Minden az 5160 acélról (tulajdonságok, szilárdság és felhasználás)

Útmutatók

Az acél a modern iparban használt egyik legfontosabb gyártási anyag. A vasnak szénnel és más nyomelemekkel való ötvözéséből készült fém, ahol ezek az adalékok megnövelt szilárdságot, ellenállóképességet és keménységet biztosítanak az acélnak.

Az acél sokféleképpen előállítható, ezért a különböző acélfajtákat összetételük alapján osztályozták (az acélok közötti különbségek jobb megértéséhez olvassa el az acélfajtákról szóló cikkünket). Az American Iron & Steel Institute (AISI) és a Society of Automotive Engineers (SAE) közös elnevezési rendszert dolgozott ki a különböző ötvözetekre, amely leírja az egyes acélok kémiai összetételét és általános jellemzőit. Ez a cikk az 5160-as acél tulajdonságait, szilárdságát és felhasználását vizsgálja, amely egy alacsony ötvözésű, nagy szilárdságú rugóacél, amely rendkívül rugalmas és szívós. Fizikai, kémiai és mechanikai tulajdonságainak feltárásával ez a cikk reméli, hogy megmutatja az olvasóknak, mikor érdemes az 5160-as acélt választaniuk más, kevésbé alkalmas ötvözetekkel szemben a projektjükhöz.

Az 5160-as acél fizikai tulajdonságai

Nagyon fontos megérteni az acél és ötvözeteinek elnevezési rendszerét, mivel a név sokat elárul az egyes ötvözetek összetételéről. Az alumíniumhoz hasonlóan az acélt is négyjegyű azonosítóval nevezik el, de az alumíniumtól eltérően az egyes számok fontos információkat tartalmaznak az acélötvözetben lévő szén és a kapcsolódó ötvözőelemek százalékos arányáról. Vegyük figyelembe azt is, hogy az AISI és a SAE elnevezési rendszerek között vannak eltérések, de az ötvözetnevek tekintetében általában átfedésben vannak, és ebben a cikkben egy elnevezési egységként kezeljük őket (AISI/SAE elnevezési index).

Az acélötvözet-nómenklatúra első számjegye az acélötvözet osztályát jelöli. Az 5160 alumínium esetében az 5 olyan acélötvözeteket jelöl, amelyek fő ötvözőelemként krómot használnak. A második számjegy a fent említett ötvözőelem koncentrációját jelöli; az 5160 acél tehát 1 tömegszázalék krómot tartalmaz. Az utolsó két számjegy a szén fajlagos koncentrációját jelenti, ahol azt jelölik, hogy az ötvözet 0,XX % szén. Az 5160-as acél esetében ez azt jelenti, hogy a szénkoncentráció 0,60 % szén, így ez egy közepes vagy magas széntartalmú acél. Vegye figyelembe, hogy ez nem egy átfogó elemzés, és ahhoz, hogy 5160-as acélnak minősüljön, az anyagnak a többi elem koncentrációs tűréshatárait is el kell érnie az alábbiak szerint:

• 0.75-1% mangán
• 0,035% foszfor
• ≤ 0,15-0,3% szilícium
• ≤ 0,04% kén

Az 5160-as acél rendkívül szívós és rugalmas. Magas fokú fáradásállósággal, nagy alakíthatósággal és jó rugózási tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek hasznosak olyan alkalmazásokban, ahol rugalmasságra van szükség. Ezért a “rugóacélok” közé tartozik, amelyek azokat az ötvözeteket képviselik, amelyek egyszerre rugalmasak, de elég szilárdak ahhoz, hogy az alakváltozás után visszanyerjék eredeti alakjukat. Bár az 5160-as acél nem könnyen hegeszthető vagy megmunkálható, hőkezelhető, lágyítható és melegen alakítható. Sűrűsége 7,85 g/cm3 (0,284 lb/in3).

Korróziós gyengeség

Az 5160 acél könnyen rozsdásodik, ami egy sajnálatos mellékhatás, amit a legtöbb acél mutat. A levegőben és a vízben lévő oxigén megtámadja az acélban lévő vasmolekulákat, és vasoxidot, más néven rozsdát képez, ami repedéseket és gyenge pontokat hozhat az acélba. Krómot adnak hozzá, hogy segítsen megakadályozni ezt a rozsdásodást, de tömegét tekintve nem elegendő ahhoz, hogy teljesen megakadályozza a lebomlást. Bármilyen maró károsodás gyengíti az 5160-as acélt, ezért fontos figyelembe venni a projekt rozsdásodási kockázatát, amikor ezt a fémet alkalmazza.

Mechanikai tulajdonságok

1. táblázat: A 6063-as alumíniumötvözet mechanikai tulajdonságainak összefoglalása.

