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November 24, 2021Neben Eisen und Kohlenstoff, Stahl wird legierter Stahl genannt, indem andere Legierungselemente hinzugefügt werden. Eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung, gebildet durch Zugabe einer geeigneten Menge eines oder mehrerer Legierungselemente auf der Basis von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl. Je nach den verschiedenen hinzugefügten Elementen und unter Verwendung geeigneter Verarbeitungstechnologie, besondere Eigenschaften wie hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosion Widerstand, niedrige Temperaturbeständigkeit, Schwefelwasserstoff- und Chloridgehalt Widerstand, und nichtmagnetische Eigenschaften erhalten werden.
Die Auswirkungen der hinzugefügten Elemente sind wie folgt:
1. Kohlenstoff (C): Der Kohlenstoffgehalt im Stahl steigt, Streckgrenze und Zugfestigkeit steigen, aber die Plastizität und Schlageigenschaften nehmen ab. Wenn der Kohlenstoffgehalt überschreitet 0.23%, die Schweißleistung des Stahls verschlechtert sich, so wird es zum schweißen verwendet. Niedriglegierter Baustahl enthält in der Regel nicht mehr als 0.20% Carbon. Ein hoher Kohlenstoffgehalt verringert auch die atmosphärische Korrosionsbeständigkeit von Stahl, und Kohlenstoffstahl im Freien Stock Hof ist leicht zu rosten; in Ergänzung, Kohlenstoff kann die Kaltsprödigkeit und Alterungsempfindlichkeit von Stahl erhöhen.
2. Silizium (Si): Silizium wird während des Stahlherstellungsprozesses als Reduktionsmittel und Desoxidationsmittel hinzugefügt, also enthält der beruhigte Stahl 0.15-0.30% Silizium. Übersteigt der Siliziumgehalt im Stahl 0.50-0.60%, Silizium gilt als Legierungselement. Silizium kann die Elastizitätsgrenze deutlich verbessern, Streckgrenze und Zugfestigkeit von Stahl, daher wird es häufig als Federstahl verwendet. Beim Hinzufügen 1.0-1.2% Silizium bis zu vergütetem Baustahl, die Festigkeit kann erhöht werden um 15-20%. Die Kombination von Silizium und Molybdän, Wolfram, Chrom, usw., hat den Effekt, die Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit zu verbessern, und kann hitzebeständigen Stahl herstellen. Kohlenstoffarmer Stahl mit 1-4% Silizium hat eine extrem hohe magnetische Permeabilität und wird als Siliziumstahlblech in der Elektroindustrie verwendet. Die Erhöhung des Siliziumgehalts verringert die Schweißleistung des Stahls.
3. Mangan (MN): Im Prozess der Stahlherstellung, Mangan ist ein gutes Desoxidationsmittel und Entschwefelungsmittel. Der allgemeine Stahl enthält 0.30-0.50% Mangan. Beim Hinzufügen von mehr als 0.70% zu Kohlenstoffstahl, es gilt als “Manganstahl”. Verglichen mit gewöhnlichem Stahl, es hat nicht nur genügend Zähigkeit, hat aber auch eine höhere Festigkeit und Härte, verbessert die Härtbarkeit von Stahl, und verbessert die Warmumformbarkeit von Stahl. Beispielsweise, die Streckgrenze von 16Mn-Stahl ist 40% höher als die von A3. Stahl enthaltend 11-14% Mangan hat eine extrem hohe Verschleißfestigkeit und wird in Baggerlöffeln verwendet, Kugelmühlenauskleidungen, etc.. Die Erhöhung des Mangangehalts schwächt die Korrosionsbeständigkeit von Stahl und verringert die Schweißleistung.
4. Phosphor (P): Im Algemeinen, Phosphor ist ein schädliches Element in Stahl, was die Kaltsprödigkeit von Stahl erhöht, verschlechtert die Schweißleistung, reduziert die Plastizität, und verschlechtert die Kaltbiegeleistung. Deshalb, der Phosphorgehalt in Stahl muss im Allgemeinen kleiner sein als 0.045%, und der Stahlbedarf ist geringer.
5. Schwefel (S): Schwefel ist unter normalen Umständen auch ein schädliches Element. Es bewirkt, dass der Stahl heiße Sprödigkeit erzeugt, reduziert die Duktilität und Zähigkeit des Stahls, und verursacht beim Schmieden und Walzen Risse. Schwefel wirkt sich auch nachteilig auf die Schweißleistung aus, Verringerung der Korrosionsbeständigkeit. Deshalb, der Schwefelgehalt muss im Allgemeinen kleiner sein als 0.055%, und der Stahlgehalt muss kleiner sein als 0.040%. Hinzufügen 0.08-0.20% Schwefel zu Stahl kann die Bearbeitbarkeit verbessern und wird normalerweise als Automatenstahl bezeichnet.
6. Chrom (CR): In Baustahl und Werkzeugstahl, Chrom kann die Festigkeit deutlich verbessern, Härte und Verschleißfestigkeit, aber gleichzeitig Plastizität und Zähigkeit reduzieren. Chrom kann die Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Stahl verbessern, es ist also ein wichtiges Legierungselement von Edelstahl und hitzebeständigem Stahl.
