Stålet er vårt absolutt viktigste
konstruksjonsmateriale.
Vi lever i en stålalder og ikke i en atomalder. Vår nåværende
sivili-sasjon, levestandard og kultur er uttenkelig uten stål og jern.
Alternativer som aluminium, magnesium, plast, glassfiber, karbonfiber,
keramikk o.a. overtar for stål på mange områder. Dette må ikke
nødvendigvis betraktes som noe nederlag for stål.
At stålet har vært erstatning for så ulike materialer som aluminium,
plast og keramikk, viser nettopp stålets allsidighet.
Innenfor et anvendelsesfelt med så ulike produkter som knappe-nåler,
klokkefjær, bilmotorer og supertankere, ville det være merkelig at andre
materialer av og til ikke skulle være bedre egnet.
BRUDDGRENSE
Varierer fra 33-200Kp/mm².
En bruddgrense på f.eks. 37Kp/mm² (vanlig konstruksjons-stål) vil si at
det kan henge 10 folkevogner (ca. 7400 Kp) i et stål-tverrsnitt på
200mm²
(Voksen manns lillefinger)
FLYTEGRENSE
Er viktig fordi den angir når stålet vil
begynne å få deformasjoner.
I praksis kan stålet ikke utnyttes utover flytegrensen fordi
konst-ruksjonen da deformerer seg slik at den blir ubrukelig.
Høy flytegrense er viktigere enn høy bruddgrense.
DUKTILITET
Eller seighet, er stålets evne til å
deformere seg uten å få brudd.
Hvis en stålkonstruksjon får en ujevn,
høy belastning vil litt lokal flyting sørge for å omfordele
på-kjenningen slik at den blir mer jevn.
Seighet er også helt avgjørende for å kunne smi, valse og dyp-trekke
stål. Seigheten er derfor viktig både under framstillingen av et
stålprodukt og under an-vendelsen av det. |
|
HARDHET
Er stålets evne til å motstå ytre slitasje.
Så lenge stålet ikke blir sprøtt, øker slitasjemotstanden med økende
hardhet. Typisk slite- gods som f.eks. plogskjær skal derfor ha stor
overflatehardhet.
Den beste kombinasjonen er stor hardhet i overflaten kombinert med en
seig, ikke herdet, kjerne.
KONTROLL AV FYSIKALSKE
EGENSKAPER
Ideelt sett ønskes et stål med høy
fasthet, hardhet og seighet.
Da fasthet og seighet delvis ute-lukker hverandre, må stål-produsenten
foreta et valg.
For de forskjellige formål eksist-erer ulike egnede kombinasjoner av
fasthet og seighet.
Stålprodusentene lager da for-skjellige spesialstål som er direkte
tilpasset en særegen anvendelse.
De midler produsentene råder over er hovedsakelig legerings-tilsetninger,
varm og kaldform-ingsmetoder.
LEGERINGSTILSETNINGER
Er vanligvis karbon (kull), mangan,
silisium, krom, nikkel, aluminium, molybden, vanadium og wolfram.
Uønskede legeringsbestanddeler er fosfor, svovel og nitrogen.
For å lese mer om legerings-elementenes
egenskaper, les
filen:
"Hvordan virker de forskjellige
legeringselementer inn på stålets egenskaper."
Å legere stål skulle da være å anvende en
rekke elementer som stort sett bare gir gunstige effekter.
Problemet er at disse bestand-delene også er meget dyre.
For vanlige stålkvaliteter til armering,
skip og generelle stål-konstruksjoner, blir kun silisium med maks ca.
0,6% og mangan med maks 1,5% anvendt.
Det tilsettes ofte litt aluminium, mens krom, nikkel etc. er for dyrt.
Fosfor, svovel og nitrogen er uønsket, men følger med som "nissen på
lasset". |
|
-
Fosfor og svovel kommer med malmen og koksen. Nitrogen kommer
gjennom ferskingen (blåsingen) hvis det blåses med luft (79% nitrogen).
Denne metoden er i dag forlatt. Ved ren surstoffblåsing kan dette
unngås.Blikk som skal trekkes, må
kunne deformeres (flyte) uten å bli sprøtt. Dette kan oppnås ved
et lavt innhold av karbon og nitrogen.
VARMEBEHANDLINGSMETODER
Som herding med etterfølgende anløpning
kan anvendes for å bringe opp fastheten.
Ved at stålet varmes opp, vanligvis til
noe over 700°C, skjer en omkrystallisasjon...
Ved så å bråkjøle stålet kan man
avhengig av legerings-bestandelene og nedkjølings-hastigheten, bestemme
hvilke krystalltyper som oppstår.
På denne måte kan det foretas valg
mellom fasthet og seighet.
Nedkjøling alene gir sjelden den ønskede effekt da stålet blir for
sprøtt. En etterfølgende opp-varming i området 150-400°C, den
såkalte anløping øker, øker vanlig-vis seigheten igjen.
KALDVALSING OG
KALDTREKKING
Som begge tilsvarer en defor-masjon i
kald tilstand øker også fastheten. Effekten av kald-deformasjon er
igjen avhengig av legeringsinnholdet.
En del stål får kun 50% fasthets-økning ved kaldbearbeiding, mens andre
kan få 2-300% fasthets-økning.
Kaldvalsing og kaldtrekking an-vendes i særlig grad til å framstille
høyfaste stål til armering og stål-tau. Selv med lavt legerte
stål-typer kan bruddfasthet opp til 200Kp/mm² oppnås ved kombinert
herding og kaldbearbeiding. |