Totul despre oțelul 5160 (Proprietăți, rezistență și utilizări)

Ghiduri

Oțelul este unul dintre cele mai importante materiale de fabricație folosite în industria modernă. Este un metal obținut prin alierea fierului cu carbon și alte oligoelemente, unde aceste adaosuri conferă oțelului o rezistență, o rezistență și o duritate sporite.

Oțelul poate fi fabricat în mai multe moduri diferite și, prin urmare, diferite tipuri de oțeluri au fost clasificate pe baza compoziției lor (pentru a înțelege mai bine diferențele dintre oțeluri, citiți articolul nostru despre tipurile de oțeluri). American Iron & Steel Institute (AISI) și Society of Automotive Engineers (SAE) au dezvoltat un sistem comun de denumire a diferitelor aliaje, care descrie compoziția chimică și caracteristicile generalizate ale fiecărui oțel. Acest articol va explora proprietățile, rezistențele și utilizările oțelului 5160, un oțel pentru arcuri de înaltă rezistență, slab aliat, care este excepțional de rezistent și rezistent. Prin explorarea proprietăților sale fizice, chimice și mecanice, acest articol speră să le arate cititorilor când să aleagă oțelul 5160 în locul altor aliaje mai puțin potrivite pentru proiectul lor.

Proprietățile fizice ale oțelului 5160

Este important să înțelegem sistemul de denumire a oțelului și a aliajelor sale, deoarece denumirea dezvăluie multe despre compoziția fiecărui aliaj. La fel ca și în cazul aluminiului, oțelul este denumit folosind un identificator de patru cifre, dar, spre deosebire de aluminiu, fiecare număr deține informații importante cu privire la procentul de carbon și la elementele de aliere asociate din cadrul aliajului de oțel. Rețineți, de asemenea, că există discontinuități între sistemele de denumire AISI și SAE, dar, în general, acestea se suprapun în ceea ce privește denumirile aliajelor și vor fi tratate ca o singură entitate de denumire în acest articol (indicele de denumire AISI/SAE).

Prima cifră a nomenclaturii aliajelor de oțel reprezintă clasa aliajului de oțel. În cazul aluminiului 5160, cifra 5 reprezintă aliajele de oțel care utilizează cromul ca element principal de aliere. A doua cifră reprezintă concentrația elementului de aliere menționat mai sus; astfel, oțelul 5160 are 1% crom în masă. Ultimele două cifre reprezintă concentrația specifică de carbon, în cazul în care desemnează faptul că aliajul are 0,XX % carbon. Pentru oțelul 5160, aceasta înseamnă că concentrația de carbon este de 0,60% carbon, ceea ce îl face un oțel cu conținut mediu spre ridicat de carbon. Rețineți că aceasta nu este o analiză cuprinzătoare, iar pentru a fi considerat oțel 5160, materialul trebuie să atingă, de asemenea, toleranțele de concentrație pentru celelalte elemente, așa cum se arată mai jos:

• 0.75-1% Mangan
• 0,035% Fosfor
• ≤ 0,15-0,3% Siliciu
• ≤ 0,04% Sulf

Oțelul 5160 este excepțional de dur și elastic. Acesta prezintă un nivel ridicat de rezistență la oboseală, are o ductilitate ridicată și are calități elastice bune, utile pentru aplicații în care se dorește flexibilitate. Prin urmare, face parte din „oțelurile elastice”, care reprezintă acele aliaje care sunt în același timp flexibile, dar care au suficientă rezistență pentru a reveni la forma lor inițială după deformare. Deși nu este ușor de sudat sau de prelucrat, oțelul 5160 poate fi tratat termic, recopt și prelucrat la cald în formă. Are o densitate de 7,85 g/cm3 (0,284 lb/in3).

Slăbiciune la coroziune

Oțelul 5160 este ușor de ruginit, ceea ce reprezintă un efect secundar nefericit pe care îl vor prezenta majoritatea oțelurilor. Oxigenul din aer și din apă atacă moleculele de fier din oțel și formează oxidul de fier, cunoscut și sub numele de rugină, care poate introduce fisuri și puncte slabe în oțel. Cromul este adăugat pentru a ajuta la prevenirea acestei ruginii, dar nu este suficient în masă pentru a preveni complet degradarea. Orice deteriorare caustică va slăbi oțelul 5160, așa că este important să luați în considerare riscul de rugină al proiectului dvs. atunci când implementați acest metal.

Proprietăți mecanice

Tabelul 1: Rezumat al proprietăților mecanice pentru aliajul de aluminiu 6063.