7. Nickel (NI): Nickel kann die Festigkeit von Stahl erhöhen und gleichzeitig eine gute Plastizität und Zähigkeit beibehalten. Nickel hat eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber Säuren und Laugen, und hat Anti-Rost- und Hitzebeständigkeitsfähigkeiten bei hohen Temperaturen. Jedoch, da Nickel eine relativ knappe Ressource ist, als Ersatz für Nickel-Chrom-Stahl sollten möglichst andere Legierungselemente verwendet werden.
8. Molybdän (Mo): Molybdän kann das Korn von Stahl verfeinern, Verbesserung der Härtbarkeit und thermischen Festigkeit, und eine ausreichende Festigkeit und Kriechfestigkeit bei hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten (Langzeitbelastung und Verformung bei hohen Temperaturen, sagte Creep). Die Zugabe von Molybdän zu Baustahl kann die mechanischen Eigenschaften verbessern. Es kann auch die Sprödigkeit von legiertem Stahl aufgrund des Abschreckens unterdrücken. Es kann Rötungen in Werkzeugstahl verbessern.
9. Titan (TI): Titan ist ein starkes Desoxidationsmittel in Stahl. Es kann die interne Struktur von Stahl kompakt machen, Kornstärke verfeinern; reduzieren Alterungsempfindlichkeit und Kältebrüchigkeit. Schweißleistung verbessern. Hinzufügen von geeignetem Titan zum Chrom 18 Nickel 9 austenitischer Edelstahl kann interkristalline Korrosion vermeiden.
10. Vanadium (V): Vanadium ist ein ausgezeichnetes Desoxidationsmittel für Stahl. Hinzufügen 0.5% Vanadium zum Stahl kann die Strukturkörner verfeinern und die Festigkeit und Zähigkeit verbessern. Das von Vanadium und Kohlenstoff gebildete Karbid kann die Beständigkeit gegen Wasserstoffkorrosion bei hoher Temperatur und hohem Druck verbessern.
11. Wolfram (W): Wolfram hat einen hohen Schmelzpunkt und eine hohe Spezifität, und ist ein teures Legierungselement. Wolfram und Kohlenstoff bilden Wolframkarbid, die eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit hat. Die Zugabe von Wolfram zu Werkzeugstahl kann die Rothärte und thermische Festigkeit deutlich verbessern, die als Schneidwerkzeuge und Schmiedegesenke verwendet werden können.
12. Niob (NB): Niob kann die Körner verfeinern und die Überhitzungsempfindlichkeit und Anlasssprödigkeit von Stahl reduzieren, und die Stärke erhöhen, aber die Plastizität und Zähigkeit werden reduziert. Die Zugabe von Niob zu gewöhnlichem niedriglegiertem Stahl kann die Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion und die Korrosionsbeständigkeit von Wasserstoff verbessern, Stickstoff und Ammoniak bei hohen Temperaturen. Niob kann die Schweißleistung verbessern. Die Zugabe von Niob zu austenitischem Edelstahl kann interkristalline Korrosion verhindern.
13. Kobalt (Co): Kobalt ist ein seltenes Edelmetall und wird hauptsächlich in speziellen Stählen und Legierungen verwendet, wie warmfester Stahl und magnetische Materialien.
14. Kupfer (Cu): WISCO verwendet Daye-Erz zum Schmelzen von Stahl, die oft Kupfer enthält. Kupfer kann Festigkeit und Zähigkeit verbessern, besonders atmosphärische Korrosionsleistung. Nachteilig ist, dass bei der Warmumformung leicht Heißsprödigkeit entsteht, und die Plastizität wird deutlich reduziert, wenn der Kupfergehalt überschritten wird 0.5%. Bei einem Kupfergehalt von weniger als 0.50%, es hat keinen Einfluss auf die Schweißbarkeit.
15. Titan (Al): Aluminium ist ein häufig verwendetes Desoxidationsmittel in Stahl. Das Hinzufügen einer kleinen Menge Aluminium zum Stahl kann die Körner verfeinern und die Schlagzähigkeit verbessern, wie 08Al-Stahl für Tiefziehblech. Aluminium hat auch Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Die Kombination von Aluminium und Chrom und Silizium kann die Hochtemperatur-Nichthautleistung und die Hochtemperatur-Korrosionsbeständigkeit von Stahl deutlich verbessern. Der Nachteil von Aluminium ist, dass es die Warmumformbarkeit beeinflusst, Schweißleistung und Schneidleistung von Stahl.
16. Bor (B): Die Zugabe einer kleinen Menge Bor zu Stahl kann die Kompaktheit und Warmwalzleistung von Stahl verbessern, und seine Stärke steigern.
17. Stickstoff (n): Stickstoff kann die Festigkeit verbessern, Tieftemperaturzähigkeit und Schweißbarkeit von Stahl, und erhöhen die Alterungsempfindlichkeit.
