Care sunt materialele folosite pentru forjare?

Forjarea este un proces de fabricație larg răspândit, utilizat pentru modelarea metalelor sub presiune înaltă. Este cunoscută pentru producerea de componente rezistente, fiabile și rezistente la defecte, esențiale în industriile de înaltă performanță, cum ar fi industria auto, aerospațială, petrol și gaze, construcții și utilaje. Cu toate acestea, nu toate metalele sunt potrivite pentru forjare.

Cel/Cea/Cei/Celemateriale utilizate pentru forjaretrebuie să posede combinația potrivită de rezistență, ductilitate, stabilitate termică și prelucrabilitate pentru a satisface cerințele procesului și ale aplicației finale. Acest articol explorează cele mai comune materiale de forjare, proprietățile lor cheie și motivele pentru care sunt selectate pentru diferite industrii și medii.

sakysteel

Prezentare generală a materialelor de forjare

Materialele utilizate în forjare se împart în trei categorii principale:

1. Metale feroase(conținând fier)

2. Metale neferoase(nu în principal fier)

3. Aliaje speciale(aliaje pe bază de nichel, titan și cobalt)

Fiecare tip oferă beneficii unice în ceea ce privește rezistența, rezistența la coroziune, rentabilitatea sau performanța la temperaturi ridicate.

Metale feroase utilizate în forjare

1. Oțel carbon

Oțelul carbon este unul dintre cele mai comune materiale de forjare datorită versatilității și rentabilității sale.

• Oțel cu conținut scăzut de carbon (până la 0,3% carbon)

  • Ductilitate și prelucrabilitate ridicate

  • Utilizat în piese auto, scule manuale și fitinguri

• Oțel cu conținut mediu de carbon (0,3%–0,6% carbon)

  • Rezistență și duritate mai bune

  • Comun în arbori, angrenaje, biele

• Oțel cu conținut ridicat de carbon (0,6%–1,0% carbon)

  • Foarte dur și rezistent la uzură

  • Folosit în cuțite, matrițe și arcuri

Note cheie: AISI 1018, AISI 1045, AISI 1095

2. Oțel aliat

Oțelurile aliate sunt îmbogățite cu elemente precum crom, molibden, nichel și vanadiu pentru a îmbunătăți tenacitatea, rezistența și rezistența la uzură.

• Excelentă călibilitate și rezistență la oboseală

• Poate fi tratat termic pentru proprietăți mecanice specifice

• Ideal pentru aplicații solicitante

Utilizări comuneArbori cotiți, angrenaje de transmisie, componente structurale

Note cheie4140, 4340, 8620, 42CrMo4

3. Oţel inoxidabil

Oțelul inoxidabil este ales pentru forjare atunci când rezistența la coroziune este o prioritate.

• Conținutul ridicat de crom oferă rezistență la oxidare și coroziune

• Rezistență și tenacitate bune

• Potrivit pentru industria alimentară, marină și medicală

Tipuri:

• Austenitic (de exemplu, 304, 316): Nemagnetic, rezistență ridicată la coroziune

• Martensitic (de exemplu, 410, 420): Magnetic, duritate mai mare

• Feritic (de exemplu, 430): Rezistență moderată și rezistență la coroziune

Piese forjate comuneFlanșe, arbori de pompă, instrumente chirurgicale, elemente de fixare

sakysteeloferă o gamă largă de piese forjate din oțel inoxidabil adaptate pentru diferite aplicații.

Metale neferoase utilizate în forjare

1. Aluminiu și aliaje de aluminiu

Aluminiul este utilizat pe scară largă în forjare datorită greutății sale reduse, rezistenței la coroziune și raportului excelent rezistență-greutate.

• Ușor de forjat și prelucrat mecanic

• Ideal pentru piese din industria aerospațială, auto și transport

Note cheie:

• 6061 – Rezistență ridicată și rezistență la coroziune

• 7075 – Rezistență ridicată, adesea utilizată în industria aerospațială

• 2024 – Rezistență excelentă la oboseală

Aplicații tipiceBrațe de control, accesorii pentru aeronave, butuci de roată

2. Cupru și aliaje de cupru (bronz și alamă)

Materialele pe bază de cupru oferă o conductivitate electrică și termică excelentă.

• Utilizat în conectori electrici, fitinguri sanitare, componente marine

• Piesele forjate rezistă la uzură și coroziune

Aliaje cheie:

• C110 (cupru pur)

• C360 (alamă)

• C95400 (bronz cu aluminiu)

3. Aliaje de magneziu

Deși mai puțin frecvente, aliajele de magneziu sunt utilizate acolo unde materialele ușoare sunt critice.

• Raport ridicat rezistență-greutate

• Adesea utilizat în industria aerospațială și electronică

• Necesită condiții controlate de forjare

LimităriMai scump și mai reactiv în timpul procesării

Aliaje speciale utilizate în forjare

1. Aliaje pe bază de nichel

Aliajele de nichel sunt forjate pentru rezistența lor remarcabilă la temperaturi ridicate și la coroziune.

• Esențial în procesarea chimică, generarea de energie și industria aerospațială

• Rezistă la stres extrem, căldură și atacuri chimice

Note cheie:

• Inconel 625, 718

• Monel 400

• Hastelloy C-22, C-276

sakysteelfurnizează piese forjate din aliaj de nichel pentru condiții de utilizare severe.

2. Titan și aliaje de titan

Titanul oferă o combinație unică de rezistență, densitate redusă și rezistență la coroziune.

• Utilizat în aplicații aerospațiale, marine și medicale

• Scump, dar ideal acolo unde performanța justifică costul

Note cheie:

• Gradul 2 (pur din punct de vedere comercial)

• Ti-6Al-4V (grad aerospațial de înaltă rezistență)

3. Aliaje de cobalt

Forjele pe bază de cobalt sunt foarte rezistente la uzură și își mențin rezistența la temperaturi ridicate.

• Comun în componentele turbinelor, piesele motorului, implanturile medicale

• Costul ridicat limitează utilizarea la aplicații foarte specializate

Factorii care influențează selecția materialelor în forjare

Alegerea materialului potrivit pentru forjare depinde de mai mulți factori cheie:

• Cerințe de rezistență mecanică

• Rezistență la coroziune și oxidare

• Temperatura de funcționare

• Prelucrabilitate și formabilitate

• Rezistență la oboseală și uzură

• Cost și disponibilitate

Inginerii trebuie să echilibreze acești factori pentru a se asigura că componenta forjată funcționează fiabil în mediul său final de utilizare.

Produse forjate comune după tipul de material