Tabelul 1, prezentat mai sus, oferă câteva valori mecanice de bază ale oțelului 5160. Această secțiune va explora pe scurt fiecare valoare și relevanța acesteia pentru caracteristicile de lucru ale acestui material extrem de util.

Rezistența la rupere și limita de curgere la tracțiune sunt valori care descriu răspunsul unui material la faptul că se află în tensiune. Rezistența la curgere descrie forța maximă de tracțiune care nu va deforma permanent un specimen de oțel, iar rezistența la rupere este forța maximă de tracțiune înainte de rupere (fracturare/fractură). Oțelul 5160 este extrem de rezistent la întindere, iar valorile sportive sunt mult mai mari chiar și decât cel mai rezistent aluminiu (pentru comparație, aluminiul 7075, un aliaj de aluminiu considerabil de rezistent, are o limită de curgere de 572 MPa / 503 MPa, respectiv). Aceste rezistențe arată de ce acest oțel este un oțel formidabil pentru arcuri, deoarece poate suporta o bătaie înainte de a se deforma definitiv.

Modulul de încărcare descrie cât de rezistent este un material la compresie uniformă – cu alte cuvinte, cât de dificil este să scadă volumul unui obiect în timp ce este supus unei sarcini axiale. Modulul aparent al oțelului 5160 este de 160 GPa, ceea ce înseamnă că este de aproape 80 de ori mai greu de comprimat decât apa lichidă (modulul aparent al apei este de 2,15 GPa). Acest lucru arată din nou de ce oțelul 5160 este perfect ca oțel pentru arcuri; suspensiile automobilelor sunt adesea în compresie constantă și nu trebuie să se clatine sub o forță de compresie constantă.

În mod similar, atât modulul de forfecare, cât și cel de elasticitate arată rezistența unui material ca răspuns la solicitări de forfecare și, respectiv, de elasticitate. Acestea oferă o bună indicație a tenacității generale a unui material, precum și la ce solicitări este susceptibil materialul. Oțelul 5160 nu trebuie să își facă griji cu privire la multe puncte slabe, deoarece atât modulul său de forfecare, cât și cel elastic sunt impresionant de mari. Este interesant de remarcat faptul că prelucrabilitatea și lucrabilitatea unui material sunt adesea invers legate de aceste două măsuri, deoarece un oțel mai puternic și mai rezistent va guma frezele și, în general, va da mai multă bătaie de cap mecanicienilor.

Aplicații ale oțelului 5160

Oțelul 5160 este, așa cum s-a descris anterior, un oțel ideal pentru arcuri. Rezistența sa puternică este adesea pusă în aplicare în aplicații cu secțiuni transversale mai mici supuse unor tensiuni semnificative, cum ar fi arcuri, elemente de fixare și arcuri cu lamă în suspensiile automobilelor. Acesta vine sub formă de bare și tuburi de la furnizori și poate fi folosit pentru a crea componente excepțional de puternice, cu condiția să aveți instrumentele necesare pentru a-l prelucra. Oțelul 5160 este, de asemenea, utilizat la construirea racletelor și a barelor de protecție și poate realiza o muchie de cuțit excelentă, care este atât durabilă, cât și flexibilă. Dacă este nevoie de ductilitate, tenacitate și rezistență, luați în considerare posibilitatea de a întreba furnizorul dumneavoastră despre oțelul 5160.

Summary

Acest articol a prezentat un scurt rezumat al proprietăților, rezistenței și aplicațiilor oțelului 5160. Pentru informații despre alte produse, consultați ghidurile noastre suplimentare sau vizitați Platforma de descoperire a furnizorilor Thomas pentru a localiza potențiale surse de aprovizionare sau pentru a vizualiza detalii despre produse specifice.

Surse:

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

Alte articole din oțel

• Tipuri de profile structurale din oțel
• Producători de top și furnizori de armături
• Tipuri de armături
• Tipuri de oțel
• Tipuri de oțel inoxidabil
• Top US Steel Companies and Steel Manufacturers in World
• All About 440 Steel (Properties, Rezistență, utilizări)
• Tot despre oțelul 430 (proprietăți, rezistență, utilizări)
• Tot despre oțelul 304 (proprietăți, rezistență, utilizări)
• Tot despre oțelul 52100
• Proprietăți, compoziții, și aplicații ale oțelurilor standard
• Tratamentul de călire la suprafață a oțelului (călire)
• Toate despre oțelul 9260 (proprietăți, rezistență, utilizări)
• Toate despre oțelul 4130 (proprietăți, rezistență, utilizări)
• Oțelul vs. Titan – Rezistență, proprietăți și utilizări