Hållfasthet

En produkt av stål med hög hållfasthet har många fördelar. Ju högre stålets hållfasthet är desto mindre materialmängder krävs och konstruktioner och produkter kan göras lättare och tunnare, men fortfarande lika hållbara.  

Den smäckra Högakustenbron består delvis av höghållfasta stål. Foto: Pär K Olsson för SSAB.

Mikrostrukturen är central

Ett ståls grundegenskaper, exempelvis hårdhet och hållfasthet, bestäms av dess mikrostruktur. I stålets mikrostruktur sker det förändringar då det bearbetas för att få sin slutgiltiga form, t.ex. när stålet valsas, smids eller dras för att bli plåt, stång eller tråd.

Olika bearbetningsmetoder inverkar på olika sätt på stålets mikrostruktur och därför kan inverkan på materialegenskaperna också vara stor. Olika typer av värmebehandling har också ett stort inflytande på de slutgiltiga egenskaperna.

Ett ståls hållfasthet kommer i regel från härdningsmekanismer som styrs av legeringsämnen och kylprocesser. Det kan t.ex. nämnas att två stål som båda består av mer än 98 procent järn och som tillverkas i samma utrustning kan uppvisa upp emot tio gånger så stor skillnad i hållfasthet (draghållfasthet). Små skillnader i legeringstillsatser och framförallt utformandet av kylningsförfarande ger ett stort utfall vad gäller hållfastheten.

Mekaniska egenskaper

Ett ståls hållfasthet bestäms av mekaniska egenskaper, t ex:

  • statisk draghållfasthet
  • dynamisk styrka
  • utmattningshållfasthet
  • slagseghet

Den stora flora av mekaniska egenskaper som stål erbjuder tillsammans med dess kostnadseffektivitet är huvudförklaring till att stål är ett av världens vanligaste konstruktionsmaterial.

Hållfasta konstruktioner

När stål används som ett konstruktionsmaterial så är dess hållfasthet av mycket stort intresse. Konstruktionens natur avgör egenskaper som är viktiga, men ofta finns mycket att vinna på att kunna göra tunnare och smidigare konstruktioner men med bibehållen hållfasthet. 

Tågvagnar av höghållfast stål för transport av malm. Vagnarnas vikt har minskat tack vare användning av höghållfast varmvalsat stål i vagnskorgarna. Lättare vagnar innebär att nyttolast kan öka med 20 procent och därmed ökar lönsamheten i malmtransporten. Foto: Lars Jönsson för SSAB.

Ju högre hållfasthet man kan uppnå desto mindre materialmängder behövs för att fylla avsedd funktion. Mindre materialmängder leder i sin tur till färre transporter, mindre resursuttag, mindre utsläpp och mindre energianvändning. 

När det höghållfasta stålet används konstruktionen skapas ytterligare miljövinster. Exempelvis drar lättare fordon mindre bränsle, vilket ger lägre utsläpp.
Läs mer: Stål skapar miljönytta, faktablad med produktexempel