Stål

Ulegert stål har eit karboninnhald på 0,01-2,0 prosent. Eigenskapane blir bestemte av karboninnhaldet, sjølv om det òg er fosfor, svovel, nitrogen og anna til stades. Legert stål er tilsett større mengder legeringselement for å oppnå ønskte kvalitetar. Legeringselementa kan vere nikkel, krom, mangan, molybden, kobolt, vadium og silisium. Både ulegert og legert stål kan vere valsa eller støypt. Nokre typiske bruksområde for ulegert støypestål med middels C-innhald er til maskinar, reiskapar og utstyr for møller, valsar og bygningskonstruksjonar. Materiale med høgt C-innhald blir mykje brukt i verktøy i metallindustrien der metall skal formast. Maskinverktøy av forskjellige støypeprodukt som skal ha høg hardleik, høg stivleik og motstand mot avverking, blir produserte av denne typen materiale.

Dette stålet inneheld hovudlegeringselement som nikkel, krom eller molybden og små mengder med vanadium, kopar og bor.

Materialet har større seigleik, betre motstandsevne mot atmosfærisk korrosjon, toler større utmatting og slitasje og er lettare å sveise enn ulegert støypestål.

Stål og støypestål under denne gruppa inneheld mindre mengder med legeringstilsetningar. Tilsetningane varierer etter kva eigenskapar vi ønskjer å framheve i produkta.

Kromstål er hardt og sterkt. Det er lettare å omarbeide enn nikkelstål av tilsvarande styrke. Kromstål blir brukt når det er behov for høg hardleik, for eksempel i senker, kulelager, sikringsskap, valserullar, filer og verktøy. Kromstål har elles betre høgtemperaturstyrke enn ulegert stål.

Nikkel aukar fastleiken og reduserer duktiliteten og seigleiken nokså lite. Evna til å bli hard blir betra slik at lengre avkjølingstid kan brukast, med tilhøyrande betre kontroll av herdinga og av stabile dimensjonar. Skårslagleiken, især ved låge temperaturar, blir betra. Ulempa er at nikkel er kostbart, og det viser seg at legeringar baserte på krom og mangan ofte er like konkurransedyktige. Legeringar med opptil 6 prosent nikkel (0,1-0,5 % karbon < 0,8 % mangan) blir mellom anna brukte til veivakslingar, veivstenger, akslingar mv. Med 20-30 prosent nikkel blir legeringane umagnetiske og seige, med låg termisk utvidingskoeffisient, slik at desse kan brukast i motorar og turbinblad.

Nikkelkrom-stål kombinerer fordelane både med krom og nikkel i legeringa. Dei er karakteriserte ved høg styrke, god evne til å bli hard, og dei har god slipehaldbarheit. Dei blir mellom anna brukte til verktøy og kulelager. Djupna på herdinga blir auka samanlikna med nikkel- eller kromstål. Luftherding er i enkelte tilfelle mogleg ved bestemte legeringar.

Krommolybden stål gir til saman både god duktilitet og seigleik og tillèt sponskjerande omarbeiding. Molybden utvidar arbeidstemperaturen samanlikna med krom, både når det gjeld styrke og seigleik. Typiske samansetjingar har størrelsen 1 prosent krom, 0,5 prosent molybden.

Kromvanadium-stål har betre seigleik og betre utmattingseigenskapar enn reine kromstål. Typiske bruksområde elles er akslingar, smigods til lokomotiv mv.

Hurtigstål/verktøystål har rundt 0,6-0,8 prosent C, 12-18 prosent W, 3-4 prosent Cr og mindre mengder andre legeringselement, som vanadium og molybden. Somme typar har òg eit nokså høgt innhald av kobolt (10 % og meir). Hurtigståla held på fastleiken og hardleiken til ganske høge temperaturar på grunn av ei utskiljing av stabile karbid. Verktøystål har vanlegvis høgt karboninnhald. Dei kan vere både ulegerte, legerte og somme i tillegg veldig høgt legerte. Samansetjinga av verktøystål varierer for å dekkje ulike bruksområde. Karboninnhaldet på opptil cirka 0,7-0,9 prosent gir grunnlag for danning av martensittisk struktur. Men når meir karbon blir brukt, blir den overskytande mengda tilgjengeleg til å danne karbid av krom, wolfram, molybden og vanadium. Slike karbid er veldig harde. Wolfram- og molybdenkarbid toler i tillegg veldig høge temperaturar og blir nytta i hurtigstål, som kan brukast sjølv når dei er raudglødande.