Um einige Eigenschaften des Stahls zu verbessern und zu verstärken und ihm besondere Eigenschaften zu verleihen, werden die Elemente, die im Schmelzprozess absichtlich hinzugefügt werden, als Legierungselemente bezeichnet. Gängige Legierungselemente sind Chrom, Nickel, Molybdän, Wolfram, Vanadium, Titan, Niob, Zirkonium, Kobalt, Silizium, Mangan, Aluminium, Kupfer, Bor, Seltene Erden und so weiter. Auch Phosphor, Schwefel, Stickstoff usw. dienen in einigen Fällen als Legierungselemente.
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Cr
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Chrom kann die Härtbarkeit von Stahl erhöhen und hat eine sekundäre Härtungswirkung, die die Härte und Verschleißfestigkeit von Kohlenstoffstahl verbessern kann, ohne den Stahl spröde zu machen. Wenn der Gehalt 12% überschreitet, hat der Stahl eine gute Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit und Oxidationskorrosionsbeständigkeit und erhöht auch die thermische Festigkeit des Stahls. Chrom ist das Hauptlegierungselement von säurebeständigem und hitzebeständigem Stahl.
Chrom kann die Festigkeit und Härte von Kohlenstoffstahl im Walzzustand verbessern und die Dehnung und Schrumpfung des Profils verringern. Wenn der Chromgehalt 15% übersteigt, sinken die Festigkeit und die Härte, und die Dehnung und die Schrumpfung des Profils nehmen entsprechend zu. Die Teile, die Chromstahl enthalten, lassen sich durch Schleifen leicht in einer höheren Oberflächenqualität bearbeiten.
Die Hauptrolle des Chroms in der gehärteten Struktur ist die Verbesserung der Härtbarkeit, so dass der Stahl nach dem Vergüten bessere umfassende mechanische Eigenschaften hat, in der aufgekohlten Stahl kann auch Chromkarbid bilden, so dass die Verschleißfestigkeit der Materialoberfläche zu verbessern.
Chromhaltige Federstähle sind bei der Wärmebehandlung nicht leicht zu entkohlen. Chrom kann die Verschleißfestigkeit, die Härte und die Warmhärte von Werkzeugstahl verbessern und hat eine gute Anlassbeständigkeit. In elektrothermischen Legierungen kann Chrom die Oxidationsbeständigkeit, den Widerstand und die Festigkeit der Legierung verbessern.
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Ni
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Nickel stärkt das Ferrit und verfeinert das Perlit im Stahl, was insgesamt zu einer Erhöhung der Festigkeit führt, während die Auswirkungen auf die Plastizität nicht signifikant sind. Im Allgemeinen kann bei kohlenstoffarmen Stählen, die in gewalztem, normalisiertem oder geglühtem Zustand ohne Anlassbehandlung verwendet werden, ein bestimmter Nickelgehalt die Festigkeit des Stahls verbessern, ohne seine Zähigkeit wesentlich zu verringern. Laut Statistik kann jede Erhöhung des Nickelgehalts um 1% die Festigkeit um 29,4Pa erhöhen. Mit der Erhöhung des Nickelgehalts ist die Streckgrenze des Stahls schneller als die Zugfestigkeit, so dass das Verhältnis von nickelhaltigem Stahl höher sein kann als das von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl. Während Nickel die Festigkeit von Stahl verbessert, hat es weniger Einfluss auf die Zähigkeit, Plastizität und andere Verarbeitungseigenschaften von Stahl als andere Legierungselemente. Bei Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt wird der Perlit dünner, da Nickel die Perlitübergangstemperatur senkt. Und weil Nickel den Kohlenstoffgehalt des eutektoiden Punktes reduziert, ist die Perlitmenge größer als die von Kohlenstoffstahl mit demselben Kohlenstoffgehalt, so dass die Festigkeit von ferritischem Stahl mit Nickel höher ist als die von Kohlenstoffstahl mit demselben Kohlenstoffgehalt. Umgekehrt kann bei gleicher Festigkeit des Stahls der Kohlenstoffgehalt des nickelhaltigen Stahls entsprechend reduziert werden, so dass die Zähigkeit und Plastizität des Stahls verbessert werden kann. Nickel kann die Ermüdungsbeständigkeit des Stahls verbessern und die Kerbempfindlichkeit des Stahls verringern. Nickel senkt die Niedrigtemperatur-Sprödigkeitstemperatur von Stahl, was für Tieftemperaturstahl sehr wichtig ist. Stahl mit 3,5% Nickel kann bei -100 ° C verwendet werden, und Stahl mit 9% Nickel kann bei -196 ° C arbeiten. Nickel erhöht nicht die Widerstandsfähigkeit des Stahls gegen Kriechen, so ist es in der Regel nicht als Verstärkungselement von hitzebeständigem Stahl verwendet.
Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Fe-Ni-Legierungen mit hohem Nickelgehalt ändert sich erheblich mit der Erhöhung oder Verringerung des Nickelgehalts. Mit Hilfe dieser Eigenschaft können Präzisionslegierungen und bimetallische Werkstoffe mit einem sehr niedrigen oder bestimmten linearen Ausdehnungskoeffizienten entwickelt und hergestellt werden.
Darüber hinaus ist Nickel, das dem Stahl zugesetzt wird, nicht nur säurebeständig, sondern auch alkalibeständig, korrosionsbeständig gegen Atmosphäre und Salz, Nickel ist eines der wichtigsten Elemente in rostfreiem säurebeständigem Stahl.
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Mo
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Molybdän in Stahl kann die Härtbarkeit und die thermische Festigkeit verbessern, Sprödigkeit im Anlassen verhindern, die Remanenz und Koerzitivfeldstärke erhöhen und die Korrosionsbeständigkeit in einigen Medien verbessern.
In gehärtetem Stahl, Molybdän kann der größere Teil der Teile abgeschreckt tief, abgeschreckt durch, zur Verbesserung der Anlassen Widerstand oder Anlassen Stabilität des Stahls, so dass die Teile können bei höheren Temperaturen gehärtet werden, um so effektiver zu beseitigen (oder zu reduzieren) Eigenspannung, Verbesserung der Plastizität.
Zusätzlich zu den oben genannten Funktionen in aufgekohltem Stahl kann Molybdän auch die Tendenz von Karbiden zur Bildung eines kontinuierlichen Netzwerks an der Korngrenze in der Aufkohlungsschicht verringern, den Restaustenit in der Aufkohlungsschicht reduzieren und die Verschleißfestigkeit der Oberflächenschicht relativ erhöhen.
In der Schmiedegesenk, Molybdän kann auch der Stahl hat eine relativ stabile Härte, erhöhen die Verformung. Beständigkeit gegen Rissbildung und Verschleiß.
In nichtrostendem säurebeständigem Stahl kann Molybdän die Korrosionsbeständigkeit gegenüber organischen Säuren (wie Ameisensäure, Essigsäure, Oxalsäure usw.) und Wasserstoffperoxid, Schwefelsäure, Sulfit, Sulfat, sauren Farbstoffen, Bleichpulver usw. weiter verbessern. Insbesondere wird durch den Zusatz von Molybdän die Tendenz zur Punktkorrosion, die durch die Anwesenheit von Chloridionen verursacht wird, verhindert.
Der Schnellarbeitsstahl W12Cr4V4Mo, der etwa 1% Molybdän enthält, hat eine hohe Verschleißfestigkeit, Anlaßhärte und Warmhärte.
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W
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Wolfram bildet nicht nur Karbide in Stahl, sondern löst sich auch teilweise in Eisen auf und bildet eine feste Lösung. Seine Wirkung ist ähnlich wie die von Molybdän, nach der Berechnung des Massenanteils ist die allgemeine Wirkung nicht so bedeutend wie die von Molybdän. Die Hauptaufgabe von Wolfram im Stahl ist die Erhöhung der Anlassbeständigkeit, der Warmhärte, der Warmfestigkeit und der Verschleißfestigkeit durch die Bildung von Karbiden. Daher ist es vor allem für Werkzeugstahl, wie High-Speed-Stahl, Warmschmieden Gesenkstahl und so weiter verwendet.
