kaikki teräkset sisältävät hiiltä (väliltä .Itse asiassa 02% ja 2,1%!), joten miksi yhtä teräslajia kutsutaan hiiliteräkseksi? Kuten on käynyt ilmi, termiä hiiliteräs käytetään kuvaamaan kahta eri terästyyppiä: hiiliterästä ja niukkaseosteista terästä. Ruostumaton teräs taas on erikoistunut ryhmä terässeoksia, jotka on suunniteltu kestämään korroosiota. Tässä artikkelissa vertaamme ja vertailemme hiiliterästä vs ruostumatonta terästä.

pyydä vapaata 3D-Tulostettua metalliosaa

mitä hiiliteräs oikeastaan tarkoittaa?

”hiiliteräksellä” on kaksi merkitystä: tekninen määritelmä ja yleisempi luokittelu. Tekninen määritelmä on hyvin selkeä: American Iron and Steel Instituten (AISI) mukaan teräksen on täytettävä seuraavat vaatimukset, jotta se vastaisi hiiliteräksen teknistä määritelmää:

1. kromia, kobolttia, kolumbiumia , molybdeeniä, nikkeliä, titaania, volframia, vanadiinia tai zirkoniumia tai mitään muuta ainetta, jota lisätään halutun seosvaikutuksen aikaansaamiseksi
2. , kun kuparin vähimmäispitoisuus on enintään 0.40 prosenttia
3. , kun jollekin seuraavista alkuaineista määritetty enimmäispitoisuus ei ylitä mainittuja prosenttimääriä: mangaani 1,65, pii 0,60, kupari 0,60.

tekninen määritelmä on monimutkainen, mutta siinä on vain yksi yksinkertainen rajoite — todellisissa hiiliteräksissä ei saa olla juuri lainkaan seosaineita, joten ne koostuvat pääasiassa kahdesta materiaalista: raudasta ja hiilestä. Hiilen määrä voi vaihdella ja hyväksyttäviä seosaineita on muutamia, mutta nämä teräkset ovat yksinkertaisia.

tarkan määritelmän lisäksi termiä hiiliteräs käytetään myös tarkoittamaan laajaa seosterästen ryhmää, joka ei ole ruostumatonta terästä. Toisin kuin hiiliteräkset, niukkaseosteiset teräkset voivat sisältää pieniä määriä monenlaisia seosaineita, jolloin niitä voidaan räätälöidä laajempiin sovelluksiin. Vaikka nämä teräkset eivät täytä hiiliteräksen teknisiä vaatimuksia, ne merkitsevät suurempaa eroa teräksessä: ruostumaton teräs vs kaikki muu.

hiiliteräs (määritelmän mukaan)

Yksinkertaisesti sanottuna hiiliteräs on määritelmän mukaan äärimmäisen yksinkertainen. Se on rautaa, jossa on vähän hiiltä ja vähän seosaineita. Lisäksi mikään seosaineita vaativa teräs (kuten esimerkiksi 4140 ja 4340) ei ole hiiliterästä. Hiiliteräksen määritelmässä materiaalit voidaan määritellä joko vähähiiliseksi teräkseksi tai runsashiiliseksi teräkseksi. Vähähiiliset teräkset ovat erittäin yleisiä, kun taas runsashiilisiä teräksiä käytetään vain lujissa, syövyttämättömissä ympäristöissä. 1020-teräs, vähähiilinen teräs, on yksi suosituimmista nykyään valmistettavista teräksistä.

Lue Metal X-Suunnitteluohjeemme

hiiliteräksen mekaaniset ominaisuudet vaihtelevat hiilipitoisuuden perusteella. Vähähiiliset teräkset ovat heikompia ja pehmeämpiä, mutta ne voidaan työstää ja hitsata helposti; kun taas runsashiilinen teräs on vahvempaa, mutta huomattavasti vaikeampaa käsitellä. Kaikki hiiliteräkset ovat alttiita ruostumiselle, mikä tekee niistä käyttökelvottomia monenlaisiin loppukäyttösovelluksiin. Kaiken kaikkiaan hiiliteräs on erinomainen, jos etsit edullista metallia, mutta yleensä sopimaton korkealaatuisiin tai erittäin tarkkoihin valmistustoimintoihin.

niukkaseosteiset teräkset (joita joskus kutsutaan hiiliteräksiksi)

niukkaseosteiset teräkset yhdistävät yhden tai useamman seosaineen (kuten kromi, koboltti, niobium, molybdeeni, nikkeli, titaani, volframi, vanadiini tai zirkonium) perinteisten hiiliterästen materiaaliominaisuuksien parantamiseksi. Ne ovat usein vahvempia, jäykempiä ja hieman korroosionkestävämpiä kuin perinteiset hiiliteräkset.

seosteräkset määritellään primaaristen seosaineiden (hiilen lisäksi) mukaan. 4140, yksi yleisimmistä seosteräksistä, on Kromi-Molybdeeniseoskuituteräs. Tämä tarkoittaa, että ensisijainen seosaineet ovat kromi (joka parantaa korroosionkestävyys) ja molybdeeni (joka lisää sitkeys). Tämän seurauksena 4140: tä käytetään paljon kuluvissa sovelluksissa ja korkeissa lämpötiloissa.

