprocessen: støbning
AG står for varmebehandlingen: modning
 

Ved ikke kun at beskrive materialesammensætningen, men også produktionsproces og varmebehandling, som uden tvivl påvirker de mekaniske egenskaber, fås der en mere præcis beskrivelse. Den kan bruges til at give bedre anbefalinger for skæredata.

 

Definition af bearbejdelighed

Der er normalt tre hovedfaktorer, der skal identificeres, for at bestemme et materiales bearbejdelighed, dvs. dets evne til at blive bearbejdet.

  1. Klassifikation af emnets materiale ud fra et metallurgisk/mekanisk synspunkt.
  2. Skærkant-geometrien, der skal anvendes, på mikro- og makroniveau.
  3. Materialet, som det skærende værktøj er fremstillet af (kvalitet) med dets rigtige indholdsstoffer, f.eks. belagt hårdmetal, keramik, CBN eller PCD osv.

Valgene ovenfor har den største indflydelse på bearbejdeligheden af det aktuelle materiale. Andre faktorer omfatter bl.a.: skæredata, skærekræfter, varmebehandling af materialet, overfladehud, metallurgiske inklusioner, værktøjsholdere og generelle bearbejdningsbetingelser osv.

Der findes ikke nogen direkte definition af bearbejdeligheden, f.eks. kvaliteter eller numre. Ud fra et overordnet synspunkt er bearbejdeligheden emnets evne til at blive bearbejdet, sliddet det skaber på skærkanten og spånen, der dannes. I denne henseende er lavtlegeret kulstofstål nemmere at bearbejde sammenlignet med mere krævende austenitisk rustfrit stål. Den lavtlegerede stål anses for at have en bedre bearbejdelighed i forhold til rustfrit stål. Konceptet “god bearbejdelighed” betyder normalt uforstyrret spåntagning og en rimelig lang levetid for værktøjet. De fleste evalueringer af bearbejdeligheden af et bestemt materiale udføres med praktiske test, og resultaterne sammenlignes med resultater fra en anden materialetype under nogenlunde de samme betingelser. I disse test tages der hensyn til andre faktorer, som f.eks. mikrostruktur, klæbetendens, maskine, stabilitet, støj, værktøjets levetid osv.

 

ISO P-stål

  • MC-koder til stål
  • Ulegeret stål – P 1.1-1.5
  • Lavtlegeret stål – P 2.1-2.6
  • Højtlegeret stål – P 3.0-3.2

Hvad er ISO P-stål?

  • Stål er den største emnematerialegruppe inden for spåntagende bearbejdning
  • Stål kan være uhærdet eller hærdet og anløbet med en normal hårdhed på op til 400 HB. Stål med en hårdhed på over ca. 48 HRC og op til 62-65 HRC er en del af ISO H-gruppen
  • Stål er en legering med jern som den vigtigste komponent (Fe-baseret)
  • Ulegerede ståltyper har et kulstofindhold under 0,8 % og består kun af jern Fe uden andre legeringselementer
  • Legeret stål har et kulstofindhold, der er mindre end 1,7 %, og indeholder legeringselementer som f.eks. Ni, Cr, Mo, V og W
  • Lavtlegeret stål indeholder færre end 5 % legeringselementer
  • Højtlegeret stål indeholder over 5 % legeringselementer

Bearbejdeligheden generelt

  • Bearbejdeligheden af stål varierer afhængigt af legeringselementerne, varmebehandling og produktionsprocessen (smedet, valset, støbt osv.)
  • Generelt er spånkontrollen relativt nem og blød
  • Stål med et lavt kulstofindhold danner længere spåner, som klæber, og kræver skarpe skærkanter
  • Specifik skærekraft kc1: 1400-3100 N/mm²
  • Skærekræfterne og dermed den effekt, som kræves til at bearbejde dem, bliver inden for et begrænset område

Legeringselementer

C påvirker hårdheden (et højt indhold øger det abrasive slid). Et lavt kulstofindhold på < 0,2 %, øger det adhæsive slid, hvilket medfører løsægsdannelse og dårlig spånbrydning.

Cr, Mo, W, V, Ti, Nb (hårdmetalformer) – øger det abrasive slid.

O har stor indflydelse på bearbejdeligheden. Det former abrasive inklusioner samt ikke-metalliske inklusioner og oxid-inklusioner.

Al, Ti, V, Nb anvendes som finkornet behandling af stål. De gør stålet sejere og vanskeligere at bearbejde.

P, C, N i ferrit reducerer duktiliteten, som øger det adhæsive slid.

Positiv effekt

Pb i automatstål (med lavt smeltepunkt) reducerer friktionen mellem spån og skær, reducerer sliddet og forbedrer spånbrydningen.

Ca, Mn (+S) danner bløde smørende sulfider. Et højt S-indhold forbedrer bearbejdeligheden og spånbrydningen.

Svovl (S) har en gunstig indflydelse på bearbejdeligheden. Små forskelle, som f.eks. mellem 0,001 % og 0,003 %, kan påvirke bearbejdeligheden betydeligt. Denne effekt anvendes i automatstål. Det typiske er et svovlindhold på ca. 0,25 %. Svovl danner bløde inklusioner af mangansulfid (MnS), der danner et smørende lag mellem spånen og skærkanten. MnS forbedrer også spånbrydningen. Bly (Pb) har en lignende effekt og anvendes ofte sammen med S i automatstål ved niveauer på ca. 0,25 %.

Både positivt og negativt

Si, Al, Ca danner oxidinklusioner, der øger sliddet. Inklusioner i stål har stor betydning for bearbejdeligheden, selvom de udgør meget spå procentdele af den samlede sammensætning. Det kan give både en negativ og positiv påvirkning. F.eks. anvendes (Al) til at berolige jernsmeltemassen. Men aluminium danner hård, abrasiv aluminiumoxid (Al2O3), der har en ødelæggende effekt på bearbejdeligheden (sammenlign med et skærs aluminiumoxid-belægning). Den negative effekt kan dog modvirkes ved at tilsætte Calcium (Ca), som danner en blød skal omkring abrasive partikler.

  • Støbt stål har en grov overfladestruktur, der kan indeholde sand og slagger og stiller store krav til skærkantens sejhed
  • Valset stål har en ret stor kornstørrelse, som gør strukturen ujævn, hvilket giver variationer i skærekræfterne
  • Smedet stål har en mindre kornstørrelse og er mere ensartet i strukturen, hvilket giver færre problemer ved bearbejdning

MC-koder for stål

Stål er, set ud fra bearbejdeligheden, inddelt i ulegeret, lavtlegeret, højtlegeret og sintret stål.

