Materiaalse vara võrdlus
Süsinikuterase süsinikusisaldus on 0,02% kuni 2,11% ja see koosneb peamiselt rauast ja süsinikust. Terasest valuplokid moodustatakse selliste rõhuprotsesside kaudu nagu veeremine ja sepistamine. Need pakuvad suurepärast üldist jõudlust, tugevuse, elastsuse ja sitkuse, head keevitatavust ja masinaid, kuid suhteliselt halb korrosioonikindlus.
Valatud terase süsinikusisaldus on 0,15–0,6% ja selle lisandite madal. Need on valatud sula terasest ja vajavad omaduste parandamiseks kuumtöötlust. Nad pakuvad suurt tugevust, head sitkust ja löögikindlust. Legeerimine (näiteks kroomi või nikli lisamine) võib suurendada korrosioonikindlust ja kõrget - temperatuuritakistust.
Peamised jõudluse erinevused
1. Mehaanilised omadused
Tugevus ja sitkus
Süsinikteras: tõmbetugevus suureneb süsinikusisalduse suurenemisega (nt q235 terase tugevus on umbes 370–500 MPa, samas kui 45 terast võib ulatuda üle 600 MPa). Neil on ka hea elastsus ja sitkus, võimaldades neil vastu pidada teatavale deformatsioonile.
Valatud teras: selle tõmbetugevus on tavaliselt 450–800 MPa ja selle sitkus on malmist märkimisväärselt parem (näiteks ZG230-450 valatud teras on pikendus kuni 22%), muutes selle sobivaks dünaamiliste koormuste kandmiseks.
2. korrosioonikindlus
Süsinikteras: see on altid roosteta ja korrodeerub kiiresti niiske, happelises ja aluselises keskkonnas, nõudes täiendavat anti - korrosioonravi (näiteks elektroplaadimine või epoksükate).
Valatud teras: tavalise valamise terase korrosioonikindlus on sarnane süsinikterase omaga, kuid roostevabast terasest valatud teras (näiteks CF8 ja CF3M) saab luua, lisades legeerivaid elemente (näiteks CR ja NI), parandades märkimisväärselt selle korrosioonikindlust.
3. kõrge - temperatuuritakistus
Süsinikteras: pikk - tavalise süsinikterase töötemperatuur on väiksem või võrdne 450 kraadi. Kõrgetel temperatuuridel väheneb selle tugevus märkimisväärselt, seega on vaja soojust - resistentset teras (näiteks 15CRMO).
Valatud teras: legeerimine võib tagada kõrge - temperatuuritakistuse (näiteks ZG1CR18Ni9TI roostevabast terasest valatud teras talub temperatuuri üle 800 kraadi), muutes selle sobivaks kasutamiseks kõrge - temperatuurikeskkonnaga (näiteks aur ja kuum õli).
4. Töötletavus
Süsinikteras: pakub suurepäraseid sepistamise, keevitamise ja lõikamisomadusi, muutes selle töötlemise hõlpsaks erinevates kujundites (näiteks äärikud ja keermestatud ühendused) ning sobib rakenduste jaoks, mis nõuavad sagedast kokkupanemist ja lahtivõtmist.
Valatud teras: valamisprotsess on keerulisem kui malmist (vajab kontrollitud valamise temperatuuri ja jahutuskiirust), kuid kuumtöötlus (näiteks normaliseerimine ja karastamine) võib jõudlust parandada ning keevitatavus on parem kui malmist.
Rakenduste võrdlus
1. Süsinikterasventiilid
Rakendatavad rakendused:
Keskmine - ja kõrge - rõhutorustikud (nt PN, mis on vähem või võrdne 16 MPa), näiteks õhk, auru, õli ja gaas, mis peab taluma teatud survet ja vibratsiooni (nt industriaalseid torustikke ja termilisi süsteeme).
Tüüpilised ventiilid: kuulventiilid, liblikaventiilid ja kaitseventiilid (nt ventiilid, mis on valmistatud Q235 ja 20# terasest).
Eelised: kõrge tugevus, tasakaalustatud üldine jõudlus ja mõõdukad töötlemiskulud.
Puudused: ebapiisav korrosioonikindlus, mis nõuab regulaarset korrosiooni kaitset.
2. valatud terasventiilid
Rakendatavad rakendused:
Kõrgrõhk, kõrge temperatuur, kõrge šokk või keerulised töötingimused (nt rõhk PN, mis on suurem kui 25 MPa või võrdne, temperatuur, mis on suurem või võrdne 450 kraadi) või rakendused, mis nõuavad korrosioonikindlust (nt roostevabast terasest teras).
Tüüpilised ventiilid: elektrijaamaventiilid (nt väravaventiilid, maakera ventiilid), keemilised ventiilid (nt roostevabast terasest kuulventiilid) ja avamere ventiilid.
Eelised: kõrge tugevus, hea sitkus ja kohanemisvõime ekstreemsete keskkondade legeerimise kaudu.
Puudused: kõrged kulud ja keeruline valamisprotsess.
Kokkuvõte ja valikusoovitused
Süsinikteras: keskmine ja kõrgrõhk, tavapärased söötmed. Tasakaalustatud tugevus ja sitkus, lihtne töötlemine ja kõrge hind - tõhusus.
Valatud teras (sulam): kõrge rõhk, kõrge temperatuur ja korrosioon. Legeerimine võib parandada tugevust, kõrget temperatuurikindlust ja korrosioonikindlust, muutes selle sobivaks keerukates töötingimustes.
