Det er mange materialer som er i bruk i industrien: Forskjellige stålsorter som for eksempel konstruksjonsstål. Støpejern, aluminium, kopper, kunststoffer, gummi keramikk, skjærematerialer osv.

Stål

Stål er en jernlegering som er tilsatt karbon. For at noe skal kunne kalles stål, må det ha over 0,1 % karbon innhold. Vi har tre hovedtyper stål:

Konstruksjonsstål brukes til konstruksjoner og bygningsdeler. I kjemiske anlegg brukes konstruksjonsstål til bl.a. broer stålskjeletter og støttkonstruksjoner. De er relativt billige ulegerte ståltyper med lavere karbon innhold mellom 0,17 – 0,50 % karbon. Innen konstruksjonsstål har vi flere undertyper:

Værbestandig stål har en liten tilsetning med krom, kopper og nikkel. Det gir en beskyttende korrosjonssjikt på overflaten og sammen med ett strøk maling gir dette en god beskyttelse mot omgivelsene i flere år. Det har betegnelsen WT.

Rørstål

For sveiste, runde rør av ulegerte stål som skal tilfredsstille spesielle krav.

Sveising av stål.

Jo høyere karboninnhold i stålet jo verre er det å sveise det, de alminnelige konstruksjonsstål med mindre enn 0,25 % karbon er lettsveiselige. Stål med over 0,25 % karbon innhold er uegnet til sveising, de må enten nagles eller skrues.

Sveisbare finkornete konstruksjonsstål

Er ulegerte stål med 0,15 % karbon innhold, de har relativt høy flytegrense. De er også godt egnet til sveising. De kan få fasthet ved små legeringstilsettninger og en regulert temperaturbehandling ved valsing. De blir bearbeidet til høyt belastede sveiste konstruksjoner, for eksempel bærekonstruksjoner og støttekonstruksjoner, de benyttes også i større og større grad i trykkbeholdere og apparater i kjemisk industri.

Syrefast konstruksjonsstål

Syrefast konstruksjonsstål er ett høylegert stål med minimum 12 % krom innhold. Det brukes i miljøer der korrosjonsbestandighet er nødvendig. Det kan også inneholde nikkel, titan, molybden, niob, silisium og kobber. Disse tilsettes hvis ekstra korrosjonsbestandighet eller mekanisk sterkhet er ønsket.

Austenittiske krom- nikkel stål

Disse krom- nikkel stålene er de mest brukte, syrefaste stålene i kjemisk industri. De har krom innhold på minimum 17 % og minimum 9 % nikkel. Det kan også være små tilsetninger av molybden, niob, titan, nitrogen og svovel. Mens karboninnholdet er under 0,1 %. De er veldig korrosjonsbestandige, varmefaste og har fin seighet. De brukes i apparatur, beholdere, rørledninger og apparater.

Martensittiske kromstål

Har over 13 % karboninnhold og bare mindre deler andre legeringer. Karboninnholdet er hevet til over 0,10 % gjerne 0,20 %. Det gjør att de kan godt støpes og gir sterkt forbedret fasthet.

Støpejern

Støpegods av jern og stål blir benyttet i konstruksjoner som har komplisert geometriske former og vil enklest kunne lages ved støpning.

Vi har to typer støpegods, det inndeles etter innhold av karbon. Ved over 2 % karbon er støpejern. Er innholdet mindre enn 2 %, er det støpegods.

Støpestål

Støpestål er betegnelsen på alt stål som er støpt i former. Det blir benyttet når formen på komponenten er så komplisert at den må støpes. Det har også høy mekanisk styrke og god korrosjonsbestandighet.

Støpestål til vanlig bruk er ulegert og blir benyttet til dynamisk belastede komponenter. Det kan være drivhjul for røreverk. Det har betegnelsen SjG med tideler av minimumsfastheten i n/mm².

Foredlede støpestål brukes ofte i høyt mekanisk belastede komponenter som for eksempel kompressorhus.

Rustfritt støpestål har ett krominnhold på min 12 % og er dermed syrefast og godt korrosjonsbestandig. Det kan også inneholde molybden, niob, nitrogen og nikkel. Blir ofte brukt til transport av aggressive væsker i for eksempel pumpehus.

Støpejern

Støpejern har karbon som en viktig bestanddel med et karboninnhold på 2- 4 %.

Grått jern er støpejern med lammelgrafitt, har karboninnhold på 2,6 til 3,7 %. Karbonet foreligger som svart grafitt i form av lameller i materialet. Grafittlamelene går gjennom materialet som greiner. Det gjør at materialet er sprøtt og har lav fasthet. Det blir mye brukt til tykkveggede maskinhus og fundamenter for apparater.

Kulegrafittjern er støpejern med kuleformede grafittutskillinger i materialstrukturen. Egenskapene ligner på egenskapene til stål, det er dermed seigt og slagfast. Det blir brukt til støpte deler som er utsatt for store mekaniske belastninger, slag og støt: motorhus, tannhjul, krumtappaksler og valser.

Aduserjern har gjennomgått en glødebehandling som gjør støpejernet seigt. Alt etter utseendet til en frisk bruddflate skjelner man mellom hvitt adusergods og svart adusergods.

Adusergods blir støpt til små komponenter som skal være seige og slagfaste: Løftearmer, verktøy, nøkler, vingeskruer og låsdeler.

