Vad är kolstål?

Iron och kol är de mest förekommande materialen i stål. Rent järn är inte särskilt starkt eller hårt i sig självt, så det är tillsatsen av kol som bidrar till att ge stålet dess stora styrka.

Det råjärn som används för att producera stål har en relativt hög mängd kol. Dess kolsammansättning kan vara så hög som 2,1 %, vilket är den största mängden kol som ett material kan innehålla och fortfarande betraktas som stål.

Hur som helst kan järn bearbetas ytterligare för att minska kolet. Denna manipulering av kol förändrar flera materialegenskaper, bland annat:

Styrka: Den belastning som ett material kan bära, mätt genom sträckgräns och draghållfasthet. Draggränsen är den punkt där ett material deformeras, men inte går sönder, och draghållfastheten är den spänningsmängd som krävs för att ett material faktiskt ska gå sönder.

Ductilitet: Den mängd som ett material kan sträcka sig utan att bli sprött. Duktilitet mäts genom töjning, vilket är den procentuella ökning av längden på ett material innan det bryts.

Hårdhet: Materialets slitstyrka och bearbetbarhet. Detta mäts vanligen på Rockwellhårdhetsskalan eller Brinellhårdhetsskalan.

Kolvämnet som finns i stål reduceras vanligen så att det passar in i tre huvudkategorier av kolstål: lågkolstål (eller milt stål), medelkolstål och kolstål med hög kolhalt. Var och en av dessa kategorier innehåller olika nivåer av kol, vilket visas i diagrammet nedan.

Typ av kolstål	Kolsammansättning
Låg kolhalt/mild	0.05-0.25%
Medium Carbon	0.26-0.60%
High Carbon	0.61-1,50%

Denna artikel undersöker egenskaper, tillämpningar och vanliga stålplåtkvaliteter som lagerhålls av leverantörer som Leeco® Steel i de olika kolstålskategorierna.

Vad är stål med lågt kolinnehåll?

Också känt som milt stål, har stål med lågt kolinnehåll en låg hållfasthet i förhållande till stål med högre kolhalt. Lågkolstål är också den mest duktila – eller bearbetningsbara – typen av kolstål.

Kemiska legeringar kan också tillsättas till lågkolstål för att förbättra önskade egenskaper utan att öka materialets vikt. Om lågkolstål till exempel kräver större hårdhet för sin önskade tillämpning kan mangan tillsättas för att öka hårdheten utan att öka vikten. Stål med låg kolhalt som innehåller ytterligare legeringar kallas vanligen för HSLA-stål (high strength, low alloy).

Några av de vanligaste plåtkvaliteterna av stål med låg kolhalt, som alla lagerhålls av Leeco, inkluderar ASTM A36, A572 Grades 42 & 50 och A830-1020. Var och en av dessa kvaliteter har måttlig hållfasthet, hög duktilitet och lägre vikt på grund av det låga kolinnehållet och tillsatsen av andra legeringar. Dessa egenskaper gör stål med lågt kolinnehåll idealiskt för användning i konstruktionstillämpningar som byggnadskonstruktion, broar och transmissionstorn, där materialen måste kunna motstå höga påfrestningar samtidigt som de är lätta att forma till konstruktionsformer.

Kemisk sammansättning för vanliga plåtkvaliteter med lågt kolinnehåll

Kvalitet	Kolväte	Mangan.	Fosfor	Svavel	Silikon
A36 upp till 3/4″ tjock	0.25%	N/A	0,030%	0,030%	0,40%
A36 >3/4 – 1 ½” tjock	0.25%	0.80-1.20%	0.030%	0.030%	0.15-0.40%
A36 > 1 ½ – 2 ½” tjock	0,26%	0.80-1.20%	0.030%	0.030%	0.15-0.40%
A36 >2 ½ – 4″ tjock	0,27%	0,85-1,20%	0,030%	0.030%	0,15-0,40%
A36 >4″ tjock	0,29%	0,85-1,20%	0.030%	0,030%		0,15-0,40%
A572 Grade 42	0,21%	1.35%	0,030%	0,030%	0,15-0,40%
A572 Grade 50	0.23%	1.35%	0.030%	0.030%	0.15-0.40%
A830 Grade 1020	0.18-0.23%	0.30-0.60%	0.030%	0.030%	N/A

Mekaniska egenskaper hos vanliga plåtkvaliteter med låg kolhalt

Kvalitet	Bränslestabilitet	Tågtålighet
A36	36 ksi	58-80 ksi
A572 Grade 42	42 ksi	60 ksi
A572 Grade 50	50 ksi	65 ksi

Skapa en offert för stålplåt med lågt kolinnehåll

Vad är medelkolstål?

