AISI/SAE-ståltal forklaret: Sådan læses 4140, 1045 og 304

De fire cifre i 4140 og de tre cifre i 304 kommer fra to forskellige logikker i ét amerikansk system. Denne guide afkoder begge, herunder bogstaverne B, L og H, der er skjult i kvalitetskoder.

Det firecifrede system for kulstofstål og legeret stål

For kulstofstål og legerede stål har SAE/AISI-koden fire cifre:

Første ciffer — legeringsfamilie: 1 = kulstof, 2 = nikkel, 3 = nikkel-chrom, 4 = molybdæn (herunder Cr-Mo og Ni-Mo), 5 = chrom, 6 = chrom-vanadium, 7 = wolfram, 8 = nikkel-chrom-molybdæn, 9 = silicium-mangan.
Andet ciffer — omtrentligt indhold af det vigtigste legeringselement i legerede stål: 23xx bærer omtrent 3.5% Ni, 31xx omtrent 1.25% Ni med chrom. I almindelige kulstofstålskvaliteter 10xx er det blot 0.
Sidste to cifre — nominelt kulstof i hundrededele af en procent: 4140 ≈ 0.40% C, 1045 ≈ 0.45% C, 8620 ≈ 0.20% C.

Så 4140 læses som "Cr-Mo-familie, omtrent 0.40% kulstof" og 4340 som "Ni-Cr-Mo-familie, 0.40% kulstof" — systemet fortæller dig opskriftsklassen med et blik, og derfor tænker ingeniører stadig i det.

Kulstofstålsunderfamilier

10xx — almindelige kulstofstål.
11xx — resulfuriserede friskæringsstål.
12xx — resulfuriserede og refosforiserede friskæringsstål.
15xx — kulstofstål med forhøjet mangan (typisk 1.00–1.65%).

Bogstaver i koden bærer reel information: B markerer borbehandlet stål (50B44), L markerer blyholdigt friskæringsstål (12L14), og et efterstillet H (4140H) betyder, at hærdbarhedsgrænser garanteres til et standardbånd snarere end kemi alene.

Rustfrit stål: en anden trecifret logik

Rustfrie og varmebestandige stål bruger tre cifre, hvor det første ciffer er en familie, ikke et element:

2xx — austenitisk chrom-nikkel-mangan.
3xx — austenitisk chrom-nikkel: 304, 316, 321. De sidste to cifre er løbenumre inden for familien.
4xx — chromstål: martensitiske (410, 420) og ferritiske (430, 409).
5xx — varmebestandige kvaliteter med lavt chromindhold.
6xx — udskillelseshærdende kvaliteter (630, bedre kendt som 17-4 PH).

Endelsesbogstaver betyder lige så meget som cifrene: L = lavt kulstof (≤ 0.03%), H = kontrolleret højere kulstof til krybetjeneste, N = nitrogenforstærket, Ti/Nb = stabiliserede kvaliteter (316Ti, 347).

To yderligere konventioner, der er værd at kende

Bogstavet E foran en kode (E52100, lejstålet) betegner historisk elektrisk ovnsmeltning — en procesgaranti knyttet til den samme legering, ikke en anden.
Koder, der deler de første tre cifre, men adskiller sig i kulstof, er forskellige stål i adfærd: 4130, 4140 og 4150 fører én Cr-Mo-opskriftsfamilie ind i henholdsvis rør-, aksel- og fjederopgaver, udelukkende gennem kulstofindholdet og den varmebehandling, det tillader.

Forbehold

Koden beskriver kun nominel kemi — den siger intet om produktform, varmebehandling eller garanterede egenskaber, som kommer fra den ASTM/ASME-specifikation, der bestilles. AISI selv vedligeholder ikke længere systemet; forvaltningen overgik til SAE og ASTM, og tallene overlever formelt som UNS-betegnelser (G41400, S30400), som moderne specifikationer citerer. To kvaliteter, der deler en firecifret kode på tværs af forskellige specifikationer, er den samme legeringsfamilie, ikke automatisk indbyrdes udskiftelige produkter.