alle staalsoorten bevatten koolstof (tussen .02% en 2,1%, in feite!), dus waarom is een verscheidenheid van staal genoemd koolstofstaal? Zoals blijkt, wordt de term koolstofstaal eigenlijk gebruikt om twee verschillende soorten staal te beschrijven: koolstofstaal en laaggelegeerd staal. Roestvrij staal, anderzijds, is een gespecialiseerde groep van staallegeringen ontworpen om corrosie te weerstaan. In dit artikel vergelijken en contrasteren we koolstofstaal vs roestvrij staal.

vraag een gratis 3D geprint metalen deel aan

wat betekent Koolstofstaal eigenlijk?

“koolstofstaal” heeft twee betekenissen: een technische definitie en een meer algemene classificatie. De technische definitie is zeer duidelijk: volgens het American Iron and Steel Institute (AISI) moet een staal aan de volgende normen voldoen om aan de technische definitie van koolstofstaal te voldoen:

1. Er is geen minimumgehalte gespecificeerd of vereist voor chroom, kobalt, columbium, molybdeen , nikkel, titaan, wolfraam, vanadium of zirkonium, of enig ander element dat moet worden toegevoegd om een gewenst legeringseffect te verkrijgen
2. wanneer het gespecificeerde minimum voor koper niet hoger is dan 0.40%
3. wanneer het voor een van de volgende elementen gespecificeerde maximumgehalte niet hoger is dan de vermelde percentages: mangaan 1,65, silicium 0,60, koper 0,60.hoewel de technische definitie complex is, komt zij neer op één eenvoudige beperking: echte koolstofstalen moeten bijna geen legeringselementen hebben, waardoor ze hoofdzakelijk uit twee materialen bestaan: ijzer en koolstof. De hoeveelheid koolstof kan variëren en er zijn een paar aanvaardbare legeringsmaterialen, maar deze staalsoorten zijn eenvoudig.
   

   naast de precieze definitie wordt de term koolstofstaal ook gebruikt om te verwijzen naar de brede groep gelegeerd staal dat geen roestvast staal is. In tegenstelling tot koolstofstaal kunnen laaggelegeerde staalsoorten kleine hoeveelheden van een grote verscheidenheid aan legeringselementen bevatten, waardoor ze kunnen worden aangepast voor een grotere verscheidenheid aan toepassingen. Deze staalsoorten voldoen niet aan de technische eisen van koolstofstaal, maar betekenen de grotere kloof in staal: roestvrij staal Versus al het andere.

   Koolstofstaal (per definitie)

   eenvoudig gezegd is koolstofstaal per definitie uiterst eenvoudig. Het is ijzer met wat koolstof, en beperkte legeringselementen. Bovendien zijn alle staalsoorten die legeringselementen vereisen (zoals bijvoorbeeld 4140 en 4340) geen koolstofstaal. Binnen de definitie van koolstofstaal kunnen materialen worden gedefinieerd als koolstofarm staal of koolstofrijk staal. Low-carbon staal is zeer gemeenschappelijk, terwijl high-carbon staal alleen worden gebruikt in hoge sterkte, niet-corrosieve omgevingen. 1020 staal, een koolstofarm staal, is één van de populairste staalsoorten die vandaag worden geproduceerd.

   Lees onze Metal X Design Guide
   

   

   koolstofstaal heeft verschillende mechanische eigenschappen op basis van het koolstofgehalte. Koolstofarme staalsoorten zijn zwakker en zachter, maar kunnen gemakkelijk worden bewerkt en gelast; terwijl koolstofrijk staal sterker is, maar aanzienlijk moeilijker te verwerken. Alle koolstofstalen zijn vatbaar voor roest, waardoor ze ongeschikt zijn voor gebruik in een breed scala van toepassingen bij het eindgebruik. Over het algemeen is koolstofstaal uitstekend als u op zoek bent naar een goedkoop metaal, maar over het algemeen ongeschikt voor productie van hoge kwaliteit of hoge precisie.

   laaggelegeerd staal (ook koolstofstaal genoemd)

   laaggelegeerd staal integreert een of meer legeringselementen (zoals chroom, kobalt, niobium, molybdeen, nikkel, titaan, wolfraam, vanadium of zirkonium) om de materiaaleigenschappen van traditioneel koolstofstaal te verbeteren. Ze zijn vaak sterker, stijver en iets beter bestand tegen corrosie dan traditionele koolstofstaal. gelegeerd staal wordt gedefinieerd door de primaire legeringsmaterialen (naast koolstof). 4140, één van de gemeenschappelijkste legeringsstaal, is een Chromium-Molybdeenlegeringsstaal. Dit betekent dat de primaire legeringselementen chroom (die corrosieweerstand verhoogt) en molybdeen (die taaiheid verhoogt) zijn. Hierdoor wordt 4140 gebruikt in toepassingen met hoge slijtage en verhoogde temperaturen.

