Mikä on 52100-teräs?
On lähes mahdotonta nimetä kaikkia muistamalla, sillä nykyään on yli 3000 teräsluokkaa. Ne on määritellyt American Iron & Steel Institute (AISI) ja Society of Automotive Engineers (SAE), jotka ovat järjestäneet ne käyttöön ja koostumukseen perustuviksi kategorioiksi. Tämä artikkeli tutkii korkeaa hiilipitoista, matala-seosterauta 52100-terästä, osoittaakseen, missä se sopii parhaiten insinööritarpeisiin. Aluksi tarkastelemme 52100-teräksen fysikaalisia ominaisuuksia, sitten sen työstettävyysominaisuuksia sekä mahdollisia käyttötarkoituksia tässä monipuolisessa metallissa.
52100-teräksen fysikaaliset ominaisuudet
52100-teräs vaikuttaa olevan erilainen nimirakenne kuin muut kolme- tai nelinumeroiset teräkset, mutta tämä johtuu vain SAE:n ja AISI:n nimikkeistöjen erityisistä eroista. Ensimmäinen numero (5) tarkoittaa, että tämä teräs on pääasiassa kromiseostettu, ja toinen numero (2) edustaa seostusprosenttia, joka on suurempi kuin 1%. Toisin sanoen toinen numero ei määrittele tarkkaa kromiprosenttia, vaan vain että se on seostettu korkeammalla prosentilla kuin muut vastaavat teräkset. Viimeiset kolme numeroa osoittavat keskimääräisen hiilipitoisuuden teräksessä; siis 52100-teräksessä on keskimäärin 1,00 % hiiltä seoksessa. Alla on lista, joka näyttää 52100-teräksen tarkan kemiallisen koostumuksen toleransseineen:
52100-teräksen komponentti-elementit
0,98-1,1% Hiili
1,3-1,6% Kromi
0,25-0,45% Mangaani
<= 0,025% Fosfori
0,15-0,3% Silicium
<= 0,025% Rikki
Lisätietoja teräslajien eroista saat lukemalla artikkelimme teräslajien tyypeistä.
52100-teräs on korkeahiilinen kromiseostettu teräs, jonka tiheys on 7,81 g/cm3 (0,282 lb/in3). Se voidaan kovettaa kylmä- ja kuumatyöstömenetelmillä ja se reagoi annealingiin ja lämpökäsittelyyn, sekä sitä voidaan vahvistaa lämpökäsittelyllä. Se on helposti taottavissa ja muotoiltavissa, sekä koneistettavissa annealing-tilasta. Vaikka sitä ei yleensä käytetä hitsaukseen, 52100-teräs on erityisen hyödyllinen laakereissa, myllyrullissa ja ajoneuvojen osissa, kiitos sen lujuuden, kovuuden ja työstettävyysominaisuuksien yhdistelmän. Yleisin 52100-varastotyyppi on tanko, mutta sitä löytyy myös putki-, johto-, levy- ja taottavasta varastosta.
Yhteenveto mekaanisista ominaisuuksista 52100-teräkselle.
| Mekaaniset ominaisuudet | Mitta | Englanti |
| Joustavuuden moduli | 210 GPa | 30500 ksi |
| Kokonaismoduuli | 160 GPa | 23200 ksi |
| Leikkausmoduuli | 80 GPa | 11600 ksi |
| Halkeamiskestävyys | 15,4-18,7 MPa-m½ | 14,0 – 17,0 ksi-in½ |
| Työstettävyys | 40% | 40% |
- Yllä, Taulukossa 1, on esitetty joitakin 52100-teräksen mekaanisia ominaisuuksia havainnollistamaan sen hyödyllisiä työominaisuuksia. Tämä osio selittää lyhyesti kunkin parametrin ja kuinka se liittyy 52100-teräksen sovelluksiin.
- Tyyppi 52100-teräksellä on elastisuusmoduuli 210 GPa. Tämä mitta kuvaa materiaalin elastista jäykkyyttä, jossa korkeampi elastisuusmoduuli tarkoittaa jäykempää metallia. On tärkeää ymmärtää materiaalin elastisuusmoduuli, jos sitä on koneistettava, sillä vähemmän jäykkä materiaali taipuu ja tarttuu koneistuskoneisiin, kun taas jäykempi materiaali kuluttaa työkaluja nopeammin mutta yleensä koneistuu paremmin. 52100-teräs reagoi hyvin koneistusprosesseihin, ja tämä näkyy selvästi sen suuresta elastisuusmoduulista.