Wolfram bildet hitzebeständige Karbide in hochwertigem Federstahl, die die Anhäufung von Karbiden erleichtern und die Hochtemperaturfestigkeit beim Anlassen bei höheren Temperaturen aufrechterhalten können. Wolfram kann auch die Überhitzungsempfindlichkeit von Stahl verringern, die Härtbarkeit erhöhen und die Härte steigern. Die 65SiMnWA Federstahl hat eine hohe Härte nach Luftkühlung nach dem Warmwalzen, und die Federstahl mit einem 50mm2 Querschnitt kann in Öl abgeschreckt werden, die als eine wichtige Feder verwendet werden kann, um große Lasten, Hitzebeständigkeit (nicht mehr als 350 ° C) und Auswirkungen zu widerstehen. 30W4Cr2VA hochfesten hitzebeständigen Federstahl, mit großer Härtbarkeit, 1050 ~ 1100℃ Abschrecken, 550 ~ 650℃ Anlassen Zugfestigkeit von 1470 ~ 1666Pa. Es ist vor allem zur Herstellung von Federn bei hohen Temperaturen (nicht mehr als 500 ° C) verwendet.
Aufgrund der Zugabe von Wolfram, kann es erheblich verbessern die Verschleißfestigkeit und Bearbeitbarkeit von Stahl, so Wolfram ist das wichtigste Element der legierten Werkzeugstahl.
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V
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Vanadium hat eine starke Affinität zu Kohlenstoff, Ammoniak und Sauerstoff und bildet mit ihnen entsprechende stabile Verbindungen. Vanadium kommt hauptsächlich in Form von Karbid in Stahl vor. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Struktur und das Korn des Stahls zu verfeinern und die Festigkeit und Zähigkeit des Stahls zu verbessern. Wenn es bei hoher Temperatur im Mischkristall gelöst wird, erhöht es die Härtbarkeit; liegt es dagegen in Form von Karbid vor, verringert sich die Härtbarkeit. Vanadium erhöht die Anlassbeständigkeit von gehärtetem Stahl und bewirkt einen sekundären Härtungseffekt. Der Vanadiumgehalt in Stahl, mit Ausnahme von Schnellarbeitsstahl, beträgt im Allgemeinen nicht mehr als 0,5%.
Vanadium in gewöhnlichen kohlenstoffarmen legierten Stählen kann das Korn verfeinern, die Festigkeit und das Streckverhältnis nach dem Normalisieren und die Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen verbessern, die Schweißleistung von Stahl verbessern.
Vanadium in legiertem Baustahl verringert aufgrund der allgemeinen Wärmebehandlungsbedingungen die Härtbarkeit, weshalb es häufig in Kombination mit Mangan, Chrom, Molybdän und Wolfram in Baustahl verwendet wird. Vanadium in vergütetem Stahl wird hauptsächlich verwendet, um die Festigkeit und Streckgrenze des Stahls zu verbessern, das Korn zu verfeinern und die Überhitzungsempfindlichkeit zu verringern. Bei aufgekohltem Stahl kann das Korn verfeinert werden, so dass der Stahl nach dem Aufkohlen direkt abgeschreckt werden kann, ohne dass ein zweites Abschrecken erforderlich ist.
In Feder- und Wälzlagerstahl kann Vanadium die Festigkeit und Streckgrenze verbessern, insbesondere die Proportionalitäts- und Elastizitätsgrenze erhöhen, die Entkohlungsempfindlichkeit bei der Wärmebehandlung verringern und somit die Oberflächenqualität verbessern. Lagerstahl mit Vanadium in fünf Chrom hat hohe Karbonisierung Dispersion und gute Leistung.
Vanadium im Werkzeugstahl verfeinert das Korn, verringert die Überhitzungsempfindlichkeit, erhöht die Anlassbeständigkeit und die Verschleißfestigkeit und verlängert so die Lebensdauer der Werkzeuge.
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Ti
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Titan und Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff haben eine starke Affinität, und die Affinität zu Schwefel ist stärker als bei Eisen. Daher ist es ein gutes deoxidierendes Entgasungsmittel und ein wirksames Element zur Fixierung von Stickstoff und Kohlenstoff. Obwohl Titan ein stark karbidbildendes Element ist, verbindet es sich nicht mit anderen Elementen, um komplexe Verbindungen zu bilden. Titancarbid Bindungskraft ist stark, stabil, nicht leicht zu zersetzen, in Stahl nur auf mehr als 1000 ° C erhitzt, um langsam in die feste Lösung zu lösen. Vor dem Schmelzen, haben Titankarbid-Teilchen die Wirkung der Verhinderung von Kornwachstum. Da die Affinität zwischen Titan und Kohlenstoff viel größer ist als die Affinität zwischen Chrom und Kohlenstoff, wird Titan häufig in rostfreiem Stahl verwendet, um den Kohlenstoff darin zu fixieren, um die Verarmung von Chrom an der Korngrenze zu beseitigen, wodurch die interkristalline Korrosion von Stahl beseitigt oder reduziert wird.