Verktøystål

Verktøystål er stål som det lages verktøy av, verktøy som skal brukes til å behandle materialer. De må være tilpasset det de skal brukes til når det gjelder seighet, hardhet og fasthet. Det er veldig slitesterk og er til dels varmefast. Eksempler på hvor verktøystål kan brukes er for eksempel lasteskuffen på en gravemaskin eller en hjullaster, deres lasteskuffer må tåle mye juling og har ofte en mangan legering som gjør at metallet blir bare hardere jo mer man slår på det, det en stor fordel.

Vi har ulegerte verktøystål, det har karboninnhold 0,35- 1,5 %. Herdingen ble gjort med vann, det kalles vannherding.

Vi har lavlegert verktøystål, de inneholder mellom 0,35- 1,5 % karbon, og mindre mengder wolfram, krom, nikkel, vanadium og molybden. De blir herdet i Olje og kalles oljeherdere.

De høyt legerte verktøystålene har karboninnhold på 0,3- 2,2 %, og etter typen legering, store mengder krom, wolfram, kobolt, molybden, nikkel og vanadium. Herding foregår i oljebad i luftstrøm eller i saltbad. Jo høyere legeringsinnhold, desto høyere temperatur trengs det.

Kaldbearbeidingsstål

Er både legert og ulegert verktøystål laget for bruk der verktøyets overflatetemperatur ligger under 200^oC. Det brukes til verktøy som ikke trenger å tåle så veldig stor belastning.

Varmbearbeidingsstål

Er verktøystål der verktøyets overflate temperatur må tåle over 200oC. Det har karboninnhold på inntil 2,2 %, det har i tillegg legeringselementer som krom, wolfram, molybden, silisium, nikkel, mangan, vanadium og kobolt. Disse ståltypene har god motstand mot slitasje ved høye temperaturer.

Hurtigstål

Er høylegerte verktøystål som skal tåle overflatetemperaturer på opptil 600oC ved bruk. Det innholder inntil 2,2 % karbon, og legeringselementene wolfram, molybden, vanadium, kobolt og krom. På grunn av de karbiddannede legeringselementene har hurtigstålet svært god varmebestandighet. Det beholder både hardhet og fasthet selv om det blir varmet kraftig opp. Det blir mye benyttet i sponfraskillende verktøy og formingsverktøy der det stilles store krav til ytelse: Dreiestål, finglattingsverktøy, og brotsjer. Det har symbolet S.

Ikkejernmetaller

Til ikkejermetaller hører:

- alle rene metaller, med unntak av jern

- legeringer der jern ikke utgjør den største bestanddelen

Man deler inn ikkejernmetaller etter lettmetaller under 5000kg/m³, og tungmetaller, over 5000kg/m³.

Aluminium

Aluminium er et sølvfarget, glinsende metall som blir matt med tiden. Densiteten er bare 1/3 av til stål, nemlig 2700kg/m³. Dette gir aluminium en veldig lav egenvekt og vil bli brukt der en komponent trenger lav vekt, det er også helt korrosjonsbestandig selv ulegert. Men aluminium har lav smeltetemperatur på kun 658^oC derfor kan ikke aluminium brukes i elementer som krever høy temperatur. Fastheten til ulegert stål er mye lavere enn stål det kan derfor ikke brukes i bærende deler ulegert. Det er lettformerlig kan valses, pressing og trekking.

Aluminium blir mye brukt til bygging av apparater og beholdere, og til lager- og transportbeholdere i næringsmiddelindustrien, farmasøytiskindustri og kjemisk industri. Det blir også ofte benyttet i varmevekslere.

Aluminiumslegeringer

Ved å legere aluminium blir først og fremst de mekaniske egenskapene. De sterkeste aluminiums legeringene har fasthet på linje med ulegert stål. De herdbare aluminium- eltelegeringene, for eksempel Al Mg Si 0,5, Al Zn 4,5 Mg 1 eller Al Zn Mg Cu 1,5, blir derfor benyttet i vindusrammer, stillaser, bærekonstruksjoner og maskindeler i bygningsindustrien. Korrosjonsbestandigheten, spesielt mot sjøvann og kystatmosfære, blir forbedret gjennom tilsetning av legeringselementene magnesium, mangan og silisium.

Nikkelmaterialer

Nikkel er ett sølvmatt, er et glinsende tungmetall med utmerket korrosjonsbestandighet og varmefasthet. Det er dyrt, derfor er bruken av nikkellegeringer i apparatur som er utsatt for store korrosive belastninger begrenset. Rent nikkel brukes gjerne til å lage beholdere og apparater for natronlut, kalilut og organiske løsninger.

Titan

Titan er et sølvfarget, glinsende lettmetall med høy fasthet og seighet og gode varmeegenskaper. Det har utmerket korrosjonsbestandighet. På overflaten dannes en oksidsjikt som beskytter mot korrosjon. Titan er ett dyrt materiale og bruken er dermed begrenset. Det brukes gjerne der det behandles klor og klorholdige løsninger. Men passer også til lagring/transport av sjøvann. Det er problematisk å sveise.

Korrosjon og beskyttelse mot korrosjon

Det er to typer korrosjon:

- kjemisk

- elektrokjemisk korrosjon

Ved elektrokjemisk korrosjon foregår korrosjonsprosessen på en metalloverflate som står i væske, det er en elektrolytt som oftest vann, som leder elektrisitet. Kjemisk korrosjon er direkte korrosjon mellom materialet og det påvirkende stoffet uten noe elektrisk leder.