Quins són els materials utilitzats per a la forja?

La forja és un procés de fabricació àmpliament utilitzat per modelar metalls sota alta pressió. És conegut per produir components forts, fiables i resistents als defectes que són essencials en indústries d'alt rendiment com l'automoció, l'aeroespacial, el petroli i el gas, la construcció i la maquinària. Tanmateix, no tots els metalls són adequats per a la forja.

Elmaterials utilitzats per a la forjaha de posseir la combinació adequada de resistència, ductilitat, estabilitat tèrmica i maquinabilitat per satisfer les demandes del procés i l'aplicació final. Aquest article explora els materials de forja més comuns, les seves propietats clau i per què es seleccionen per a diferents indústries i entorns.

sakysteel

Visió general dels materials de forja

Els materials utilitzats en la forja es divideixen en tres categories principals:

1. Metalls ferrosos(que conté ferro)

2. Metalls no ferrosos(no principalment ferro)

3. Aliatges especials(aliatges a base de níquel, titani i cobalt)

Cada tipus ofereix avantatges únics pel que fa a la resistència, la resistència a la corrosió, la rendibilitat o el rendiment a altes temperatures.

Metalls ferrosos utilitzats en la forja

1. acer al carboni

L'acer al carboni és un dels materials de forja més comuns per la seva versatilitat i rendibilitat.

• Acer baix en carboni (fins a un 0,3% de carboni)

  • Alta ductilitat i maquinabilitat

  • S'utilitza en peces d'automòbils, eines manuals i accessoris

• Acer de carboni mitjà (0,3%–0,6% de carboni)

  • Millor resistència i duresa

  • Comú en eixos, engranatges, bieles

• Acer amb alt contingut en carboni (0,6%–1,0% de carboni)

  • Molt dur i resistent al desgast

  • S'utilitza en ganivets, matrius i molles

Graus clau: AISI 1018, AISI 1045, AISI 1095

2. acer d'aliatge

Els acers d'aliatge es milloren amb elements com el crom, el molibdè, el níquel i el vanadi per millorar la tenacitat, la resistència i la resistència al desgast.

• Excel·lent trempabilitat i resistència a la fatiga

• Es pot tractar tèrmicament per obtenir propietats mecàniques específiques

• Ideal per a aplicacions exigents

Usos comuns: Cigonyals, engranatges de transmissió, components estructurals

Graus clau4140, 4340, 8620, 42CrMo4

3. acer inoxidable

L'acer inoxidable s'escull per a la forja quan la resistència a la corrosió és una prioritat.

• L'alt contingut de crom ofereix resistència a l'oxidació i la corrosió

• Bona força i tenacitat

• Apte per a les indústries de processament d'aliments, marina i mèdica

Tipus:

• Austenític (per exemple, 304, 316): No magnètic, alta resistència a la corrosió

• Martensític (per exemple, 410, 420): Magnètic, major duresa

• Ferrític (per exemple, 430): resistència moderada i resistència a la corrosió

Peces forjades comunesBrides, eixos de bomba, instruments quirúrgics, elements de fixació

sakysteelofereix una àmplia gamma de forjades d'acer inoxidable adaptades a diferents aplicacions.

Metalls no ferrosos utilitzats en la forja

1. Alumini i aliatges d'alumini

L'alumini s'utilitza àmpliament en la forja a causa del seu pes lleuger, resistència a la corrosió i excel·lent relació resistència-pes.

• Fàcil de forjar i mecanitzar

• Ideal per a peces aeroespacials, d'automoció i de transport

Graus clau:

• 6061 – Alta resistència a la corrosió

• 7075 – Alta resistència, sovint utilitzat en l'aeroespacial

• 2024 – Excel·lent resistència a la fatiga

Aplicacions típiquesBraços de control, accessoris per a avions, cubs de roda

2. Coure i aliatges de coure (bronze i llautó)

Els materials a base de coure ofereixen una excel·lent conductivitat elèctrica i tèrmica.

• S'utilitza en connectors elèctrics, accessoris de fontaneria i components marins

• Les peces forjades resisteixen el desgast i la corrosió

Aliatges clau:

• C110 (coure pur)

• C360 (llautó)

• C95400 (bronze d'alumini)

3. Aliatges de magnesi

Tot i que són menys comuns, els aliatges de magnesi s'utilitzen on els materials lleugers són crítics.

• Alta relació resistència-pes

• Sovint utilitzat en aeroespacial i electrònica

• Requereix condicions de forja controlades

LimitacionsMés car i reactiu durant el processament

Aliatges especials utilitzats en forja

1. Aliatges a base de níquel

Els aliatges de níquel es forgen per la seva excepcional resistència a altes temperatures i a la corrosió.

• Essencial en el processament químic, la generació d'energia i la indústria aeroespacial

• Resisteix estrès extrem, calor i atacs químics

Graus clau:

• Inconel 625, 718

• Monel 400

• Hastelloy C-22, C-276

sakysteelsubministra peces forjades d'aliatge de níquel per a condicions de servei severes.

2. Titani i aliatges de titani

El titani ofereix una combinació única de força, baixa densitat i resistència a la corrosió.

• S'utilitza en aplicacions aeroespacials, marines i mèdiques

• Car però ideal on el rendiment justifica el cost

Graus clau:

• Grau 2 (comercialment pur)

• Ti-6Al-4V (grau aeroespacial d'alta resistència)

3. Aliatges de cobalt

Els forjats a base de cobalt són altament resistents al desgast i mantenen la resistència a altes temperatures.

• Comú en components de turbines, peces de motor, implants mèdics

• L'alt cost limita l'ús a aplicacions molt especialitzades

Factors que influeixen en la selecció de materials en la forja

L'elecció del material adequat per a la forja depèn de diversos factors clau:

• Requisits de resistència mecànica

• Resistència a la corrosió i a l'oxidació

• Temperatura de funcionament

• Maquinabilitat i conformabilitat

• Resistència a la fatiga i al desgast

• Cost i disponibilitat

Els enginyers han d'equilibrar aquests factors per garantir que el component forjat funcioni de manera fiable en el seu entorn d'ús final.

Productes forjats comuns per tipus de material