Titan ist auch eines der stärksten ferritbildenden Elemente, das die A1- und A3-Temperaturen von Stahl stark erhöht. Titan kann die Plastizität und Zähigkeit von gewöhnlichem niedrig legiertem Stahl verbessern. Da Titan Stickstoff und Schwefel bindet und Titankarbid bildet, wird die Festigkeit des Stahls erhöht. Durch die Normalisierung der Kornfeinung, Ausfällen Karbid kann die Plastizität und Schlagzähigkeit des Stahls kann erheblich verbessert werden, Titan-Legierung Baustahl, hat gute mechanische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften, der größte Nachteil ist, dass die Härtbarkeit ist etwas schlecht.
In der Regel ist es notwendig, den Kohlenstoffgehalt von Titan in rostfreiem Stahl mit hohem Chromgehalt um das 5-fache zu erhöhen, was nicht nur die Korrosionsbeständigkeit (vor allem die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion) und die Zähigkeit des Stahls verbessert, sondern auch die Tendenz des Kornwachstums von Stahl bei hohen Temperaturen reguliert und die Schweißleistung von Stahl verbessert.
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Nb/Cb
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Niob und Columbium kommen häufig zusammen mit Tantal vor, und ihre Rolle in Stahl ist ähnlich. Niob und Tantal werden teilweise im Mischkristall aufgelöst, um den Mischkristall zu stärken. Wenn sie in Austenit gelöst werden, wird die Härtbarkeit des Stahls erheblich verbessert. In Form von Karbid- und Oxidpartikeln wird das Korn jedoch verfeinert und die Härtbarkeit des Stahls verringert. Es kann die Anlaßstabilität des Stahls erhöhen und hat eine sekundäre Härtungswirkung. Eine geringe Menge Niob kann die Festigkeit des Stahls verbessern, ohne seine Plastizität oder Zähigkeit zu beeinträchtigen. Durch den Effekt der Kornfeinung kann die Schlagzähigkeit des Stahls verbessert und die Sprödübergangstemperatur gesenkt werden. Wenn der Kohlenstoffgehalt mehr als das 8-fache beträgt, kann fast der gesamte Kohlenstoff im Stahl gebunden werden, so dass der Stahl eine gute Wasserstoffbeständigkeit aufweist. Bei austenitischem Stahl kann die interkristalline Korrosion des Stahls durch oxidierende Medien verhindert werden. Aufgrund des gebundenen Kohlenstoffs und der Ausscheidungshärtung kann er die Hochtemperatureigenschaften von warmfestem Stahl, wie z. B. die Kriechfestigkeit, verbessern.
Niob kann die Streckgrenze und die Kerbschlagzähigkeit verbessern und die Sprödübergangstemperatur in den üblichen niedrig legierten Stählen, die im Bauwesen verwendet werden, senken. In den aufgekohlten und angelassenen legierten Baustählen wird gleichzeitig die Härtbarkeit erhöht. Verbessert die Zähigkeit und das Tieftemperaturverhalten von Stahl. Es kann die Lufthärtung von kohlenstoffarmen, martensitischen, hitzebeständigen Edelstählen reduzieren, die Sprödigkeit beim Härten und Anlassen vermeiden und die Kriechfestigkeit verbessern.
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Zr
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Zirkonium ist ein starkes karbidbildendes Element, und seine Rolle in Stahl ist ähnlich wie die von Niob, Tantal und Vanadium. Die Zugabe einer kleinen Menge Zirkonium bewirkt eine Entgasung, Reinigung und Verfeinerung der Körner, was sich positiv auf die Leistung von Stahl bei niedrigen Temperaturen auswirkt und die Stanzleistung verbessert. Es wird häufig bei der Herstellung von ultrahochfestem Stahl und Superlegierungen auf Nickelbasis verwendet, die in Gasmotoren und ballistischen Raketenstrukturen eingesetzt werden.