MC-kodeMaterialegruppeMaterialeundergruppeProduktionsprocesVarmebehandling​nom.​specifik skærekraft, kc1 (N/mm2) mc
​P1.1.Z.AN1ulegeret Mn <1,651​<=0,25 % C​Zsmedet/valset/koldtrukket​AN​udglødet125 HB​​1500​0,25
​P1.1.Z.HT11Z​HThærdet+anløbet​190 HB​1770​0,25
​P1.2.Z.AN12​>0,25... <= 0,55 % CZsmedet/valset/koldtrukket​AN​udglødet​190 HB​1700​0,25
​P1.2.Z.HT12Z​HThærdet+anløbet​210 HB​1820​0,25
​P1.3.Z.AN13​højt kulstofindhold, >0,55 % C​Zsmedet/valset/koldtrukket​AN​udglødet​190 HB​1750​0,25
​P1.3.Z.HT13Z​HThærdet+anløbet​300 HB​2000​0,25
​P1.4.Z.AN14automatstålZsmedet/valset/koldtrukket​AN​udglødet​220 HB​1180​0,25
​P1.5.C.HT15hele kulstofindholdet (støbt)​Cstøbt​HT​ubehandlet​150 HB​1400​0,25
​P1.5.C.AN15C​ANhærdet+anløbet​300 HB​2880​0,25
​P2.1.Z.AN2lavtlegeret (legeringselementer <=5 %)1​<=0,25 % C​Zsmedet/valset/koldtrukketAN​udglødet175 HB​​17000,25​
​P2.2.Z.AN22​>0,25... <= 0,55 % CZAN240 HB​​19500,25​
​P2.3.Z.AN23højt kulstofindhold, > 0,55 %Z​AN260 HB20200,25
​P2.4.Z.AN24automatstålZ​AN225 HB
​P2.5.Z.HT25hele kulstofindholdet (med hård spids og hærdet)​Zsmedet/valset/koldtrukketHThærdet+anløbet​330 HB20000,25
​P2.6.Z.UT26hele kulstofindholdet (støbt)​Cstøbt UT​ubehandlet​200 HB16000,25
​P2.6.Z.HT26C​HThærdet+anløbet​380 HB 32000,25
​P3.0.Z.AN3højtlegeret (legeringselementer > 5 %)0hovedgruppeZsmedet/valset/koldtrukketANudglødet200 HB19500,25
​P3.0.Z.HT30ZHThærdet+anløbet380 HB31000,25
​P3.0.C.UT30CstøbtUTubehandlet200 HB19500,25
​P3.0.C.HT30​CHThærdet+anløbet340 HB30400,25
​P3.1.Z.AN31HSS​Zsmedet/valset/koldtrukketANUdglødet250 HB23600,25
​P3.2.C.AQ32ManganstålCstøbtAQudglødet/underkølet eller udglødet300 HB30000,25
​P4.0.S.NS4sintret stål0hovedgruppeSsintretNSikke specificeret150 HB

Ulegeret stål – P 1.1-1.5

​Definition

I ulegeret stål er kulstofindholdet normalt kun 0,8 %, mens legeret stål har flere legeringselementer. Hårdheden varierer fra 90 op til 350 HB. Et højt kulstofindhold (> 0.2 %) giver mulighed for hærdning af materialet.

Typiske komponenter

De mest almindelige anvendelser er: Byggestål, konstruktionsstål, dybtrukne og stansede produkter, trykbeholderstål og forskelligt stålstøbegods. Generel anvendelse er: Aksler, stænger, rør, smedegods og svejsede konstruktioner (C < 0,25 %).

Bearbejdelighed

Vanskeligheder med spånbrydning og tendenser til klæbning (løsægsdannelse) kræver særlig opmærksomhed i stål med lavt kulstofindhold (< 0,25 %). Høje skærehastigheder og skarpe kanter og/eller geometrier, med en positiv overside og kvaliteter med tynd belægning, reducerer tendenserne til klæbning. Ved drejning anbefales det, at spåndybden forbliver tæt ved eller større end næseradiussen for at forbedre spånbrydningen. Generelt er bearbejdeligheden af hærdet stål meget god. Men denne type stål har tendens til at danne relativt meget fasslid på skærkanterne.

Lavtlegeret stål – P 2.1-2.6

​Definition

Lavtlegeret stål er i øjeblikket det mest almindelige materiale, der kan fås til spåntagende bearbejdning. Gruppen omfatter både bløde og hærdede materialer (op til 50 HRc).

Typiske komponenter

Mo- og Cr-legeret trykbeholderstål anvendes til høje temperaturer. Generel anvendelse er: Aksler, stænger, stålkonstruktioner, rør og smedegods. Eksempler på komponenter til bilindustrien er: Plejlstænger, knastaksler, homokinetiske led, hjulnav, snekkehjul.

Bearbejdelighed

Bearbejdeligheden af lavt legerede ståltyper afhænger af legeringens indhold og varmebehandlingen (hårdhed). For alle materialer i gruppen er de mest almindelige slidmekanismer grubeslid og fasslid.

Hærdede materialer giver mere varme i skærezonen og kan medføre plastisk deformation af skærkanten.

Højtlegeret stål – P 3.0-3.2

​Definition

Højtlegerede ståltyper omfatter kulstofstål med et samlet legeringsindhold på over 5 %. Denne gruppe omfatter både bløde og hærdede materialer (op til 50 HRc).

Typiske komponenter

Typisk anvendelse af disse ståltyper omfatter: Maskindele, stanseforme, hydrauliske komponenter, cylindre og skærende værktøjer (HSS).

Bearbejdelighed

Generelt mindskes bearbejdeligheden, når legeringsindholdet og hårdheden øges. F.eks. skal skærkanten ved 12-15 % legeringselementer og hårdhed op til 450 HB have god varmebestandighed for at modstå plastisk deformation.

 

ISO M rustfrit stål

  • MC-koder til rustfrit stål
  • Ferritisk og martensitisk rustfrit stål – P5.0-5.1
  • Austenitisk og super-austenitisk rustfrit stål – M1.0-2.0
  • Duplex rustfrit stål – M 3.41-3.42

Hvad er ISO M rustfrit stål?