Seosteteräkset ovat nykyään yksi teollisuuden käytetyimmistä teräksistä. Ne ovat koneistettavissa, edullinen, helposti saatavilla, ja niillä on hyvät mekaaniset ominaisuudet. Jos osan ei tarvitse olla korroosionkestävä, matalaseosteiset teräkset tarjoavat parhaan paukahduksen.

ominaisuudet, jotka tekevät seosteräksestä edullisen valmistaa tavanomaisin menetelmin, tekevät siitä vähemmän arvokkaan 3D-tulostukselle. Koska se on helposti työstettävä ja halvalla hankittu, metal 3D-tulostuksen korkeammat luontaiset osakustannukset tekevät siitä taloudellisesti kestämättömän tulostaa. Muutama metallipainoyritys tarjoaa matalaseosteisia teräksiä, kuten 4140, mutta ne ovat yleensä harvinaisia.

ruostumattomia teräksiä

ruostumattomia teräksiä yhdistää yksi keskeinen materiaaliominaisuus: erinomainen korroosionkestävyys, joka johtuu korkeasta Kromipitoisuudesta (>10.5% massasta) ja alhainen hiilipitoisuus (<1,2% massasta). Korroosionkestävyyden lisäksi näiden terästen mekaaniset ominaisuudet voivat vaihdella suuresti.

austeniittiset ruostumattomat teräkset ovat yleisin ruostumattoman teräksen tyyppi. Ne ovat korroosionkestäviä ja voidaan helposti työstää ja hitsata, vaikka niitä ei voida lämpökäsitellä. 303 ja 304 ovat yleisimpiä austeniittisia ruostumattomia teräksiä, ja 316L on variantti, joka maksimoi korroosionkestävyyden. Näitä teräksiä käytetään monenlaisissa operaatioissa-koska ne ovat säänkestäviä, ne toimivat lähes missä tahansa. Koska niiden korkeammat kustannukset, metalli 3D-tulostus voi olla kannattava valmistus menetelmä näiden osien.

martensiittiset ruostumattomat teräkset tarjoavat austeniittisille teräksille paremmat mekaaniset ominaisuudet sitkeyden kustannuksella. Ryhmänä heiltä puuttuu austeniittisten terästen yleinen monipuolisuus-kuitenkin niiden lujat kovuudet yhdistettynä korroosionkestävyyteen, joka on paljon parempi kuin matalaseosteiset teräkset, tekevät niistä sopivia mihin tahansa erittäin lujaan osaan, joka on hapettavassa ympäristössä. Lisäksi martensiittisia teräksiä voidaan lämpökäsitellä kovuuden, lujuuden ja jäykkyyden lisäämiseksi entisestään.

17-4 PH on erityisen hyödyllinen martensiittinen ruostumaton teräs, joka voidaan lämpökäsitellä sopimaan erilaisiin materiaaliominaisuuksiin. Korkean kovuutensa ja erittäin alhaisen työstettävyytensä vuoksi 3D-tulostaminen on usein halvempaa kuin vaivalloisesti tehty kone. Jos haluat lisätietoja 3D-tulostuksen metalliosista, tutustu Markforged Metal X: ään.

pyydä Metal X-lainaus

hiiliteräs vs Ruostumaton teräs: Lopullinen tuomio

keskustelu hiiliteräksestä vs ruostumattomasta teräksestä on hieman monimutkaisempaa kuin alun perin ajateltiin, sillä hiiliteräksellä voidaan viitata kahteen eri terästyyppiin: perinteiseen hiiliteräkseen ja matalaseosteiseen teräkseen.

verrattuna vähähiiliseen teräkseen ruostumaton teräs tarjoaa massiivisen parannuksen lujuudessa, kovuudessa ja ennen kaikkea korroosionkestävyydessä. Korkea hiiliteräs tarjoaa voimaa, joka kilpailee ja joskus ylittää ruostumattoman teräksen, mutta on pitkälti niche-materiaali valmistusmaailmassa. Toisin kuin mikä tahansa hiiliteräs, ruostumaton teräs voi selviytyä ja menestyä hapettumatta syövyttävissä tai kosteissa ympäristöissä. Tästä huolimatta hiiliteräs on paljon halvempaa kuin ruostumaton teräs ja sopii paremmin suurille rakenneosille, kuten putkille, palkeille ja valssatulle teräslevylle.

niukkaseosteinen teräs on monin tavoin parempi kuin hiiliteräs, mutta siitä puuttuu silti korroosionkestävyys. Se voi tehokkaasti vastata ruostumattoman teräksen materiaaliominaisuuksia-tämän seurauksena seoksia, kuten 4140 ja 4340, työstetään usein ja käytetään monissa sovelluksissa, joissa pieni hapettuminen ei satu. Ruostumaton teräs on korkealuokkainen materiaali, jota käytetään paremmin teollisuudessa, jossa osan laadusta ei voida tinkiä.