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Co
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Kobalt wird vor allem in Spezialstahl und Legierungen verwendet, kobalthaltiger Schnellstahl hat eine hohe Temperaturhärte, und Molybdän kann gleichzeitig zu martensitaushärtendem Stahl hinzugefügt werden, um eine sehr hohe Härte und gute umfassende mechanische Eigenschaften zu erzielen. Darüber hinaus ist Kobalt auch ein wichtiges Legierungselement in hitzebeständigen Stählen und magnetischen Werkstoffen.
Kobalt reduziert die Härtbarkeit von Stahl, daher wird die Zugabe von Kohlenstoffstahl allein die umfassenden mechanischen Eigenschaften nach dem Anlassen verringern. Kobalt kann den Ferrit verstärken, wenn es dem Kohlenstoffstahl zugesetzt wird. Im geglühten oder normalisierten Zustand kann es die Härte des Stahls, die Streckgrenze und die Zugfestigkeit verbessern, während sich Dehnung und Querschnittsschrumpfung nachteilig auswirken und die Schlagzähigkeit mit zunehmendem Kobaltgehalt abnimmt. Wegen seiner Oxidationsbeständigkeit wird Kobalt in hitzebeständigen Stählen und hitzebeständigen Legierungen verwendet. Gasturbinen aus Kobaltlegierungen spielen ebenfalls eine besondere Rolle.
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Si
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Silizium kann in Ferrit und Austenit gelöst werden, um die Härte und Festigkeit des Stahls zu verbessern. Seine Rolle ist die zweitwichtigste nach Phosphor und stärker als Mangan, Nickel, Chrom, Wolfram, Molybdän, Vanadium und andere Elemente. Wenn jedoch der Siliziumgehalt 3% übersteigt, werden die Plastizität und die Zähigkeit des Stahls erheblich verringert. Silizium kann die Elastizitätsgrenze, die Streckgrenze und das Streckverhältnis (σs/σb) sowie die Dauerfestigkeit und das Ermüdungsverhältnis (σ-1/σb) von Stahl verbessern. Dies ist der Grund, warum Silizium- oder Siliziummanganstahl als Federstahl verwendet werden kann.
Silizium kann die Dichte, Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit von Stahl verringern. Es kann die Vergröberung des Ferritkorns fördern und die Koerzitivfeldstärke verringern. Es hat die Tendenz, die Anisotropie des Kristalls zu verringern, so dass die Magnetisierung leicht ist, der magnetische Widerstand verringert wird und es zur Herstellung von Elektrostahl verwendet werden kann, so dass der magnetische Blockierungsverlust des Siliziumstahlblechs gering ist. Silizium kann die magnetische Permeabilität von Ferrit verbessern, so dass das Stahlblech bei einem schwachen Magnetfeld eine höhere magnetische Induktionsstärke aufweist. Allerdings verringert Silizium die magnetische Induktionsstärke von Stahl bei starken Magnetfeldern. Silizium hat eine starke Desoxidationswirkung, die die magnetische Alterung von Eisen verringert.
Wenn der siliziumhaltige Stahl in einer oxidierenden Atmosphäre erhitzt wird, bildet sich auf der Oberfläche eine SiO2-Schicht, die die Oxidationsbeständigkeit des Stahls bei hohen Temperaturen verbessert.
Silizium kann das Wachstum säulenförmiger Kristalle in Stahlguss fördern und die Plastizität verringern. Wenn der Siliziumstahl nach dem Erhitzen schneller abgekühlt wird, kommt es aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit zu einer großen Temperaturdifferenz zwischen der Innen- und Außentemperatur des Stahls und damit zum Bruch.
Silizium kann die Schweißbarkeit von Stahl verringern. Da die Bindungsfähigkeit von Silizium mit Sauerstoff stärker ist als die von Eisen, kann beim Schweißen leicht Silikat mit niedrigem Schmelzpunkt entstehen, das die Fließfähigkeit der geschmolzenen Schlacke und des geschmolzenen Metalls erhöht, was zu Spritzerscheinungen führt und die Schweißqualität beeinträchtigt. Silizium ist ein gutes Desoxidationsmittel. Bei der Desoxidation mit Aluminium kann die Zugabe einer bestimmten Menge Silizium die Desoxidationsrate erheblich verbessern. Stahl enthält eine bestimmte Menge an Silizium, das bei der Herstellung von Eisen und Stahl als Rohmaterial eingesetzt wird. Bei kochendem Stahl ist der Siliziumgehalt auf <0,07% begrenzt, und wenn es hinzugefügt werden soll, wird bei der Stahlherstellung eine Ferrosiliziumlegierung hinzugefügt.
