Hvilke materialer brukes til smiing?

Smiing er en mye brukt produksjonsprosess som brukes til å forme metaller under høyt trykk. Den er kjent for å produsere sterke, pålitelige og defektbestandige komponenter som er essensielle i høypresterende industrier som bilindustri, luftfart, olje og gass, bygg og anlegg og maskineri. Imidlertid er ikke alle metaller egnet for smiing.

Dematerialer brukt til smiingmå ha den rette kombinasjonen av styrke, duktilitet, termisk stabilitet og maskinbarhet for å møte kravene til prosessen og den endelige applikasjonen. Denne artikkelen utforsker de vanligste smimaterialene, deres viktigste egenskaper og hvorfor de er valgt for ulike bransjer og miljøer.

sakysteel

Oversikt over smimaterialer

Materialer som brukes i smiing faller inn i tre hovedkategorier:

1. Jernholdige metaller(inneholder jern)

2. Ikke-jernholdige metaller(ikke primært jern)

3. Spesiallegeringer(nikkelbaserte, titan- og koboltlegeringer)

Hver type tilbyr unike fordeler når det gjelder styrke, korrosjonsbestandighet, kostnadseffektivitet eller ytelse ved høye temperaturer.

Jernholdige metaller brukt i smiing

1. Karbonstål

Karbonstål er et av de vanligste smimaterialene på grunn av dets allsidighet og kostnadseffektivitet.

• Lavkarbonstål (opptil 0,3 % karbon)

  • Høy duktilitet og maskinbarhet

  • Brukes i bildeler, håndverktøy og beslag

• Middels karbonstål (0,3 %–0,6 % karbon)

  • Bedre styrke og hardhet

  • Vanlig i aksler, gir, forbindelsesstenger

• Høykarbonstål (0,6 %–1,0 % karbon)

  • Svært hard og slitesterk

  • Brukes i kniver, matriser og fjærer

Viktige karakterer: AISI 1018, AISI 1045, AISI 1095

2. Legert stål

Legeringsstål er forbedret med elementer som krom, molybden, nikkel og vanadium for å forbedre seighet, styrke og slitestyrke.

• Utmerket herdbarhet og utmattingsstyrke

• Kan varmebehandles for spesifikke mekaniske egenskaper

• Ideell for krevende applikasjoner

Vanlige bruksområderVeivaksler, girkasser, strukturelle komponenter

Viktige karakterer: 4140, 4340, 8620, 42CrMo4

3. Rustfritt stål

Rustfritt stål velges til smiing når korrosjonsbestandighet er en prioritet.

• Høyt krominnhold gir oksidasjons- og korrosjonsbestandighet

• God styrke og seighet

• Egnet for næringsmiddelindustrien, marin og medisinsk industri

Typer:

• Austenittisk (f.eks. 304, 316): Ikke-magnetisk, høy korrosjonsbestandighet

• Martensittisk (f.eks. 410, 420): Magnetisk, høyere hardhet

• Ferritisk (f.eks. 430): Moderat styrke og korrosjonsbestandighet

Vanlige smidde delerFlenser, pumpeaksler, kirurgiske instrumenter, festemidler

sakysteeltilbyr et bredt utvalg av smivarer i rustfritt stål skreddersydd for ulike bruksområder.

Ikke-jernholdige metaller brukt i smiing

1. Aluminium og aluminiumslegeringer

Aluminium er mye brukt i smiing på grunn av sin lette vekt, korrosjonsbestandighet og utmerkede styrke-til-vekt-forhold.

• Lett å smi og maskinere

• Ideell for deler til luftfart, bilindustrien og transportsektoren

Viktige karakterer:

• 6061 – Høy styrke og korrosjonsbestandighet

• 7075 – Høy styrke, ofte brukt i luftfart

• 2024 – Utmerket utmattingsmotstand

Typiske bruksområderKontrollarmer, flybeslag, hjulnav

2. Kobber og kobberlegeringer (bronse og messing)

Kobberbaserte materialer gir utmerket elektrisk og termisk ledningsevne.

• Brukes i elektriske kontakter, rørleggerutstyr, marine komponenter

• Smidde deler motstår slitasje og korrosjon

Nøkkellegeringer:

• C110 (rent kobber)

• C360 (messing)

• C95400 (aluminiumbronse)

3. Magnesiumlegeringer

Selv om det er mindre vanlige, brukes magnesiumlegeringer der lette materialer er avgjørende.

• Høyt styrke-til-vekt-forhold

• Ofte brukt innen luftfart og elektronikk

• Krever kontrollerte smiingsforhold

BegrensningerDyrere og mer reaktiv under prosessering

Spesiallegeringer brukt i smiing

1. Nikkelbaserte legeringer

Nikkellegeringer smides for sin enestående motstand mot høye temperaturer og korrosjon.

• Essensielt innen kjemisk prosessering, kraftproduksjon og luftfart

• Tåler ekstrem belastning, varme og kjemisk angrep

Viktige karakterer:

• Inconel 625, 718

• Monel 400

• Hastelloy C-22, C-276

sakysteelleverer smigods i nikkellegeringer for krevende driftsforhold.

2. Titan og titanlegeringer

Titan tilbyr en unik kombinasjon av styrke, lav tetthet og korrosjonsbestandighet.

• Brukes i luftfart, marine og medisinske applikasjoner

• Dyrt, men ideelt der ytelsen rettferdiggjør kostnaden

Viktige karakterer:

• Grad 2 (kommersielt ren)

• Ti-6Al-4V (høyfast luftfartskvalitet)

3. Koboltlegeringer

Koboltbaserte smiinger er svært slitesterke og opprettholder styrken ved høye temperaturer.

• Vanlig i turbinkomponenter, motordeler og medisinske implantater

• Høye kostnader begrenser bruken til svært spesialiserte applikasjoner

Faktorer som påvirker materialvalg i smiing

Valg av riktig materiale for smiing avhenger av flere viktige faktorer:

• Krav til mekanisk styrke

• Korrosjons- og oksidasjonsmotstand

• Driftstemperatur

• Maskinbarhet og formbarhet

• Tretthets- og slitestyrke

• Kostnad og tilgjengelighet

Ingeniører må balansere disse faktorene for å sikre at den smidde komponenten fungerer pålitelig i sluttbruksmiljøet.

Vanlige smidde produkter etter materialtype