Mediumkolstål ger en balans mellan låg- och högkolstål och erbjuder större styrka och hårdhet än lågkolstål samtidigt som det är mer formbart än högkolstål. Medium kolstål innehåller också vanligtvis andra legeringar, till exempel mangan, som också bidrar till dess egenskaper.

I tillämpningar där det krävs större seghet och hårdhet kan plåt av medium kolstål få värmebehandlingar – till exempel avkylning och anlöpning – som förbättrar dessa egenskaper utan att kompromissa med bearbetbarheten.

Avkylning och anlöpning är en värmebehandlingsprocess i två steg. I avkylningssteget av denna process värms stålet upp till en temperatur mellan 1 500 och 1 650 grader Fahrenheit och kyls sedan snabbt med vatten. I härdningssteget värms stålet sedan upp på nytt till en lägre temperatur än den kritiska – mellan 300 och 700 grader – och luftkyls. Denna process förändrar stålets kristallkornstruktur för att öka hårdheten och andra mekaniska egenskaper.

Två vanliga stålplåtkvaliteter med medelhög kolhalt som Leeco lagerhåller är ASTM A516 Grade 70 och A830-1045. Den måttliga kolsammansättningen och tilläggslegeringarna ger dessa kvaliteter – och andra medium kolkvaliteter – en balans mellan styrka, hårdhet, duktilitet och slitstyrka. Dessa egenskaper gör stål med medelhögt kolinnehåll idealiskt för användning i tillämpningar där material måste tåla starka krafter utan att gå sönder eller slitas ut, t.ex. maskindelar – inklusive kugghjul, axlar och bultar – tryckkärlstankar samt fordonsdelar och komponenter.

Kemisk sammansättning för vanliga stålsorter med medelhög kolhalt

.

Sorter	Kolvämne	Mangan	Fosfor	Svavel	Silikon
A516 Grade 70 >2″ & ≤4″ tjock	0.30%	0.85-1.20%	0.025%	0.025%	0.15-0.40%
A516 Grade 70 >4″ tjock	0.31%	0.85-1.20%	0.025%	0.025%	0.15-0.40%
A830-1045	0.43-0.50%	0.60-0.90%	0.030%	0.030%	N/A

Mekaniska egenskaper hos vanliga mellankolplåtkvaliteter

Kvaliteter	Bränslestabilitet	Tågtålighet
A516	36 ksi	58-80 ksi

Skapa en offert för stålplåt med medelhög kolhalt

Vad är stål med hög kolhalt?

Högkolstål erbjuder den största styrkan och hårdheten jämfört med stålplåt med milt och medelhögt kolinnehåll. Stål med hög kolhalt är dock mindre duktilt än stål med lägre kolhalt, vilket innebär att det är mycket svårare att bearbeta eller forma.

Likt stål med medelhög kolhalt kan stål med hög kolhalt också värmebehandlas för att ytterligare öka hårdheten och slitstyrkan för användning i tillämpningar där stålet utsätts för särskilt höga spänningsnivåer.

Den höga kolsammansättningen hos plåtkvaliteter med hög kolhalt ger dem stor styrka, hårdhet och slitstyrka, vilket är egenskaper som är idealiska i tillämpningar där stålet regelbundet måste tåla extremt slitage utan att gå sönder, t.ex. skär- och mejslingsverktyg.

Very High Carbon Steel

Vissa tillämpningar kräver stålmaterial som tål krafter som är ännu större än de som gäller för stål med hög kolhalt. I dessa tillämpningar används mycket högkolhaltigt stål, den starkaste typen av kolstål. Mycket högt kolstål är nästan omöjligt att svetsa, bearbeta eller forma på grund av sin otroliga styrka och är därför mycket mindre vanligt än de andra typerna av kolstål.

Sourcing av kolstålplåt

När du funderar på en källa för dina behov av kolstålplåt är det viktigt att överväga en leverantör som har följande för att se till att du får den bästa plåtprodukten och kundservicen:

• Ett stort lager av milda, medeltunga och höga kolstålplåtsorter från både inhemska och internationella verk.
• Starkt kvalitetsledningssystem, till exempel ett som är ISO-certifierat, för att säkerställa att plåtarna är av hög kvalitet och uppfyller dina önskade specifikationer.
• Bredt geografiskt fotavtryck nära dina leveransplatser för att hjälpa till att kontrollera dina fraktkostnader.

Leeco Steel specialiserar sig på stålplåt och håller ett rikligt lager av kolstål lagrat i alla sina elva strategiskt belägna distributionscenter. Leeco är också ISO 9001-certifierad inom kvalitetshantering och verifierar noggrannhet genom alla steg i orderuppfyllnadsprocessen för att säkerställa att kunderna får högkvalitativa plåtprodukter.

Kontakta Leeco eller begär en offert för att diskutera dina behov av kolstålplattor med en kunnig försäljningsrepresentant idag.