18. Seltene Erden (Xt): Elemente der Seltenen Erden beziehen sich auf 15 Lanthanoide mit Ordnungszahlen 57-71 im Periodensystem. Diese Elemente sind alle Metalle, aber ihre Oxide sind wie “Erde”, daher werden sie üblicherweise als seltene Erden bezeichnet. Die Zugabe von Seltenen Erden zu Stahl kann die Zusammensetzung verändern, gestalten, Verteilung und Eigenschaften von Einschlüssen in Stahl, wodurch verschiedene Eigenschaften von Stahl verbessert werden, wie zähigkeit, Schweißbarkeit, und Kaltverarbeitbarkeit. Die Zugabe von Seltenen Erden zu Pflugscharstahl kann die Verschleißfestigkeit verbessern.
Legierter Baustahl basiert auf der Kohlenstoffstruktur, mit einem oder mehreren Elementen kleiner als 5% hinzugefügt. Die Zugabe von Legierungselementen zum Stahl verbessert zum einen die Härtbarkeit des Stahls, Sicherstellen, dass der Stahl nach der Wärmebehandlung gute umfassende mechanische Eigenschaften aufweist, und hat eine hohe Festigkeit und ausreichende Zähigkeit.
1. Nach den verschiedenen Wärmebehandlungsverfahren, es ist grob unterteilt in:
(1) Vergüteter Baustahl: Viele wichtige Teile, wie Wellen, Stäbe verbinden, wichtige Schrauben, usw., arbeiten meist unter einer Vielzahl komplexer Belastungen wie großen Wechselspannungen und Stoßbelastungen, daher ist eine höhere Festigkeit erforderlich Umfassende mechanische Eigenschaften von Zähigkeit und Zähigkeit. Um die oben genannten Anforderungen zu erfüllen, Stahlteile müssen einer Abschreck- und Hochtemperatur-Anlassbehandlung unterzogen werden (dh Abschreck- und Anlassbehandlung), Abschreckbehandlung, um eine Martensitstruktur zu erhalten, und dann Hochtemperatur-Anlassen, um eine Sorbit-Struktur zu erhalten. Der Kohlenstoffgehalt von vergütetem Stahl liegt zwischen 0.3-0.5%. Niedriger Kohlenstoffgehalt ist nicht leicht zu härten, und die erforderliche Festigkeit kann nach dem Anlassen nicht erreicht werden; hoher Kohlenstoffgehalt führt zu geringer Zähigkeit und spröde Brüche treten während des Gebrauchs auf.
(2) Oberflächengehärteter Stahl: Die fertigen Teile können mit einer bestimmten Art von Heizplatte behandelt werden, um eine harte und verschleißfeste Oberflächenschicht und ein flexibles und geeignetes Herz zu erhalten. Beispielsweise, um Drehmoment zu übertragen, das Zahnrad muss eine ausreichende Festigkeit haben, die Stoßbelastung während des Schaltvorgangs tragen, und erfordern Zähigkeit. Während des Vermaschungsprozesses, das Getriebe trägt starken Verschleiß und ist abriebfest. Deshalb, das Zahnrad sollte eine Gesamtfestigkeit haben Hoch und “hart und hart” Performance.
2. Nach dem Wärmebehandlungsverfahren, es gibt hauptsächlich:
(1) Aufkohlen und Abschrecken von gebrauchtem kohlenstoffarmen Stahl: Der Kohlenstoffgehalt liegt im Allgemeinen zwischen 0.10-0.25% um eine gute Zähigkeit im Kern des Teils zu gewährleisten. Zugabe von <2% Chrom, <4.5% Nickel, 2% Mangan, und 0.001-0.004% Bor zu dem zum Aufkohlen verwendeten zementierten Stahl kann die Härtbarkeit des Stahls verbessern und die Struktur und Leistung des Kerns des Teils verbessern. Die Festigkeit und Plastizität der aufgekohlten Schicht; manchmal eine kleine Menge Titan, Vanadium und andere Elemente werden hinzugefügt, um die Körner zu verfeinern und den Effekt der Überhitzung beim Aufkohlen zu verhindern.
(2) Nitrierbehandlung: aluminiumhaltiger Stahl in Verbundstahl, wie 38CrMoAL, gehört zu Nitrierstahl. Aluminium kann mit Nitrieren zu Aluminiumnitrid kombiniert werden, was die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit erhöht.
(3) Hochfrequenz-Induktionserwärmung von Kohlenstoffstahl wird zum Oberflächenabschrecken verwendet: legierter Baustahl wird in Qualitätsstahl und Qualitätsstahl unterteilt (mit “A” nach der Stahlnummer) nach der Qualität der Metallurgie; der Zweck ist in Druckverarbeitung unterteilt (Heißdruckverarbeitung oder Kaltdruck) Verarbeitung) und spanende Bearbeitung von Stahl; je nach Lieferstatus wird in Nicht-Wärmebehandlung unterteilt, normalisieren, Glühen oder Hochtemperatur-Anlassen.