- Tilavuusmoduuli on materiaalin ominaisuus, joka usein liittyy nesteisiin, mutta sitä käytetään yleisesti myös teräksen yhteydessä, koska se kuvaa metallin vastustuskykyä puristukselle tai tilavuuden pienenemiselle, kun sitä puristetaan tasaisesti. Tämä arvo on erityisen tärkeä 52100-teräkselle, koska sitä käytetään tyypillisesti laakereissa, jotka voivat olla tämän tyyppisen jatkuvan puristusvoiman tai kuorman alaisena. Kuten Taulukossa 1 nähdään, 52100-teräksen tilavuusmoduuli on 160 GPa, mikä on noin kaksi kertaa vahvempi kuin useimmat alumiiniseokset.
- Leikkausmoduuli on toisenlainen kuvaus materiaalin vasteesta rasitukseen, tässä tapauksessa leikkausrasitukseen. Leikkausrasitus tarkoittaa, että kaksi voimaa vastustavat toisiaan materiaalin tasossa, kuten sakset leikkaavat paperia tai saha leikkaa sylinterimäistä tankoa. Tämä arvo on tärkeä ymmärtää, jos metallia aiotaan leikata varastosta ja kiertää/muotoilla säteittäisesti, koska materiaalin ei tulisi irrota tai murtua näissä olosuhteissa. 52100-teräksen leikkausmoduuli on 80 GPa, mikä on tyypillistä teräkselle ja soveltuu leikkaamiseen litteistä rullista ja langoista.
- Murtolujuus osoittaa materiaalin kyvyn vastustaa murtumista. Se tarkoittaa rasitusta, jossa halkeamat leviävät materiaalin läpi ilman muita vaikutuksia, ja on olennaista ymmärtää, miten materiaali epäonnistuu hauraassa murtumassa. Materiaali, jonka murtolujuus on korkea, epäonnistuu yleensä ductiilissä murtumassa, kun taas matalan murtolujuuden materiaalit särkyvät helposti. Sen murtolujuudesta (15.4-18.7 MPa-m½) voidaan nähdä, että 52100-teräs on selvästi alttiimpi ductiiliselle murtumalle, mikä on ihanteellista tällaiselle teräkselle.
- Lopuksi, koneistettavuus on laadullinen, vertailukelpoinen mitta siitä, kuinka hyvin metalli reagoi koneistusmenetelmiin. Se esitetään usein prosentteina, jossa referenssiteräs on 100% ja muut teräkset saavat prosenttiosuuden tämän teräksen suhteen. Taulukossa 1 näkyvä koneistettavuusluokitus perustuu AISI 1212-teräkseen, jolle annetaan 100%-koneistettavuus tällä asteikolla. Prosenttiosuus alle 100%:n (kuten 52100-teräksellä) tarkoittaa, että sitä on vaikeampi koneistaa kuin referenssiterästä. Tämä ei tarkoita, etteikö 52100 soveltuisi koneistukseen; päinvastoin, sitä voidaan helposti koneistaa, mutta sen kovuus kuluttaa muotteja ja työstökoneita nopeammin.
-
52100-teräksen sovellukset
- Kuten aiemmin on keskusteltu, 52100-terästä käytetään eniten teräslaakereissa sekä laakerien valmistuslaitteissa. Sen sitkeys ja kovuus tekevät siitä sopivan teräaseisiin ja veitsiin, vaikka se onkin haastavampi lämpökäsitellä kuin jotkut muut yleisemmät teräslaadut. Alla on luettelo muista yleisistä 52100-teräksen sovelluksista:
- Hihnalaakerit
Koneistokierrot
Leikkurit, kierteitykset, muotit
Auton ja lentokoneen osat
Kiinnikkeet
ja lisää. - Jos 52100-teräs vaikuttaa hyödylliseltä projektiisi, ota yhteyttä toimittajaasi ja kysy, ovatko he samaa mieltä. Heillä on aina parhaat tiedot, jotka liittyvät vaatimuksiisi, ja he voivat neuvoa sopivista vaihtoehdoista ja vaihtoehdoista.
- XTJ on johtava OEM-valmistaja, joka on omistautunut tarjoamaan yhden luukun valmistusratkaisuja prototyypistä tuotantoon. Olemme ylpeitä siitä, että olemme ISO 9001 -sertifioitu järjestelmän laatujohtamisyritys, ja olemme päättäneet luoda arvoa jokaisessa asiakassuhteessa. Teemme tämän yhteistyön, innovoinnin, prosessien parantamisen ja poikkeuksellisen työn laadun kautta.
