Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι χάλυβα;
Στην ουσία, ο χάλυβας αποτελείται από σίδηρο και άνθρακα, αν και είναι η ποσότητα του άνθρακα, καθώς και το επίπεδο των ακαθαρσιών και των πρόσθετων στοιχείων κράματος που καθορίζουν τις ιδιότητες κάθε βαθμού χάλυβα.
Η περιεκτικότητα άνθρακα στον χάλυβα μπορεί να κυμαίνεται από 0,1-1,5%, αλλά οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες ποιότητες χάλυβα περιέχουν μόνο 0,1-0,25% άνθρακα.
Στοιχεία όπως το μαγγάνιο , ο φώσφορος και το θείο βρίσκονται σε όλες τις ποιότητες χάλυβα, αλλά, ενώ το μαγγάνιο προσφέρει ευεργετικά αποτελέσματα, ο φώσφορος και το θείο είναι επιβλαβή για την αντοχή και την ανθεκτικότητα του χάλυβα.
Διαφορετικοί τύποι χάλυβα παράγονται σύμφωνα με τις ιδιότητες που απαιτούνται για την εφαρμογή τους και χρησιμοποιούνται διάφορα συστήματα ταξινόμησης για τη διάκριση των χαλύβων με βάση αυτές τις ιδιότητες. Σύμφωνα με το αμερικανικό ινστιτούτο σιδήρου και χάλυβα (AISI), ο χάλυβας μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ευρέως σε τέσσερις ομάδες με βάση τις χημικές συνθέσεις τους:
- Χάλυβες άνθρακα
- Χάλυβες αλουμινίου
- Ανοξείδωτοι χάλυβες
- Χάλυβες εργαλείων
Χάλυβες άνθρακα
Χάλυβες άνθρακα περιέχουν ιχνοστοιχεία στοιχείων κράματος και αντιπροσωπεύουν το 90% της συνολικής παραγωγής χάλυβα. Οι χάλυβες άνθρακα μπορούν να κατηγοριοποιηθούν περαιτέρω σε τρεις ομάδες ανάλογα με την περιεκτικότητά τους σε άνθρακα:
- Οι χάλυβες χαμηλού άνθρακα / οι ήπιοι χάλυβες περιέχουν έως και 0,3% άνθρακα
- Οι χάλυβες μεσαίου άνθρακα περιέχουν 0,3-0,6% άνθρακα
- Οι χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα περιέχουν περισσότερο από 0,6% άνθρακα
Χάλυβες αλουμινίου
Οι κραματοποιημένοι χάλυβες περιέχουν στοιχεία κράματος (π.χ. μαγγάνιο, πυρίτιο, νικέλιο , τιτάνιο , χαλκό , χρώμιο και αλουμίνιο ) σε ποικίλες αναλογίες, προκειμένου να χειριστούν τις ιδιότητες του χάλυβα, όπως σκληρότητα , αντοχή στη διάβρωση , αντοχή , ικανότητα σχηματισμού, συγκόλληση ή ολκιμότητα.
Οι εφαρμογές για κράματα χάλυβα περιλαμβάνουν αγωγούς, εξαρτήματα αυτοκινήτων, μετασχηματιστές, γεννήτριες ισχύος και ηλεκτροκινητήρες.
Ανοξείδωτοι χάλυβες
Ανοξείδωτοι χάλυβες γενικά περιέχουν μεταξύ 10-20% χρώμιο ως κύριο στοιχείο κράματος και αποτιμώνται για υψηλή αντοχή στη διάβρωση. Με πάνω από 11% χρώμιο, ο χάλυβας είναι περίπου 200 φορές πιο ανθεκτικός στη διάβρωση από τον ήπιο χάλυβα. Αυτοί οι χάλυβες μπορούν να χωριστούν σε τρεις ομάδες με βάση την κρυσταλλική τους δομή:
- Austenitic : Οι ωστενιτικοί χάλυβες είναι μη μαγνητικοί και δεν μπορούν να υποστούν θερμική επεξεργασία και γενικά περιέχουν 18% χρώμιο, 8% νικέλιο και λιγότερο από 0,8% άνθρακα. Οι ωστενιτικοί χάλυβες αποτελούν το μεγαλύτερο τμήμα της παγκόσμιας αγοράς ανοξείδωτου χάλυβα και χρησιμοποιούνται συχνά σε εξοπλισμό επεξεργασίας τροφίμων, σκεύη κουζίνας και σωληνώσεις.
- Φερριτικοί : Οι φερριτικοί χάλυβες περιέχουν ίχνη νικελίου, 12-17% χρώμιο, λιγότερο από 0,1% άνθρακα, μαζί με άλλα στοιχεία κραματοποίησης, όπως το μολυβδαίνιο , το αργίλιο ή το τιτάνιο. Αυτοί οι μαγνητικοί χάλυβες δεν μπορούν να σκληρυνθούν με θερμική επεξεργασία αλλά μπορούν να ενισχυθούν με κατεργασία με το κρύο .
- Martensitic : Οι μαρτενσιτικοί χάλυβες περιέχουν 11-17% χρώμιο, λιγότερο από 0,4% νικέλιο και έως 1,2% άνθρακα. Αυτοί οι μαγνητικοί και θερμικά επεξεργασμένοι χάλυβες χρησιμοποιούνται σε μαχαίρια, εργαλεία κοπής, καθώς και οδοντικό και χειρουργικό εξοπλισμό.
Χάλυβες εργαλείων
Οι χάλυβες εργαλείων περιέχουν βολφράμιο , μολυβδαίνιο, κοβάλτιο και βανάδιο σε ποικίλες ποσότητες για να αυξήσουν την αντοχή στη θερμότητα και την αντοχή, καθιστώντας τα ιδανικά για εξοπλισμό κοπής και διάτρησης.
Τα προϊόντα χάλυβα μπορούν επίσης να διαχωριστούν από τα σχήματα και τις σχετικές εφαρμογές τους:
- Τα προϊόντα Long / Tubular περιλαμβάνουν ράβδους και ράβδους, ράγες, σύρματα, γωνίες, σωλήνες και σχήματα και τμήματα. Αυτά τα προϊόντα χρησιμοποιούνται συνήθως στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας και των κατασκευών.
- Τα πλατέα προϊόντα περιλαμβάνουν πλάκες, φύλλα, ρόλους και ταινίες. Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται κυρίως σε εξαρτήματα αυτοκινήτων, συσκευές, συσκευασίες, ναυπηγικές κατασκευές και κατασκευές.
- Άλλα προϊόντα περιλαμβάνουν βαλβίδες, εξαρτήματα και φλάντζες και χρησιμοποιούνται κυρίως ως υλικά σωληνώσεων.
Πηγές
- Παγκόσμια Ένωση Χάλυβα. Ιστοσελίδα: www.worldsteel.org
- Street, Arthur & Alexander, WO 1944. Μέταλλα στην υπηρεσία του ανθρώπου . 11η έκδοση (1998).
- Efunda.com. Γενικές ιδιότητες των χαλύβων . Ιστοσελίδα: www.efunda.com
- Το αμερικανικό ινστιτούτο σιδήρου και χάλυβα. www.steel.org