  • En legering med elementet jern (Fe) som den primære bestanddel
  • Har et kromindhold, som er højere end 12%
  • Har et generelt lavt kulstofindhold (C ≤ 0,05 %)
  • Forskellige tilsætninger af nikkel (Ni), krom (Cr), molybdæn (Mo), niobium (Nb) og titan (Ti) tilfører forskellige egenskaber, f.eks. bestandighed over for korrosion og styrke ved høje temperaturer
  • Krom går i forbindelse med ilt (O) og skaber et passiverende lag Cr2O3 på stålets overflade, som giver materialet en ikke-korrosiv egenskab

Bearbejdeligheden generelt

Bearbejdeligheden af rustfrit stål varierer afhængigt af legeringselementer, varmebehandling og produktionsprocesser (smedet, støbt osv.) Generelt mindskes bearbejdeligheden med et højere legeringsindhold, men automatmaterialer eller materialer med forbedrede bearbejdningsegenskaber fås i alle grupper af rustfrie ståltyper.

  • Langspånet materiale
  • Spånkontrol er rimelig in ferritisk/martensitiske materialer, men bliver mere komplekst i de austenitiske typer og duplex-typerne
  • Specifik skærekraft: 1800-2850 N/mm²
  • Bearbejdning skaber store skærekræfter, løsægsdannelse, varme og deformationshærdede overflader
  • En austenitisk struktur med et højere nitrogenindhold (N) øger styrken og giver en vis bestandighed over for korrosion, men reducerer bearbejdeligheden, mens deformationshærdningen øges
  • Tilsætning af svovl (S) anvendes til at forbedre bearbejdeligheden
  • Højt C-indhold (>0,2 %) giver et relativt stort fasslid
  • Mo og N reducerer bearbejdeligheden. Men de giver modstandsdygtighed over for syreangreb og bidrager til høj temperaturstyrke
  • SANMAC (Sandviks varemærkebetegnelse) er et materiale, hvor bearbejdeligheden forbedres ved at optimere andelen af sulfider og oxider uden at gå på kompromis med korrosionsbestandigheden

MC-koder til rustfrit stål

MC-kodeMaterialegruppeMaterialeundergruppeProduktionsprocesVarmebehandling​nom.specifik skærekraft, kc1 (N/mm2)​mc
​P5.0.Z.AN5​rustfrit stål ferritisk/martensitisk0hovedgruppeZsmedet/valset/koldtrukket​AN​udglødet200 HB​1800​0,21
​P5.0.Z.HT50Z​HThærdet+anløbet​330 HB​2300​0,21
​P5.0.Z.PH50Z​PH​dispersionshærdet​330 HB​2800​0,21
​P5.O.C.UT50C​støbt​​UT​ubehandlet​250 HB​1900​0,25
​P5.0.C.HT50C​HThærdet+anløbet​330 HB​21000,025
​P5.1.Z.AN51automatstålZsmedet/valset/koldtrukket​AN​udglødet​200 HB​1650​0,21
​M1.0.Z.AQ1austenitisk​​0hovedgruppeZsmedet/valset/koldtrukketAQudglødet/underkølet eller udglødet​200 HB​2000​0,21
​M1.0.Z.PH10Z​PH​dispersionshærdet​300 HB​2400​0,21
​M1.0.C.UT10Cstøbt​UT​ubehandlet​200 HB​1800​0,25
​M1.1.Z.AQ11øget bearbejdelighed (som SANMAC)Zsmedet/valset/koldtrukketAQudglødet/underkølet eller udglødet​200 HB​2000​0,21
​M1.1.Z.AQ12automatstålZAQ​200 HB​1800​0,21
​M1.3.Z.AQ13Ti-stabiliseretZAQ​200 HB​1800​0,21
M1.3.C.AQ13CstøbtAQ​200 HB​1800​0,25
​M2.0.Z.AQ2​super-austenitisk ​Ni>=20 %0hovedgruppeZsmedet/valset/koldtrukketAQ​200 HB​2300​0,21
M2.0.C.AQ20CstøbtAQ​200 B​2150​0,25
​M3.1.Z.AQ3duplex (austenitisk/ferritisk)1>60 % ferrit (tommelfingerregel N<0,10 %)Zsmedet/valset/koldtrukketAQudglødet/underkølet eller udglødet​230 HB​2000​0,21
M3.1.C.AQ31CstøbtAQ​230 HB​1800​0,25
​M3.2.Z.AQ32​<60 % ferrit (tommelfingerregel N>=0,10 %)Zsmedet/valset/koldtrukketAQ​260 HB​2400​0,21
M3.2.C.AQ32CstøbtAQ​260 HB​2200​0,25
Identificering af emnematerialegruppe

Den mikrostruktur, som rustfrit stål får, afhænger primært af dets kemiske sammensætning, hvor hovedlegerings-komponenterne krom (Cr) og nikkel (Ni) er vigtigst (se diagrammet). I virkeligheden kan variationen være stor på grund af påvirkningen fra andre legeringskomponenter, som forsøger at stabilisere enten austenit eller ferrit. Strukturen kan også modificeres med varmebehandling eller, i visse tilfælde, med koldbearbejdning. Dispersionshærdet ferritisk eller austenitisk rustfri stål har en øget trækbrudstyrke.

Austenitisk stål
Austenitisk-ferritisk (duplex) stål
Ferritisk kromstål
Martensitisk kromstål
 

Ferritisk og martensitisk rustfrit stål – P5.0-5.1

Definition

Med hensyn til bearbejdeligheden er ferritisk og martensitisk rustfrit stål klassificeret som ISO P. Normalt Cr-indhold er 12-18 %. Der er kun tilsat små mængder af andre legeringselementer.

Martensitisk rustfri stål har et relativt højt kulstofindhold, som gør det hærdbart. Ferritisk stål har magnetiske egenskaber. Svejsbarheden er lav for både ferritisk og martensitisk stål og har middel til lav bestandighed over for korrosion, som øges, når Cr-indholdet et stort.

Typiske komponenter

Anvendes ofte i applikationer, der stiller begrænsede krav til korrosionsbestandighed. Det ferritiske materiale er relativt billigt på grund af det begrænsede Ni-indhold. Eksempler på anvendelsesmuligheder er: skafter til pumper, dampturbiner og vandturbiner, møtrikker, bolte, varmt vand, varmeapparater, pulp- og levnedsmiddelindustrier på grund af lavere krav til korrosionsbestandighed.

