04. Co dziś przeczytam?

Prong, Bmx, clothing, ubrania, bmxowe, koszulki Stal 4130
Prong, Bmx, clothing, ubrania, bmxowe, koszulki Czech Republic bmx Trip.


Umiesz pisać?
Masz coś cieka- wego do powie- dzenia w temacie bmx'ów? Umiesz ładnie układać zdania niczym Juliusz Słowacki czy Aleksander Hrabia Fredro? Napisz do nas artykuł, my po zapoznaniu się z jego treścią zamieścimy go na łamach strony Prong Bmx Clothing Co. No! dajesz!
 

04. Stal stosowana przy produkcji bmx'ów.

Definicja stali

Stal, jest to stop żelaza (Fe) z węglem (C) o zawartości węgla do ok. 2%. Stop Fe z C o zawartości od 2 do 6,7% to żeliwo. Stal otrzymuje się w metalurgicznym procesie wytopu żelaza z rud zawierających tlenki żelaza: FeO, FeO2, Fe2O3 oraz z przetopu złomu.

Zwykła stal niestopowa nie posiada żadnych dodatków, jej właściwości mogą być kształtowane poprzez obróbkę cieplną, mechaniczną lub cieplno-mechaniczną. Dodatki niektórych pierwiastków (krzem, chrom, nikiel, mangan, molibden, wanad, tytan, aluminium, itd) do stali wpływają na znaczne polepszenie jej różnych właściwości, tj. wytrzymałość, plastyczność, twardość, obrabialność, spawalność, hartowność, odporność na utlenianie, itp.

Stal 4130

Skład pierwiastkowy Stal 4130 - stal stopowa, która znana jest popularnie w przemyśle bmx-owym jako chrome-moly, posiada następujący skład pierwiastkowy:

0,28 - 0,33 % węgla (C)
0,8 - 1,1 % chromu (Cr)
0,15 - 0,25 % molibdenu (Mo)
0,4 - 0,6 % manganu (Mn)
0,2 - 0,35 % krzemu (Si)
0,04 % fosforu (P)
0,04 % siarki (S)
reszta (powyżej 95%) to żelazo (Fe).


Są setki rodzajów stali, lecz 4130 znalazła zastosowanie na ramy rowerów z powodu jej wielu właściwości, jakimi są: spawalność, podatność na formowanie, wytrzymałość, plastyczność i twardość. (Wiele ram bmx'owych wykonywanych ze stali 1020, tzw. stal węglowa, posiadająca znacznie niższą wytrzymałość niż stal chromowo-molibdenowa).

Oznaczenie stali 4130

Symbol stali został utworzony przez "Society of Automotive Engineers and American Iron and Steel Institute". 41XX opisuje stal chromowo-molibdenową (CrMo).

Pierwsza cyfra określa typ stali: 1 = stal węglowa, 2 = nikiel, 3 = nikiel i chrom, 4 = chrom i molibden, 5 = chrom, itd... Druga cyfra odnosi się do różnych rzeczy dla różnych stali. W przypadku stali 4130, określa zawartość chromu i molibdenu w stali. Ostatnie dwie cyfry określają zawartość węgla, wyrażona w setkach procent. 4130 zawiera zatem 0,3 % węgla. (Stal 1020 - stal węglowa, zawartość węgla 0,2%, nie posiada dodatków stopowych.)

Właściwości mechaniczne

Polskie normy oznaczeń stali i stopów różnią się od standardów europejskich czy amerykańskich. Polski odpowiednik stali 4130 to 30HM (Stal stopowa chromowo-molibdenowa), natomiast polski odpowiednik stali 1020 to St4 (stal węglowa). Poniżej przedstawiono porównanie składów, warunków obróbki cieplnej i właściwości tych stali:

Grupa stali Znak Pierwiastki stopowe ,% Temp.°C/chłodzenie Wytrzymałość na
rozciąganie
Granica plastyczności Wydłużenie
    C Mn Cr Mo hartowanie odpuszczanie Rm [MPa] Re [MPa] A5 [%]
Chromowo - molibdenowa 30HM 0,3 0,6 1 0,2 860/w,o* 540/w,o* 930 740 11
Węglowa St4 =<0,2 - - - - - 400-500 200-270 15-22


*
w - woda
o - olej
H - chrom
M - molibden


Podsumowanie

Jak widać, stal chromowo-molibdenowa posiada dwukrotnie większą wytrzymałość na rozciąganie niż zwykła stal węglowa, czyli potrzeba 2 razy większej siły, aby zniszczyć materiał. Granica plastyczności jest 3-krotnie wyższa dla stali Cr-Mo, czyli aby zgiąć widelec bmx'owy wykonany ze stali Cr-Mo potrzeba 3 razy większej siły niż dla widelca ze zwykłej stali węglowej. Duży wpływ na wytrzymałość konstrukcji ma jakość połączeń spawanych oraz wykonana obróbka cieplna lub jej brak.

Zawartość dodatków stopowych w stali Cr-Mo to ok. 2 %, zatem mają one niewielki wpływ na zmianę masy właściwej (gęstość) stali. Masy elementów wykonanych ze zwykłej stali węglowej i stali Cr-Mo są zbliżone do siebie. Jednak stal Cr-Mo jest znacznie wytrzymalsza od stali węglowej, dzięki czemu można stosować cieńsze przekroje (np. cieńsza ścianka rury), przez co uzyskuje się redukcję masy gotowego elementu (np. lżejsza rama bmx-owa).

źródła:
1. San Jose State University - Powering Silicon Valley
2. Metaloznawstwo i obróbka cieplna - L.A.Dobrzański, Wydawnictwo Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1997


Opracowanie tekstu: Maciej Korneluk

Copyright © 2003-2015 Prong Bmx Clothing Co.™ Almost all Rights Reserved.
Info | Products | Team | Articles | Links | Contact us | Site index