AISI/SAE-stålumre forklart: Slik leser du 4140, 1045 og 304

De fire sifrene i 4140 og de tre sifrene i 304 kommer fra to forskjellige logikker innenfor ett amerikansk system. Denne veiledningen dekoder begge, inkludert B-, L- og H-bokstavene som er skjult inni kvalitetskodene.

Det firesifrede systemet for karbonstål og legert stål

For karbonstål og legerte stål har SAE/AISI-koden fire siffer:

Første siffer — legeringsfamilie: 1 = karbon, 2 = nikkel, 3 = nikkel-krom, 4 = molybden (inkludert Cr-Mo og Ni-Mo), 5 = krom, 6 = krom-vanadium, 7 = wolfram, 8 = nikkel-krom-molybden, 9 = silisium-mangan.
Andre siffer — omtrentlig innhold av det viktigste legeringselementet i legerte stål: 23xx har omtrent 3.5% Ni, 31xx omtrent 1.25% Ni med krom. I vanlige karbonstål av typen 10xx er det ganske enkelt 0.
To siste siffer — nominelt karbon i hundredeler av en prosent: 4140 ≈ 0.40% C, 1045 ≈ 0.45% C, 8620 ≈ 0.20% C.

Dermed leses 4140 som «Cr-Mo-familie, omtrent 0.40% karbon» og 4340 som «Ni-Cr-Mo-familie, 0.40% karbon» — systemet forteller deg oppskriftsklassen ved første øyekast, og det er derfor ingeniører fortsatt tenker i det.

Underfamilier av karbonstål

10xx — vanlige karbonstål.
11xx — resulfuriserte automatstål.
12xx — resulfuriserte og refosforiserte automatstål.
15xx — karbonstål med forhøyet mangan (typisk 1.00–1.65%).

Bokstaver inni koden bærer reell informasjon: B markerer borbehandlet stål (50B44), L markerer blyholdig automatstål (12L14), og en etterfølgende H (4140H) betyr at herdbarhetsgrenser er garantert til et standardbånd snarere enn kjemi alene.

Rustfritt stål: en annen tresifret logikk

Rustfrie og varmebestandige stål bruker tre siffer, der det første sifferet er en familie, ikke et element:

2xx — austenittisk krom-nikkel-mangan.
3xx — austenittisk krom-nikkel: 304, 316, 321. De to siste sifrene er løpenumre innenfor familien.
4xx — kromstål: martensittiske (410, 420) og ferrittiske (430, 409).
5xx — varmebestandige kvaliteter med lavt krominnhold.
6xx — utfellingsherdende kvaliteter (630, bedre kjent som 17-4 PH).

Suffiksbokstaver betyr like mye som sifrene: L = lavt karbon (≤ 0.03%), H = kontrollert høyere karbon for krypbruk, N = nitrogenforsterket, Ti/Nb = stabiliserte kvaliteter (316Ti, 347).

To konvensjoner til som er verdt å kjenne

Bokstaven E foran en kode (E52100, lagerstålet) betegner historisk smelting i elektrisk ovn — en prosessgaranti knyttet til den samme legeringen, ikke en annen legering.
Koder som deler de tre første sifrene, men skiller seg i karbon, er forskjellige stål i oppførsel: 4130, 4140 og 4150 fører én Cr-Mo-oppskriftsfamilie videre til henholdsvis rør, aksler og fjærbruk, utelukkende gjennom karboninnholdet og varmebehandlingen det tillater.

Forbehold

Koden beskriver kun nominell kjemi — den sier ingenting om produktform, varmebehandling eller garanterte egenskaper, som kommer fra ASTM/ASME-spesifikasjonen som bestilles. AISI vedlikeholder ikke lenger systemet selv; forvaltningen gikk over til SAE og ASTM, og tallene overlever formelt som UNS-betegnelser (G41400, S30400) som moderne spesifikasjoner siterer. To kvaliteter som deler en firesifret kode på tvers av forskjellige spesifikasjoner, er den samme legeringsfamilien, ikke automatisk utskiftbare produkter.