Martensitisk stål kan hærdes og anvendes til kanter på stålbestik, barberblade, kirurgiske instrumenter osv.

Bearbejdelighed

Generelt er bearbejdeligheden god og meget lig lavtlegeret stål. Derfor klassificeres det som et ISO P-materiale. Et højt kulstofindhold (>0,2 %) giver mulighed for hærdning af materialet. Bearbejdning skaber fas- og grubeslid med nogen løsægsdannelse. ISO P-kvaliteter og geometrier fungerer godt.

Austenitisk og super-austenitisk rustfrit stål – M1.0-2.0

Definition

Austenitisk stål er den primære gruppe af rustfrit stål; den mest almindelige sammensætning er 18 % Cr og 8 % Ni (f.eks. 18/8-stål, type 304). Stål med bedre bestandighed over for korrosion dannes ved at tilsætte 2-3 % molybdæn, som ofte kaldes "syrefast stål" (type 316). MC-gruppen omfatter super-austenitisk rustfrit stål med et Ni-indhold over 20 %. Austenitisk udskilningshærdet stål (PH) har en austenitisk struktur i opløsningsglødet tilstand og et Cr-indhold på >16% og et Ni-indhold på >7% med ca. 1 % aluminium (Al). Et typisk udskilningshærdet ståltype er 17/7 PH-stål.

Typiske komponenter

Anvendes til komponenter, hvor der kræves god bestandighed over for korrosion. Rigtig god svejsbarhed og gode egenskaber ved høje temperaturer. Anvendelsesmuligheder omfatter bl.a.: den kemiske industri, pulp- og levnedsmiddelindustrien, og udstødningsmanifolder til fly. Gode mekaniske egenskaber forbedres med koldbearbejdning.

Bearbejdelighed

Deformationshærdning skaber hårde overflader og hårde spåner, som omvendt medfører stråleslid. Det skaber også en bedre vedhæftningsevne og medfører løsægsdannelse (BUE). Det har en relativ bearbejdelighed på 60 %. Den hærdede tilstand kan få belægning og substratmateriale til at løsne sig fra skærkanten, der resulterer i udflisning og dårlig overfladekvalitet. Austenit producerer seje, lange og kontinuerlige spån, som er vanskelige at knække. Tilsættes S, øges bearbejdeligheden, men resulterer i en lavere bestandighed over for korrosion. Brug skarpe skærkanter med en positiv geometri. Spåntagning under det deformationshærdede lag. Hold spåndybden konstant. Genererer meget varme under bearbejdningen.

Duplex rustfrit stål – M 3.41-3.42

Definition

Ved at tilsætte Ni til ferritisk, rustfrit Cr-baseret stål, dannes en blandet basisstruktur/matrix, der indeholder både ferrit og austenit. Dette kaldes en duplex rustfrit stål. Duplex-materialer har en høj trækstyrke og bevarer en meget høj korrosionsbestandighed. Betegnelser som super-duplex og hyper-duplex betyder, at der er et højere indhold at legeringselementer, og at korrosionsbestandigheden er bedre. Et Cr-indhold mellem 18 og 28 %, og et Ni-indhold mellem 4 og 7 % er almindeligt i duplex-stål og giver en ferritisk andel på 25-80 %. Den ferritiske og austenitiske fase forefindes ved rumtemperatur normalt med en andel på 50% af hver.

Typiske komponenter

Anvendes til maskiner inden for den kemiske industri, levnedsmiddelindustrien, bygge- og anlæg, medicinalindustrien, cellulose- og papirfremstilling og anvendes i processer, der omfatter syre og klorin. Anvendes ofte til udstyr, der bruges til offshore-olie- og gasindustrien.

Bearbejdelighed

Den relative bearbejdelighed er generelt dårlig, 30 %, fordi der er tale om højstyrkestål, som har en stor trækbrudstyrke. Et højere indhold af ferrit, over 60 %, øger bearbejdeligheden. Bearbejdeligheden medfører stærke spån, som kan forårsage spånhamring og skabe store skærekræfter. Genererer meget varme under spåntagningen, som kan forårsage plastisk deformation og alvorligt grubeslid.

Små indgrebsvinkler foretrækkes for at undgå stråleslid og gratdannelse. Stabilitet ved fastspænding af værktøj og fastgørelse af emne er vigtigt.

 

ISO K-støbejern

  • MC-koder til støbejern
  • Aducér-støbegods (MCI) K 1.1-1.2 og gråt støbejern (GCI) K 2.1-2.3
  • Nodulært støbejern (NCI) K 3.1-3.5
  • Kompakt grafitjern (CGI) K 4.1-4.2
  • Udglødet duktilt jern (ADI) K 5.1- 5.3

Hvad er ISO K-støbejern?

Der findes 5 hovedtyper af støbejern:

  • Gråt støbejern (GCI)
  • Aducérgods (MCI)
  • Nodulært støbejern (NCI),
  • Kompakt grafitjern (CGI)
  • Udglødet duktilt jern (ADI)

Støbejern er en Fe-C-sammensætning med et relativt højt procentindhold af Si (1-3 %). Kulstofindholdet er over 2 %, som er den maksimale opløselighed af C i den austenitiske fase. Cr (krom), Mo (molybdæn) og V (vanadium) danner hårdmetaller, som øger styrke og hårdhed, men reducerer bearbejdeligheden.

Bearbejdeligheden generelt

  • Kortspånet materiale med god spånkontrol i de fleste tilstande. Specifik skærekraft: 790-1350 N/mm²
  • Bearbejdelighed ved højere hastigheder, specielt i støbejern med sandinklusioner, skaber abrasivt slid
  • NCI, CGI og ADI kræver ekstra opmærksomhed på grund af de forskellige mekaniske egenskaber og tilstedeværelsen af grafit i matrix, sammenlignet med normal GCI
  • Støbejern bearbejdes ofte med negative skærtyper, da disse giver stærke skærkanter og sikre applikationer
  • Substrater i hårdmetal skal være hårde, og belægningerne skal være af tyk aluminiumoxid for at opnå god abrasiv slidstyrke
  • Støbejern bliver almindeligvis tørbearbejdet, men kan også bearbejdes med skærevæske, hovedsageligt for at holde forureningen med støv fra kulstof og jern på et minimum. Der findes også kvaliteter, der passer til appliktioner hvor der bruges skærvæske til køling