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Mn
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Mangan ist ein gutes Desoxidationsmittel und Entschwefelungsmittel. Stahl enthält in der Regel eine bestimmte Menge an Mangan, das die durch Schwefel verursachte Heißbrüchigkeit des Stahls beseitigen oder abschwächen kann, wodurch die Heißarbeitsleistung des Stahls verbessert wird.
Der aus Mangan und Eisen gebildete Mischkristall verbessert die Härte und Festigkeit von Ferrit und Austenit im Stahl; gleichzeitig ist es ein Element, das durch Karbide gebildet wird und in den Zementit eintritt, um einen Teil der Eisenatome zu ersetzen. Mangan spielt eine Rolle bei der Veredelung von Perlit, indem es die kritische Übergangstemperatur im Stahl senkt, und spielt auch indirekt eine Rolle bei der Verbesserung der Festigkeit von Perlitstahl. Mangan ist nach Nickel das zweitwichtigste Element zur Stabilisierung austenitischer Gefüge und erhöht außerdem die Härtbarkeit von Stahl. Eine Vielzahl von legierten Stählen wurde mit Mangan von weniger als 2% in Kombination mit anderen Elementen hergestellt.
Mangan zeichnet sich durch reiche Ressourcen und vielfältige Leistungen aus und wird in großem Umfang verwendet, z. B. als Kohlenstoffbaustahl mit hohem Mangangehalt und als Federstahl.
In kohlenstoffreichen hochmanganhaltigen verschleißfesten Stahl, kann der Mangangehalt 10% bis 14% erreichen, nach Mischkristallbehandlung, gute Zähigkeit, wenn die Auswirkungen und Verformung, die Oberflächenschicht wird durch Verformung verstärkt werden, mit hoher Verschleißfestigkeit.
Mangan und Schwefel bilden MnS mit einem höheren Schmelzpunkt, der die durch FeS verursachte thermische Versprödung verhindern kann. Mangan hat die Tendenz, die Kornvergröberung und die Sprödigkeitsempfindlichkeit des Stahls zu erhöhen. Wenn die Abkühlung nach dem Schmelzen und Schmieden nicht ordnungsgemäß erfolgt, kann es leicht zu weißen Flecken im Stahl kommen.
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Al
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Aluminium wird hauptsächlich zur Desoxidation und Kornfeinung verwendet. Es fördert die Bildung einer harten, korrosionsbeständigen Nitrierschicht in Nitrierstahl. Aluminium kann die Alterung von kohlenstoffarmem Stahl hemmen und die Zähigkeit von Stahl bei niedrigen Temperaturen verbessern. Bei hohem Gehalt kann es die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit von Stahl in oxidierender Säure und H2S-Gas verbessern und die elektrischen und magnetischen Eigenschaften von Stahl erhöhen. Aluminium spielt eine große Rolle bei der Mischkristallverfestigung von Stahl und verbessert die Verschleißfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit und die wichtigsten mechanischen Eigenschaften von aufgekohltem Stahl.
Aluminium und Nickel gehen in feuerfesten Legierungen Verbindungen ein, um die metallurgische Festigkeit zu verbessern. Aluminiumhaltige Fe-Cr-Legierungen weisen nahezu konstante Beständigkeitseigenschaften und eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen auf und eignen sich für elektrometallurgische Legierungswerkstoffe und Chrom-Al-Widerstandsdrähte.
Bei der Desoxidation von Stahl führt ein zu hoher Aluminiumgehalt zu einer abnormalen Struktur des Stahls und fördert die Graphitisierungstendenz des Stahls. In ferritischen und perlitischen Stahl, wenn der Gehalt an Aluminium hoch ist, wird es seine Hochtemperaturfestigkeit und Zähigkeit zu reduzieren, und bringen einige Schwierigkeiten zu schmelzen, Gießen und andere Aspekte.