   

   gelegeerd staal is een van de meest gebruikte staalsoorten in de industrie vandaag. Ze zijn bewerkbaar, betaalbaar, direct beschikbaar, en beschikken over goede mechanische eigenschappen. Als een onderdeel niet corrosiebestendig hoeft te zijn, bieden laaggelegeerde staalsoorten de beste knal voor je bok.

   de eigenschappen die gelegeerd staal voordelig maken om met conventionele methoden te produceren, maken het minder waardevol voor 3D-printen. Omdat het gemakkelijk bewerkt en goedkoop verworven is, maken de hogere inherente deelkosten van metaal 3D-printen het economisch onhoudbaar om te printen. Een paar metaal drukkerijen bieden laaggelegeerde staal zoals 4140 aan, maar ze zijn over het algemeen zeldzaam.

   Roestvast staal

   Roestvast staal is verenigd rond één belangrijke materiaaleigenschap: uitstekende corrosieweerstand, toe te schrijven aan hoog chroomgehalte (>10.5 massaprocent) en een laag koolstofgehalte (<1,2 massaprocent). Voorbij corrosieweerstand, kunnen de mechanische eigenschappen van deze staalsoorten sterk variëren. austenitisch roestvast staal is het meest voorkomende type roestvrij staal. Ze zijn corrosiebestendig en kunnen zowel gemakkelijk worden bewerkt als gelast, hoewel ze niet warmtebehandeld kunnen worden. 303 en 304 zijn de gemeenschappelijkste types van austenitic roestvrije stalen, en 316L is een variant die corrosieweerstand maximaliseert. Deze staalsoorten worden gebruikt in een breed scala van bewerkingen — omdat ze weerbestendig zijn, werken ze zowat overal. Door hun hogere kosten kan metaal 3D-printen een haalbare fabricagemethode zijn voor deze onderdelen.

   

   martensitische roestvrijstalen bieden betere mechanische eigenschappen aan austenitische staalsoorten ten koste van rekbaarheid. Als groep, missen zij de Algemene veelzijdigheid van austenitic staal — nochtans, maken hun hardheid met hoge weerstand in paren gerangschikt met corrosieweerstand ver superieur aan lage legeringsstaal hen geschikt voor om het even welk deel met hoge weerstand dat in een oxyderend milieu is. Bovendien kunnen martensitische staalsoorten warmtebehandeld worden om hardheid, sterkte en stijfheid verder te verhogen.

   17-4 PH is een bijzonder nuttig type martensitisch roestvrij staal dat warmtebehandeld kan worden voor een verscheidenheid aan materiaaleigenschappen. Door zijn hoge hardheid en extreem lage bewerkbaarheid is het vaak goedkoper om 3D-printen dan zorgvuldige machine. Als u meer wilt weten over 3D-printen van metalen onderdelen, bekijk dan de Markforged Metal X.

   vraag een Metal X offerte aan

   Koolstofstaal vs roestvrij staal: Eindoordeel

   het debat van koolstofstaal Versus roestvrij staal is iets ingewikkelder dan oorspronkelijk gedacht, aangezien koolstofstaal kan verwijzen naar twee verschillende soorten staal: traditioneel koolstofstaal en laaggelegeerd staal.

   vergeleken met koolstofarm staal biedt roestvrij staal een enorme verbetering in sterkte, hardheid en vooral corrosieweerstand. Hoog koolstofstaal biedt sterkte rivaliserende en soms meer dan roestvrij staal, maar is grotendeels een niche materiaal in de productiewereld. In tegenstelling tot koolstofstaal, kan roestvrij staal overleven en gedijen, oxidatie vrij, in corrosieve of vochtige omgevingen. Dat gezegd hebbende, koolstofstaal is veel goedkoper dan roestvrij staal en beter geschikt voor grote structurele componenten, zoals buizen, balken en gewalst plaatstaal.

   laaggelegeerd staal is in de meeste opzichten superieur aan koolstofstaal, maar heeft nog steeds geen corrosieweerstand. Het kan effectief overeenkomen met de materiaaleigenschappen van roestvrij staal — als gevolg daarvan worden legeringen zoals 4140 en 4340 vaak bewerkt en gebruikt in vele toepassingen waarin een beetje oxidatie geen pijn doet. Roestvrij staal is een hogere rang materiaal beter gebruikt in industriële operaties, waar de kwaliteit van het onderdeel niet kan worden aangetast.