Hårdhedens påvirkning

  • Hårdhedens påvirkning af støbejerns bearbejdelighed følger de samme regler, som gælder for alle andre materialer
  • F.eks. har ADI (udglødet duktilt jern), CGI (kompakt grafitjern) og NCI (nodulært støbejern) hårdheder op til 300-400 HB
  • HB. MCI og GCI gennemsnitlig 200-250 HB
  • Hvidt støbejern kan have en hårdhed på over 500 HB ved hurtige afkølingshastigheder, hvor kulstoffet reagerer med jernet og danner hårdmetallet Fe3C (cementit), i stedet for at fungere som frit kulstøv. Hvidt støbejern er meget abrasivt og svært at bearbejde

MC-koder til støbejern

Med hensyn til bearbejdeligheden klassificeres støbejern i aducérjern, gråt, nodulært, kompakt grafitjern (CGI) og udglødede duktile jerntyper (ADI). Nogle af de højere hårdheder findes inden for nodulært støbejern og ADI’er.

MC-kodeMaterialegruppeMaterialeundergruppeProduktionsprocesVarmebehandlingnomSpecifik kraft, kc1(N/mm2) mc
​K1.1.C.NS​1​aducerbart​​1lav trækstyrke​​C​støbt​​NSikke specified​​200 HB780​​0,28
​K1.2.C.NS​1​2​høj trækbrudstyrkeC​NS​260 HB​1020​0,28
​K2.1.C.UT​2​grå​1lav trækstyrke​C​støbt​​UTubehandlet​180 HB​900​0,28
​​K2.2.C.UT​2​2​høj trækbrudstyrke​C​UT​245 HB​1100​0,28
​​K2.3.C.UT​2​3​austenitiskC​UT​175 HB​1300​0,28
​K3.1.C.UT​3​nodulært​1​ferritisk​Cstøbt​UT​ubehandlet​155 HB​870​0,28
​​K3.2.C.UT​3​2ferritisk/perlitisk​C​UT​215 HB​1200​0,28
​​K3.3.C.UT​3​3​perlitisk​C​UT​265 HB​1440​0,28
​​K3.4.C.UT3​​4​martensitisk​C​UT​330 HB​1650​0,28
​​K3.5.C.UT​3​5​austenitisk​C​UT​190 HB
​K4.1.C.UT4​​CGI​​1lav trækbrudstyrke (perlit < 90 %)​C​støbt​​UT​ubehandlet​160 HB​680​0,43
​K4.2.C.UT4​​2høj trækbrudstyrke (perlit >= 90 %)​C​UT​230 HB​750​0,41
​K5.1.C.NS5​ADI​1lav trækstyrke​​CstøbtNSikke specificeret​300 HB
​K5.2.C.NS5​2​høj trækbrudstyrke​CNS​400 HB
​K5.3.C.NS5​​3ekstra ​høj trækbrudstyrke​C​NS​460 HB

Den udglødende varmebehandling omdanner duktilt jern (NCI) til udglødet duktilt jern (ADI).

Aducér-støbegods (MCI) K 1.1-1.2 og gråt støbejern (GCI) K 2.1-2.3

Definition

Aducérgods produceres af en næsten hvid jernmatrix, som varmebehandles i to trin, hvorved der produceres en ferrit+perlit+hærdet kulstofstruktur, der medfører en uregelmæssig grafitstruktur, sammenlignet med den mere brudfremkaldende lamelstruktur i det grå støbejern. Det betyder, at aducérmaterialet er mindre følsomt over for at sprække, og dets værdier mht. trækbrudstyrke og forlængelse er højere.

Gråt støbejern indeholder grafit i typisk flageform, og hovedegenskaberne er: Lav slagsejhed (skørt); god varmeledningsevne, mindre varme under maskindrift og lav varme ved skæring, gode vibrationsdæmpende egenskaber, absorberer vibrationer i motoren.

Typiske komponenter

Komponenter, der er fremstillet af MCI, omfatter: aksellejer, løbehjul, rørfittings og højstyrke-tandhjul. Komponenter, der er fremstillet af GCI, omfatter: stegepander, motorblokke, cylindre til kompressorer, tandhjul og gearkasser.

Bearbejdelighed

Aducérgods har en højere trækbrudstyrke end GCI og ligner NCI, hvad angår bearbejdelighed, men begge typer har generelt fremragende bearbejdningsegenskaber. Generelt øger støbejern med en perlitisk struktur det abrasive slid, mens ferritiske strukturer øger det adhæsive slid.

Gråt støbejern har lav slagsejhed, genererer lave skærekræfter, og bearbejdeligheden er rigtig god. Slid frembringes i skæreforløbet kun ved abrasivt slid; der sker ikke noget kemisk slid. Gråt støbejern legeres ofte med Cr for at øge de mekaniske egenskaber. Den højere styrke medfører reduceret bearbejdelighed.

Nodulært støbejern (NCI) K 3.1-3.5

Definition

Nodulært støbejern har sfærisk formet grafit, og hovedegenskaberne er god stivhed (Young’s modul); God slagsejhed = sejt materiale, ikke skørt; god brudstyrke, ringe vibrationsdæmpende egenskaber, absorberer ikke vibrationer i motoren, dårlig varmeledningsevne, højere varme ved skæring. Sammenlignet med GCI optræder grafitten i NCI i form af perler, som bidrager til en højere trækbrudstyrke og sejhed.

Typiske komponenter

Nav, rør, rullelejer, udstødningsmanifolder, krumtapaksler, differentialehuse, lejedæksler, udstødningsmanifolder, grundplader, turboladerhuse, koblingsplader og svinghjul.

Turboladerhuset og udstødningsmanifolder fremstilles ofte af SiMo-legeret støbejern, som er mere bestandig over for varme.

Bearbejdelighed

Nodulært støbejern har en stærk tendens til løsægsdannelse. Denne tendens er stærkere for blødere NCI-materialer med højere ferritisk indhold. Ved bearbejdning af komponenter med høj ferritisk indhold og med afbrudt spån er vedhæftning ofte den mest dominerende slidmekanisme. Dette kan skabe problemer med udflisning af belægningen.

Vedhæftningsproblemet er mindre udtalt med hårdere NCI-materialer, der har et højere perlitisk indhold. Her er det mere sandsynligt, at der opstår abrasivt slid og/eller plastisk deformation.