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Cu
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Die herausragende Rolle von Kupfer in Stahl ist die Verbesserung der atmosphärischen Korrosionsbeständigkeit von gewöhnlichen niedrig legierten Stahl, vor allem, wenn mit Phosphor verwendet wird, kann der Zusatz von Kupfer auch die Festigkeit und Streckgrenze von Stahl zu verbessern, und hat keine negativen Auswirkungen auf die Schweißleistung. Schienenstahl (U-Cu) mit 0,20% bis 0,50% Kupfer, zusätzlich zur Verschleißfestigkeit, seine Korrosionsbeständigkeit Leben ist 2-5 mal die der allgemeinen Kohlenstoff-Schiene.
Wenn der Kupfergehalt 0,75% übersteigt, kann nach einer Lösungsbehandlung und Alterung eine verstärkende Wirkung erzielt werden. Bei niedrigen Werten ist die Wirkung ähnlich wie bei Nickel, aber schwächer. Wenn der Gehalt höher ist, ist es ungünstig für die Warmverformung Verarbeitung, was zu Kupfer Sprödigkeit während der Warmverformung Verarbeitung. 2% ~ 3% Kupfer in austenitischem rostfreiem Stahl kann Korrosionsbeständigkeit gegen Schwefelsäure, Phosphorsäure und Salzsäure und Stabilität gegen Spannungskorrosion haben.
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B
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Die Hauptaufgabe von Bor im Stahl besteht darin, die Härtbarkeit des Stahls zu erhöhen und dadurch andere seltenere und teurere Metalle wie Nickel, Chrom, Molybdän usw. einzusparen. Zu diesem Zweck wird sein Gehalt im Allgemeinen im Bereich von 0,001% bis 0,005% angegeben. Es kann 1,6% Nickel, 0,3% Chrom oder 0,2% Molybdän ersetzen, wobei Bor anstelle von Molybdän zu beachten ist, da Molybdän die Anlasssprödigkeit verhindern oder verringern kann, während Bor die Tendenz zur Anlasssprödigkeit leicht fördert, so dass es nicht vollständig durch Bor-Molybdän ersetzt werden kann.
Medium Kohlenstoffstahl mit Bor, aufgrund der verbesserten Härtbarkeit, kann die Dicke von mehr als 20mm Stahl nach dem Anlassen Leistung stark verbessert, daher 40B und 40MnB Stahl kann anstelle von 40Cr verwendet werden, 20Mn2TiB Stahl kann anstelle von 20CrMnTi aufgekohlten Stahl verwendet werden. Doch aufgrund der Rolle des Bors mit der Erhöhung des Gehalts an Kohlenstoff in den Stahl und schwächen, oder sogar verschwinden, bei der Auswahl der borhaltigen Kohlenstoff aufkohlenden Stahl, ist es notwendig zu berücksichtigen, die Teile nach Aufkohlung, die Härtbarkeit der Aufkohlung Schicht wird niedriger sein als die Härtbarkeit des Kerns.
Federstahl muss im Allgemeinen vollständig abgeschreckt werden, der Federbereich ist in der Regel nicht groß, und die Verwendung von borhaltigem Stahl ist vorteilhaft. Die Wirkung von Bor auf Federstahl mit hohem Siliziumgehalt schwankt stark, so dass die Verwendung unpraktisch ist.
Bor hat eine starke Affinität zu Stickstoff und Sauerstoff, das Hinzufügen von 0,007% Bor zum kochenden Stahl kann das Alterungsphänomen des Stahls beseitigen.
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15
Re
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Im Allgemeinen handelt es sich bei den Seltenen Erden um die Lanthanide (15) mit den Ordnungszahlen 57 bis 71 im Periodensystem sowie 21 Scandium und 39 Yttrium, also insgesamt 17 Elemente. Sie liegen in der Natur eng beieinander und sind nicht leicht zu trennen. Ungetrennte Seltene Erden, so genannte gemischte Seltene Erden, sind billiger, und Seltene Erden können die Plastizität und Kerbschlagzähigkeit von geschmiedetem Walzstahl, insbesondere von Stahlguss, verbessern. Sie können die Kriechfestigkeit von hitzebeständigem Stahl, elektrothermischen Legierungen und Superlegierungen verbessern.
Seltene Erden können auch die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit von Stahl verbessern. Die Wirkung der Oxidationsbeständigkeit übertrifft die von Silizium, Aluminium, Titan und anderen Elementen. Sie können die Fließfähigkeit von Stahl verbessern, nichtmetallische Einschlüsse reduzieren und die Stahlstruktur dicht und rein machen.
