Kādi ir kalšanas materiāli?

Kalšana ir plaši izmantots ražošanas process, ko izmanto metālu veidošanai augsta spiediena ietekmē. Tā ir pazīstama ar izturīgu, uzticamu un defektiem izturīgu detaļu ražošanu, kas ir būtiskas augstas veiktspējas nozarēs, piemēram, autobūves, kosmosa, naftas un gāzes, būvniecības un mašīnbūves nozarē. Tomēr ne visi metāli ir piemēroti kalšanai.

Thekalšanai izmantotie materiāliir jābūt atbilstošai izturības, elastības, termiskās stabilitātes un apstrādājamības kombinācijai, lai atbilstu procesa un galīgā pielietojuma prasībām. Šajā rakstā ir aplūkoti visizplatītākie kalšanas materiāli, to galvenās īpašības un iemesli, kāpēc tie tiek izvēlēti dažādām nozarēm un vidēm.

sakysteel

Kalšanas materiālu pārskats

Kalšanas procesā izmantotie materiāli iedalās trīs galvenajās kategorijās:

1. Melnie metāli(satur dzelzi)

2. Krāsainie metāli(ne galvenokārt dzelzs)

3. Speciālie sakausējumi(niķeļa, titāna un kobalta sakausējumi)

Katrs veids piedāvā unikālas priekšrocības izturības, izturības pret koroziju, izmaksu efektivitātes vai augstas temperatūras veiktspējas ziņā.

Kalšanā izmantotie melnie metāli

1. Oglekļa tērauds

Oglekļa tērauds ir viens no visizplatītākajiem kalšanas materiāliem, pateicoties tā daudzpusībai un izmaksu efektivitātei.

• Zema oglekļa satura tērauds (līdz 0,3% oglekļa)

  • Augsta elastība un apstrādājamība

  • Izmanto automobiļu detaļās, rokas instrumentos un armatūrā

• Vidēja oglekļa tērauds (0,3–0,6% oglekļa)

  • Labāka izturība un cietība

  • Bieži sastopams vārpstās, zobratos, savienojošajos stieņos

• Augsta oglekļa satura tērauds (0,6–1,0 % oglekļa)

  • Ļoti ciets un nodilumizturīgs

  • Izmanto nažos, matricās un atsperēs

Galvenās pakāpes: AISI 1018, AISI 1045, AISI 1095

2. Leģētais tērauds

Leģētie tēraudi tiek uzlaboti ar tādiem elementiem kā hroms, molibdēns, niķelis un vanādijs, lai uzlabotu izturību, izturību un nodilumizturību.

• Lieliska sacietēšanas spēja un noguruma izturība

• Var termiski apstrādāt, lai iegūtu noteiktas mehāniskās īpašības

• Ideāli piemērots prasīgām vajadzībām

Bieži sastopamie lietojumiKloķvārpstas, transmisijas zobrati, konstrukcijas elementi

Galvenās pakāpes4140, 4340, 8620, 42CrMo4

3. Nerūsējošais tērauds

Nerūsējošais tērauds tiek izvēlēts kalšanai, ja prioritāte ir izturība pret koroziju.

• Augsts hroma saturs nodrošina izturību pret oksidēšanos un koroziju

• Laba izturība un stingrība

• Piemērots pārtikas pārstrādes, jūras un medicīnas nozarēm

Veidi:

• Austenīts (piemēram, 304, 316): nemagnētisks, augsta izturība pret koroziju

• Martensīts (piemēram, 410, 420): magnētisks, augstāka cietība

• Ferīts (piemēram, 430): vidēja izturība un izturība pret koroziju

Bieži kaltas detaļasAtloki, sūkņu vārpstas, ķirurģiskie instrumenti, stiprinājumi

sakysteelpiedāvā plašu nerūsējošā tērauda kalumu klāstu, kas pielāgoti dažādiem pielietojumiem.

Kalšanā izmantotie krāsainie metāli

1. Alumīnijs un alumīnija sakausējumi

Alumīnijs tiek plaši izmantots kalšanā, pateicoties tā vieglajam svaram, izturībai pret koroziju un lieliskajai stiprības un svara attiecībai.

• Viegli kalšanai un apstrādei

• Ideāli piemērots kosmosa, automobiļu un transporta detaļām

Galvenās pakāpes:

• 6061 – Augsta izturība un izturība pret koroziju

• 7075 – Augsta izturība, bieži izmanto aviācijā

• 2024. gads — lieliska noguruma izturība

Tipiski pielietojumiVadības sviras, lidmašīnu furnitūra, riteņu rumbas

2. Varš un vara sakausējumi (bronza un misiņš)

Vara bāzes materiāli nodrošina izcilu elektrovadītspēju un siltumvadītspēju.

• Izmanto elektriskajos savienotājos, santehnikas armatūrā, kuģu detaļās

• Kaltas detaļas ir izturīgas pret nodilumu un koroziju

Galvenie sakausējumi:

• C110 (tīrs varš)

• C360 (misiņš)

• C95400 (alumīnija bronza)

3. Magnija sakausējumi

Lai gan retāk sastopami, magnija sakausējumi tiek izmantoti vietās, kur ir svarīgi viegli materiāli.

• Augsta izturības un svara attiecība

• Bieži izmanto aviācijas un kosmosa rūpniecībā un elektronikā

• Nepieciešami kontrolēti kalšanas apstākļi

IerobežojumiDārgāks un reaģējošāks apstrādes laikā

Kalšanā izmantotie speciālie sakausējumi

1. Niķeļa sakausējumi

Niķeļa sakausējumi tiek kalti to izcilās temperatūras un korozijas izturības dēļ.

• Būtiska ķīmiskajā pārstrādē, enerģijas ražošanā un kosmosa nozarē

• Izturēt ārkārtēju stresu, karstumu un ķīmisku iedarbību

Galvenās pakāpes:

• Inconel 625, 718

• Monel 400

• Hastelloy C-22, C-276

sakysteelpiegādā niķeļa sakausējuma kalumus skarbiem ekspluatācijas apstākļiem.

2. Titāns un titāna sakausējumi

Titāns piedāvā unikālu izturības, zema blīvuma un korozijas izturības kombināciju.

• Izmanto kosmosa, jūras un medicīnas lietojumprogrammās

• Dārgs, bet ideāli piemērots, ja veiktspēja attaisno izmaksas

Galvenās pakāpes:

• 2. pakāpe (komerciāli tīra)

• Ti-6Al-4V (augstas stiprības kosmosa klase)

3. Kobalta sakausējumi

Kobalta bāzes kalumi ir ļoti izturīgi pret nodilumu un saglabā izturību augstā temperatūrā.

• Bieži sastopams turbīnu komponentos, dzinēju detaļās, medicīniskajos implantos

• Augstās izmaksas ierobežo izmantošanu ļoti specializētām lietojumprogrammām

Faktori, kas ietekmē materiāla izvēli kalšanā

Pareiza materiāla izvēle kalšanai ir atkarīga no vairākiem galvenajiem faktoriem:

• Mehāniskās izturības prasības

• Korozijas un oksidācijas izturība

• Darba temperatūra

• Apstrādājamība un formējamība

• Noguruma un nodilumizturība

• Izmaksas un pieejamība

Inženieriem ir jālīdzsvaro šie faktori, lai nodrošinātu, ka kaltais komponents darbojas droši galalietošanas vidē.

Bieži sastopamie kalti izstrādājumi pēc materiāla veida