Kompakt grafitjern (CGI) K 4.1-4.2

Definition

CGI er et materiale, som både kan opfylde de stigende krav til styrke og reduceret vægt og stadig opfylde rimelig bearbejdelighed. CGI's termiske og vibrationsdæmpende egenskaber ligger mellem NCI og GCI. Modstandsdygtigheden over for metaltræthed er dobbelt så stort som gråt støbejerns. Grafitpartiklerne i CGI er aflange og vender tilfældigt, ligesom i gråt støbejern, men de er kortere, tykkere og har rundede hjørner. Den korallignende morfologi i CGI giver sammen med de rundede hjørner og grafitpartiklernes uregelmæssige, ujævne overflader en stærk vedhæftningsevne mellem grafitten og jernmatrixen. Dette er grunden til, at de mekaniske egenskaber er så gode i CGI i forhold til gråt støbejern. CGI med et perlitisk indhold under 90% er mest almindeligt.

Typiske komponenter

CGI passer godt til motorproduktion, hvor der kræves lettere og stærkere materialer, der kan absorbere mere kraft. Motorblokkens vægt alene kan reduceres med ca. 20 % sammenlignet med en lavet af GCI. Andre eksempler er topstykker og bremseskiver.

Bearbejdelighed

Med hensyn til bearbejdeligheden ligger kompakt grafitjern mellem gråt og nodulært støbejern. Med en trækbrudstyrke, der er to til tre gange så stor som støbejerns, og en lavere termisk ledningsevne genererer bearbejdningen af CGI højere skærekræfter og mere varme i skærezonen. Et øget titanindhold i CGI-materialet påvirker værktøjets levetid negativt.

De mest almindelige bearbejdningstyper er planfræsning og cylinderopboring. I stedet for cylinderopboring kan et metodeskift til cirkulær fræsning forbedre både værktøjets levetid og produktiviteten.

Udglødet duktilt jern (ADI) K 5.1- 5.3

Definition

Udglødet duktilt jern danner en familie bestående af varmebehandlet støbejern. Den udglødende varmebehandling konverterer duktilt jern til udglødet duktilt jern (ADI), som bl.a. er karakteriseret ved en fremragende styrke, sejhed og ved en stor evne til at modstå træthedsbrud. ADI er stærkere per vægtenhed end aluminium og ligeså slidbestandig som stål. Trækbrudstyrke- og flydespændings-værdierne er dobbelt så store som de værdier, der gør sig gældende for standardmæssigt duktilt jern. Træthedsstyrken er 50% højere, og den kan forbedres med shot peening eller trykrulning.

Typiske komponenter

ADI støbegods fortrænger i stigende grad stålsmedegods, smedede udførelser, karboniseret stål og aluminium på grund af dets overlegne ydeevne. De mest almindelige anvendelser er i bilindustrien, hvor det anvendes til ophængs- og geardele osv. Det bruges også i el-/energisektoren samt i minedrift og byggesektoren.

Bearbejdelighed

Der kan forventes en reduktion af værktøjets levetid på 40-50% sammenlignet med NCI. Trækbrudstyrke og ADI's smidighed ligner ståls, men spånbrydningsprocessen klassificerer ADI som duktilt jern (brudt spånbrydning). ADI's mikrohårdhed er højere, når det sammenlignes med stål med sammenlignelig hårdhed. Højere ADI-kvaliteter indeholder hårde partikler i mikrostrukturen. Høje termiske og mekaniske belastninger som følge af høj styrke og smidighed, medfører at slid er koncentreret nær skærkanten på grund af den brudte spånbrydningsproces og på oversiden. Hærdning under spånbrydning resulterer i høje dynamiske skærekræfter. Skærkanttemperaturen er en stærk faktor til at konstatere slid.

 

Ikke-jernholdige ISO N-materialer

Hvad er ikke-jernholdige ISO N-materialer?

  • Denne gruppe indeholder ikke-jernholdige, bløde metaller med hårdheder under 130 HB, undtagen bronzer med høj styrke (>225HB)
  • Aluminiumslegeringer (Al), der indeholder mindre end 12-13% silicium (Si), udgør den største del
  • MMC: Metalmatrix-komposit: Al + SiC (20-30%)
  • Magnesiumbaserede legeringer
  • Kobber: elektrolytisk kobber med 99,95 % Cu
  • Bronze: kobber med tin (Sn) (10-14 %) og/eller aluminium (3-10 %)
  • Messing: kobber (60-85 %) med zink (Zn) (40-15 %)

Aluminiums bearbejdelighed

  • Langspånet materiale
  • Relativ nem spånkontrol, hvis det er legeret
  • Ren Al klæber og kræver skarpe skærkanter og høj vc
  • Specifik skærekraft: 350-700 N/mm²
  • Skærekræfterne og dermed den effekt, som er nødvendig for at bearbejde dem, er lave
  • Materialet kan bearbejdes med finkornet, ubelagte hårdmetal-kvaliteter, når Si-indholdet er under 7-8 %, og kvaliteter med PCD-spids til aluminium med højere Si-indhold
  • Over eutektisk Al med højere Si-indhold > 12 % er meget abrasiv

Typiske komponenter

Motorblok, topstykke, gearhuse, huse, aerospace-rammekomponenter.

MC-koder til N-materialer

MC-kodeMaterialegruppeMaterialeundergruppeProduktionsprocesVarmebehandling​nom.​Specifik skærekraft, kc1 (N/mm2)mc
​N1.1.Z.UT​1aluminiumbaserede legeringer1kommercielt renZ​støbt​​UT​ubehandlet​30 HB​350​0,25
​​N1.2.Z.UT1​2​AlSi-legeringer, Si<=1 %Z​UT​60 HB​400​0,25
​​N1.2.Z.AG​12​ZAGmodnet​100 HB​650​0,25
​​N1.2.S.UT​12​S​​sintret​UT​ubehandlet​75 HB​410​0,25
​​N1.2.C.NS​12​C​støbt​​NSikke specificeret​80 HB​410​0,25
​​N1.3.C.UT​13Støbte ​AlSi-legeringer, Si<=1 % og <13 %​​C​UT​ubehandlet​75 HB​600​0,25
​N1.3.C.AG​13​CAGmodnet​90 HB​700​​0,25
​N1.4.C.NS​14Støbte ​AlSi-legeringer, Si>=13 %​CNSikke specificeret​130 HB​700​0,25
​N2.0.C.UT2​magnesiumbaserede legeringer0hovedgruppe​CstøbtUT​ubehandlet​70 HB
​N3.1.U.UT3​kobberbaserede legeringer1blyfri kobberlegeringer (inkl. elektrolytisk kobber)U​ikke specificeretUT​ubehandlet​100 HB​13500,25
​N3.2.C.UT3​2messing og bronze tilsat bly (Pb <= 1 %)​CstøbtUT​90 HB​550​0,25
​N3.3.S.UT3​2​S​sintretUT35 HB
​N3.3.U.UT​33kobberbaserede automatlegeringer (Pb >1 %)​Uikke specificeretUT​110 HB​550​0,25
​N3.4.C.UT34bronzetyper med høj styrke (>225 HB)​CstøbtUT​300 HB
​N4.0.C.UT4zinkbaserede legeringer0hovedgruppe​CstøbtUT​ubehandlet​70 HB
 