A fenti 1. táblázat az 5160 acél néhány alapvető mechanikai értékét tartalmazza. Ez a szakasz röviden megvizsgálja az egyes értékeket és azok jelentőségét ennek a rendkívül hasznos anyagnak a munkavégzési jellemzői szempontjából.

A szakító- és szakítószilárdság olyan értékek, amelyek egy anyag feszültségre adott válaszát írják le. A folyáshatár azt a maximális húzóerőt írja le, amely nem deformál tartósan egy acélmintát, a szakítószilárdság pedig a maximális húzóerő a tönkremenetel (törés/repedés) előtt. Az 5160-as acél rendkívül erős húzófeszültségben, és még a legerősebb alumíniumnál is jóval magasabb értékeket sportol (összehasonlításképpen: a 7075-ös alumínium, egy jelentősen erős alumíniumötvözet, 572 MPa / 503 MPa folyáshatárral rendelkezik). Ezek a szilárdságok mutatják, hogy miért félelmetes rugóacél ez az acél, mivel jól bírja az ütéseket, mielőtt tartósan deformálódna.

A térfogati modulus azt írja le, hogy egy anyag mennyire ellenáll az egyenletes összenyomásnak – más szóval, hogy mennyire nehéz egy tárgy térfogatát csökkenteni axiális terhelés közben. Az 5160 acél ömlesztő modulusa 160 GPa, ami azt jelenti, hogy majdnem 80-szor nehezebb összenyomni, mint a folyékony vizet (a víz ömlesztő modulusa 2,15 GPa). Ez ismét megmutatja, miért tökéletes az 5160-as acél rugóacélként; az autófelfüggesztések gyakran állandó összenyomásban vannak, és nem szabad, hogy állandó nyomóerő alatt meginogjanak.

Hasonlóképpen, mind a nyírási, mind a rugalmassági modulus megmutatja az anyag rugalmasságát mind a nyírási, mind a rugalmas feszültségekre adott válaszként. Ezek jól jelzik egy anyag általános szívósságát, valamint azt, hogy az anyag milyen igénybevételeknek van kitéve. Az 5160-as acélnak nem kell sok gyengeségtől tartania, mivel mind a nyírási, mind a rugalmassági modulusa lenyűgözően nagy. Érdekes megjegyezni, hogy egy anyag megmunkálhatósága és megmunkálhatósága gyakran fordítottan arányos e két mértékkel, mivel egy erősebb és rugalmasabb acél elgumizza a marókat, és általában több gondot okoz a megmunkálóknak.

Az 5160-as acél alkalmazásai

Az 5160-as acél, mint korábban leírtuk, ideális rugóacél. Nagy szilárdságát gyakran alkalmazzák olyan kisebb keresztmetszetű, jelentős igénybevételnek kitett alkalmazásokban, mint a rugók, kötőelemek és az autófelfüggesztések laprugói. Rúd- és csőformában kapható a beszállítóktól, és kivételesen erős alkatrészek létrehozására használható, feltéve, hogy rendelkezik a feldolgozásához szükséges eszközökkel. Az 5160-as acélt a kaparók és lökhárítók építésénél is felhasználják, és nagyszerű késéleket készíthet, amelyek egyszerre tartósak és rugalmasak. Ha alakíthatóságra, szívósságra és rugalmasságra van szükség, fontolja meg, hogy az 5160-as acélról kérdezze meg a beszállítóját.

Összefoglaló

Ez a cikk az 5160-as acél tulajdonságainak, szilárdságának és alkalmazásainak rövid összefoglalását mutatta be. Más termékekkel kapcsolatos információkért tekintse meg további útmutatóinkat, vagy látogasson el a Thomas Supplier Discovery Platformra, ahol potenciális beszerzési forrásokat találhat, vagy megtekintheti az egyes termékek részleteit.

Források:

1. https://www.academia.edu
2. http://web.mit.edu/1.51/www/pdf/chemical.pdf
3. https://continentalsteel.com/carbon-steel/grades/alloy-5160/
4. http://www.matweb.com
5. https://www.engineeringtoolbox.com

Más acélcikkek

• A szerkezeti acélformák típusai
• Top-gyártók. and Suppliers of Rebar
• Types of Rebar
• Types of Steel
• Types of Stainless Steel
• Top US Steel Companies and Steel Manufacturers in World
• All About 440 Steel (Properties, Strength, Uses)
• All About 430 Steel (Properties, Strength, Uses)
• All About 304 Steel (Properties, Strength, Uses)
• All About 52100 Steel
• Properties, Compositions, and Applications of Standard Steels
• Surface Hardening Treatment of Steel (Case Hardening)
• All About 9260 Steel (Properties, Strength, Uses)
• All About 4130 Steel (Properties, Strength, Uses)
• Steel vs. Titán – szilárdság, tulajdonságok és felhasználás