Ulike typer stål og materialkvaliteter

Karboninnholdet i stål kan variere fra 0,1% -1,5%, men de mest brukte ståltypene inneholder bare 0,1% -0,25% karbon. Elementer som mangan, fosfor og svovel finnes i alle ståltyper, mens mangan gir gunstige effekter, er fosfor og svovel skadelig for stålets styrke og holdbarhet.

PS: Ulike typer stål produseres i henhold til egenskapene som kreves for deres anvendelse, og de ulike gradsystemene brukes til å skille ut stål basert på disse egenskapene.

Ulike typer stål produseres i henhold til egenskapene som kreves for deres anvendelse, og ulike karaktersystemer brukes til å skille ut stål basert på disse egenskapene. Ifølge det Amerikanske Jern- og Stålinstituttet (AISI) kan stål i stor grad kategoriseres i fire grupper basert på deres kjemiske sammensetninger:

• Karbonstål
• Legert stål
• Rustfritt stål
• Verktøystål

Tabellen under viser de typiske egenskapene til stål ved romtemperatur (25°C). De brede områdene av bruddstyrke, strekkfasthet og hardhet skyldes i stor grad ulik varmebehandling.

• Karbonstål inneholder spor av legeringselementer og står for 90% av total stålproduksjon. Karbonstål kan videre kategoriseres i tre grupper avhengig av karboninnholdet:
• Lavkarbonstål inneholder opptil 0,3% karbon
• Medium karbonstål inneholder 0,3-0,6% karbon
• Høykarbonstål inneholder mer enn 0,6% karbon

Legert stål inneholder legeringselementer (for eksempel mangan, silisium, nikkel, titan, kobber, krom og aluminium) i varierende proporsjoner for å manipulere stålets egenskaper, slik som dets herdbarhet, korrosjonsmotstand, styrke, formbarhet, sveisbarhet eller duktilitet. 

• Karbon anvendes for det formål å styrke stålet, men samtidig reduserer dette       seigheten og sveisbarheten.
• Silisium eller aluminium brukes for å unngå at smelten bobler og danner porer i stålet.
• Magnesium brukes på samme måte som karbon, men har mindre effekt. Det øker likevel hardheten i stålet.
• Niob brukes for å øke styrken, formbarheten og duktiliteten.
• Vanadium i små mengder øker styrken i karbonstål.
• Nikkel gir sammen med krom økt herdbarhet, høyere slagstyrke og bedre utmattingsegenskaper. Om mye nikkel brukes er det fare for hydrogensprekker.
• Krom forbedrer herdbarheten.
• Molybden forbedrer herdbarheten mer enn krom, og brukes gjerne sammen med nikkel for å forbedre de mekaniske egenskapene.
• Mangan øker styrken, men er ikke så virkningsfullt som karbon. Det reduserer    også duktivliteten og herdbarheten.

(Ingen ståltyper er rustfrie, men noen ståltyper er mer rustbestandige enn andre)

Rustfritt stål inneholder vanligvis mellom 10-20% krom som hovedlegeringselement og er verdsatt for høy korrosjonsbestandighet. Med over 11% krom er stål ca. 200 ganger mer korrosjonsbestandig enn mildt stål. Dette stålet kan deles inn i tre grupper basert på deres krystallinske struktur:

• Austenittisk (304, 316, 6Mo, 904 etc): Austenitisk stål er ikke-magnetisk og ikke-varmebehandlet, og inneholder vanligvis 18% krom, 8% nikkel og mindre enn 0,8% karbon. Austenitisk stål står for den største delen av det globale markedet for rustfritt stål.
• Ferritisk(22%Cr og 25%Cr Duplex): Ferritisk stål inneholder spor av nikkel, 12-17% krom, mindre enn 0,1% karbon, sammen med andre legeringselementer, for eksempel molybden, aluminium eller titan. Disse magnetiske stålene kan ikke herdes ved varmebehandling, men kan styrkes ved kald forming.
• Martensittisk(13 Cr, 17-4PH etc): Martensittisk stål inneholder 11-17% krom, mindre enn 0,4% nikkel og opptil 1,2% karbon. Disse er magnetiske og varmebehandlet.

• Verktøysstål inneholder wolfram, molybden, kobolt og vanadium i varierende mengder for å øke varmebestandighet og holdbarhet, noe som gjør dem ideelle for kutting og boreutstyr.
• Stålprodukter kan også deles med sine former og tilhørende anvendelser:
• Lange og rørformete produkter inkluderer barer og stenger, skinner, ledninger, vinkler, rør, og former og seksjoner.
• Flatprodukter inkluderer plater, ark, spoler og strimler.
• Andre produkter inkluderer ventiler, beslag og flenser.