ISO S HRSA og titan

  • MC-koder til S-materialer
  • HRSA-materialer – S 1.0-3.0
  • Titan – S 4.1-4.4

Hvad er ISO S HRSA og titan?

  • ISO S-gruppen kan inddeles i varmebestandige superlegeringer (HRSA) og titan
  • HRSA-materialer kan opdeles i tre grupper: Nikkelbaserede, jernbaserede og koboltbaserede legeringer
  • Betingelse: udglødet, opløsning varmebehandlet, modnet, valset, smedet, støbt
  • Egenskaber: øget legeringsindhold (mere Co end Ni) giver bedre bestandighed over for varme, øget trækbrudstyrke og højere korrosiv bestandighed

Bearbejdeligheden generelt


= Rustfrit stål
= Varmebehandlet (modnet)
= Opløsningsbehandlet (udglødet)
  • De fysiske egenskaber og bearbejdeligheden af hver enkelt varierer meget, både på grund af legeringens kemiske egenskaber og den præcise metallurgiske bearbejdning, de får under fremstillingen
  • Udglødning og modning har en særlig stor indflydelse på de efterfølgende bearbejdningsegenskaber
  • Vanskelig spånkontrol (brudte spån)
  • Specifik skærekraft: 2400-3100 N/mm² for HRSA og 1300-1400 N/mm² for titan
  • Der kræves store skærekræfter og en stor effekt

Modning

For at opnå en højere styrke kan varmebestandige legeringer "udskilningshærdes".

Ved at behandle materialet ved forhøjede temperaturer, dvs. modningsbehandle, bundfældes små intermetalliske partikler i legeringen. Disse partikler vil forhindre bevægelse i krystalstrukturen og materialet vil følgelig blive vanskeligere at deformere.

MC-koder til S-materialer

Med hensyn til bearbejdelighed er HRSA-stål klassificeret i jern-, nikkel- og kobolt-baserede materialer. Titan er opdelt i kommercielt rent, alfa-legeringer og nær-alfa-legeringer, alfa/beta-legeringer og beta-legeringer.

MC-kodeMaterialegruppeMaterialeundergruppeProduktionsprocesVarmebehandlingnomspecifik skærekraft,kc1 (N/mm2)mc
S1.0.U.AN1jernbaserede legeringer​1hovedgruppe​U​ ​ikke specified​ANUdglødet​200 HB2400​0,25
S1.0.U.AG12​UAGmodnet280 HB​25000,25
S2.0.Z.AN2nikkelbaserede legeringer​0hovedgruppe​Zsmedet/valset/koldtrukket​ANUdglødet​250 HB2650​0,25
S2.0.Z.AG20​ZAGmodnet350 HB​29000,25
S2.0.Z.UT20​ZUT​ubehandlet275 HB​27500,25
S2.0.C.NS20​Cstøbt​NSikke specificeret​320 HB3000​0,25
S3.0.Z.AN3koboltbaserede legeringer​0hovedgruppe​Zsmedet/valset/koldtrukket​ANUdglødet​200 HB2700​0,25
S3.0.Z.AG30​ZAGmodnet300 HB​30000,25
S3.0.C.NS30​Cstøbt​NSikke specificeret​320 HB3100​0,25
S4.1.Z.UT4titanbaserede legeringer​1kommercielt rent (>99,5 % Ti)​Zsmedet/valset/koldtrukket​UTUbehandlet​200 HB1300​0,23
S4.2.Z.AN42alfa- og nær alfalegeringerZ​AN​udglødet​320 HB1400
S4.3.Z.AN43alfa-/betalegeringerZ​AN330 HB​1400
S4.3.Z.AG43​ZAGmodnet375 HB​1400
S4.4.Z.AN44betalegeringer​Z​ANUdglødet​330 HB1400
S4.4.Z.AG44ZAGModnet​410 HB1400
S5.0.U.NS3tungsten-baseret​0hovedgruppe​Uikke specificeret​NSikke specificeret​120 HB
S6.0.U.NS3molybdæn-baseret​0hovedgruppe​Uikke specificeret​NSikke specificeret​200 HB

HRSA-materialer – S 1.0-3.0

Definition

Højkorrosionsbestandige materialer, som bevarer deres hårdhed og styrke ved højere temperaturer. Materialet anvendes ved op til 1000°C og hærdes gennem en modningsproces.

  • Den nikkelbaserede version anvendes mest - over 50% af en flymotors vægt. Udskilningshærdede materialer omfatter: Inconel 718, 706 Waspalloy, Udimet 720. Opløsningsforstærkede (ikke hærdbare) omfatter: Inconel 625
  • Jernbaserede materialer udvikles fra austenitisk, rustfrist stål og har de dårligste varmestyrke-egenskaber: Inconel 909 Greek Ascolloy og A286
  • Koboltbaserede materialer har den bedste ydelse ved høje temperaturer og bedste korrosionsbestandighed og bruges hovedsageligt i medicinalindustrien: Haynes 25 (Co49Cr20W15Ni10), Stellite 21, 31
  • Hovedlegeringselementer i HRSA-materialer
    Ni: Stabiliserer metalstrukturen og materialeegenskaber ved høje temperaturer
    Co, Mo, W: øger styrken ved høje temperaturer
    Cr, Al, Si: forbedrer modstandsdygtigheden mod oxidering og højtemperaturkorrosion
    C: øger krybestyrken
Typiske komponenter

Aerospace-motorer og gasturbiner i forbrændings- og turbinesektioner, olie- og gasmarineapplikationer, medicinske ledimplantater, højkorrosionsbestandige applikationer.