Der Zusatz geeigneter Seltenerdelemente in gewöhnlichen niedrig legierten Stählen bewirkt eine gute Desoxidation und Schwefelentfernung, verbessert die Kerbschlagzähigkeit (insbesondere bei niedrigen Temperaturen) und die Anisotropieeigenschaften.
Seltene Erden erhöhen die Sauerstoffbeständigkeit der Ferrochrom-Aluminium-Legierung, erhalten die Feinkörnigkeit des Stahls bei hohen Temperaturen, verbessern die Hochtemperaturfestigkeit, so dass die Lebensdauer der elektrischen Heizung Legierung deutlich verbessert wird.
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N
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Stickstoff-Energie wird teilweise in Eisen verwendet, was die Wirkung der Mischkristallverfestigung und der Verbesserung der Härtbarkeit hat, aber nicht signifikant ist. Durch die Ausscheidung von Nitrid an der Korngrenze kann die Hochtemperaturfestigkeit der Korngrenze erhöht und die Kriechfestigkeit des Stahls gesteigert werden. Kombiniert mit anderen Elementen im Stahl, Ausscheidungshärtung Wirkung. Die Korrosionsbeständigkeit des Stahls ist nicht signifikant, aber die Oberfläche des Stahls nach dem Nitrieren erhöht nicht nur seine Härte und Verschleißfestigkeit, sondern verbessert auch die Korrosionsbeständigkeit erheblich. Reststickstoff in unlegiertem Stahl kann zu Alterungssprödigkeit führen.
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S
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Eine Erhöhung des Schwefel- und Mangangehalts kann die Schneidleistung von Stahl verbessern, und Schwefel wird als vorteilhaftes Element in Automatenstahl hinzugefügt. Schwefel ist im Stahl stark segregiert. Die Verschlechterung der Qualität des Stahls bei hohen Temperaturen, die Verringerung der Plastizität des Stahls, ist ein schädliches Element, das in Form von FeS mit einem niedrigeren Schmelzpunkt existiert. FeS allein hat einen Schmelzpunkt von nur 1190 ° C, während die eutektische Temperatur der Bildung eines eutektischen Kristalls mit Eisen in Stahl noch niedriger ist, nur 988 ° C, und wenn der Stahl erstarrt, wird das Eisensulfid an der primären Korngrenze absetzen. Wenn der Stahl bei 1100 ~ 1200℃ gewalzt wird, wird das FeS an der Korngrenze schmelzen, was die Bindungskraft zwischen den Körnern stark schwächt, was zur Heißsprödigkeit des Stahls führt, so dass der Schwefel streng kontrolliert werden sollte. Die allgemeine Kontrolle beträgt 0,020% ~ 0,050%. Um eine durch Schwefel verursachte Sprödigkeit zu verhindern, sollte genügend Mangan zugesetzt werden, um MnS mit einem höheren Schmelzpunkt zu bilden. Wenn die Durchflussrate im Stahl hoch ist, bilden sich im Schweißgut durch die Bildung von SO2 Porosität und Poren.
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Phosphor hat einen starken Einfluss auf die Mischkristallverfestigung und Kaltverfestigung von Stahl. Der Zusatz von niedrig legiertem Baustahl als Legierungselement kann seine Festigkeit und atmosphärische Korrosionsbeständigkeit verbessern, aber seine Kaltumformungsleistung verringern. Die kombinierte Verwendung von Phosphor mit Schwefel und Mangan kann die Schneidleistung von Stahl erhöhen, die Oberflächenqualität des Werkstücks verbessern und wird für Automatenstahl verwendet, so dass der Phosphorgehalt von Automatenstahl ebenfalls relativ hoch ist. Phosphor wird in Ferrit verwendet, obwohl es die Festigkeit und Härte des Stahls verbessern kann, ist der größte Nachteil, dass die Entmischung schwerwiegend ist, die Anlasssprödigkeit erhöht wird und die Plastizität und Zähigkeit des Stahls deutlich erhöht werden, was dazu führt, dass der Stahl bei der Kaltverarbeitung anfällig für Sprödigkeit ist, d.h. das so genannte Phänomen der "Kaltbrüchigkeit". Phosphor wirkt sich auch nachteilig auf die Schweißbarkeit aus. Phosphor ist ein schädliches Element, sollte streng kontrolliert werden, der allgemeine Inhalt ist nicht mehr als 0,03% ~ 0,04%.