Bearbejdelighed

Bearbejdeligheden af HRSA-materialer bliver stadig vanskeligere i den følgende rækkefølge: jern-baserede materialer, nikkel-baserede materialer og kobolt-baserede materialer. Alle materialerne har høj styrke ved høje temperaturer og producerer brudte spån under spåntagningen, som skaber høje og dynamiske skærekræfter.

Dårlig varmeledningsevne og stor hårdhed genererer høje temperaturer under bearbejdningen. Den høje styrke, deformationshærdningen og adhæsive hærdningsegenskaber skaber stråleslid ved maksimal spåndybde og et ekstrem abrasiv miljø for skærkanten.

Hårdmetalkvaliteter skal have god skærkant-sejhed og god adhæsiv belægning til substraten for at sikre god bestandighed over for plastisk deformation. Brug generelt skær med en stor indgrebsvinkel (runde skær), og vælg en positiv skærgeometri. Ved drejning og fræsning kan der anvendes keramiske kvaliteter afhængig af applikationen.

Titan – S 4.1-4.4

Definition

Titanlegeringer kan opdeles i fire klasser, afhængig af de eksisterende strukturer og belægningselementer.

  • Ubehandlet, kommercielt rent titan
  • Alfalegeringer – med tilsat Al, O og/eller N
  • Betalegeringer – tilsat Mb, Fe, V, Cr og/eller Mn
  • Blandede +ß-legeringer, hvori der er en blanding af begge klasser

De blande α+β-legeringer, med type Ti-6Al-4V, tegner sig for størstedelen af de titanlegeringer, der bruges i øjeblikket, primært i aerospace-sektoren, men også i universalapplikationer. Titan har et højt styrke- / vægt-forhold med fremragende korrosionbestandighed ved 60 % af ståls densitet. Det gør det muligt at designe tyndere vægge.

Typiske komponenter

Titan kan bruges under meget vanskelige forhold, som kunne forårsage betydelige korrosionsangreb på de fleste andre konstruktionsmaterialer. Det skyldes, at titanoxid, TiO2, er meget bestandigt og dækker overfladen i et lag, der er ca. 0,01 mm tykt. Hvis oxidlaget beskadiges, og der findes oxygen, gendanner titanet straks oxidlaget. Velegnet til varmevekslere, afsaltnings-udstyr, jetmotor-dele, landingsstel og strukturdele i aerospace-området.

Bearbejdelighed

Bearbejdeligheden af titanlegeringer er dårlig sammenlignet med både almindelig stål og rustfrit stål; det stiller særlige krav til skærende værktøjer. Titan har en dårlig termisk ledningsevne; styrken bevares ved høje temperaturer, som skaber høje skærekræfter og varme ved skærkanten. Korte, tynde spån med en tendens til rivning skaber et snævert kontaktområde på overfladen, hvilket skaber koncentrerede skærekræfter tæt ved skærkanten. En skærehastighed, der er for høj, skaber en kemisk reaktion mellem spånen og det materiale, som det skærende værktøj er fremstillet af, hvilket kan resultere i pludselige skærudflisninger/-brud. De materialer, som det skærende værktøj er fremstillet af, skal være modstandsdygtig over for høje temperaturer, have et lavt koboltindhold og må ikke reagere med titanet. Der anvendes normalt finkornet, ubelagt hårdmetal. Vælg en positiv/åben geometri med god skærkantsejhed.

 

Hærdet ISO H-stål

Hvad er hærdet ISO H-stål?

  • Denne gruppe indeholder hærdet og anløbet stål med hårdhed >45 – 68 HRC
  • Almindelig stål omfatter karboniseret stål (~60 HRc), kuglelejestål (~60 HRc) og værktøjsstål (~68 HRc). Hårde typer af støbejern omfatter hvidt støbejern (~50 HRc) og ADI/Kymenite (~40 HRc). Bygningsstål (40-45 HRc), Mn-stål og forskellige typer af hårde belægninger, f.eks. stellit, P/M-stål og hårdmetal tilhører også denne gruppe
  • Typisk ligger drejning af hårde komponenter i området 55-68 HRC

Bearbejdelighed

  • Med hensyn til bearbejdeligheden er hærdet stål den mindste gruppe, og sletbearbejdning er den mest almindelige bearbejdningsoperation. Specifik skærekraft: 2550-4870 N/mm². Operationen giver normalt en rimelig spånkontrol. Der kræves store skærekræfter og en stor effekt
  • Det materiale, det skærende værktøj er fremstillet af, skal have god bestandighed over for plastisk deformation (hårdhed selv under høje temperaturer), være kemisk stabilt (ved høje temperaturer), have mekanisk styrke og være bestandig over for abrasivt slid. CBN har disse egenskaber og giver mulighed for drejning i stedet for slibning
  • Blandet eller whisker-forstærket keramik anvendes også inden for drejning, når der stilles begrænsede krav til overfladekvaliteten, og hårdheden er for høj for til hårdmetal
  • Hårdmetal er det dominerende materiale inden for fræsning og boring og anvendes i op til ca. 60 HRc

Typiske komponenter

Typiske komponenter: transmissionsaksler, gearkassehuse, snekkehjul, stanseforme.

MC-koder til hærdet stål

MC-kodeMaterialegruppeMaterialeundergruppeProduktionsprocesVarmebehandling​nom.​Specifik skærekraft, kc1 (N/mm2)mc
​H1.1.Z.HA1stål (ekstra hårdt)​1Hårdhedsniveau 50​Zsmedet/valset/koldtrukket​HAhærdet (+anløbet)​50 HRc​3090​0,25
​H1.2.Z.HA1​​2Hårdhedsniveau 55​Z​HA​55 HRc​36900,25
​H1.3.Z.HA1​3Hårdhedsniveau 60​Z​HA​60 HRc​43300,25​
​H1.4.Z.HA1​4Hårdhedsniveau 63​Z​HA​63 HRc​4750​0,25
​H2.0.C.UT2kokillestøbt jern​0hovedgruppeC​støbt​UT​ubehandlet​55 HRc​3450​0,28
​​H3.0.C.UT3​stellite​0hovedgruppeC​støbt​UTikke specificeret​40 HRc
​​H4.0.S.AN4​Ferro-TiC​0hovedgruppe​S​sintret​AN​udglødet​67 HRc
 
 
Vi bruger cookies til at forbedre oplevelsen på vores hjemmeside Mere om cookies .