Введение в базовые знания о легированной конструкционной стали

Помимо железа и углерода, сталь называется легированной за счет добавления других легирующих элементов. Сплав железа с углеродом, образованный путем добавления соответствующего количества одного или нескольких легирующих элементов на основе обычной углеродистой стали.. В соответствии с различными добавленными элементами и применением соответствующей технологии обработки, особые свойства, такие как высокая прочность, высокая прочность, износостойкость, коррозия сопротивление, низкотемпературная стойкость, высокая температура сопротивление, и немагнитные свойства могут быть получены.
Эффекты добавленных элементов следующие.:

1. Углерод (С): Содержание углерода в стали увеличивается, предел текучести и предел прочности увеличиваются, но пластичность и ударные свойства снижаются. Когда содержание углерода превышает 0.23%, ухудшаются сварочные характеристики стали, поэтому он используется для сварки. Низколегированная конструкционная сталь обычно не содержит более 0.20% углерод. Высокое содержание углерода также снижает стойкость стали к атмосферной коррозии., и высокоуглеродистой стали под открытым небом склад двор легко ржавеет; к тому же, углерод может увеличить хладноломкость и чувствительность к старению стали.

2. Кремний (Si): Кремний добавляется в качестве восстановителя и раскислителя в процессе выплавки стали., так что убитая сталь содержит 0.15-0.30% кремний. Если содержание кремния в стали превышает 0.50-0.60%, кремний считается легирующим элементом. Кремний может значительно улучшить предел упругости, предел текучести и предел прочности стали, поэтому он широко используется в качестве пружинной стали. Добавляя 1.0-1.2% кремний для закаленной и отпущенной конструкционной стали, сила может быть увеличена 15-20%. Сочетание кремния и молибдена, Вольфрам, хром, и т.п., имеет эффект улучшения коррозионной стойкости и стойкости к окислению, и может производить жаропрочную сталь. Низкоуглеродистая сталь, содержащая 1-4% кремний имеет чрезвычайно высокую магнитную проницаемость и используется в качестве листов кремнистой стали в электротехнической промышленности.. Увеличение количества кремния снизит сварочные характеристики стали..

3. Марганец (MN): В процессе выплавки стали, марганец - хороший раскислитель и десульфуризатор. Общая сталь содержит 0.30-0.50% Марганец. При добавлении более 0.70% к углеродистой стали, считается “марганцовистая сталь”. По сравнению с обычной сталью, он не только имеет достаточную прочность, но также имеет более высокую прочность и твердость, улучшает закаливаемость стали, и улучшает горячую обрабатываемость стали. Например, предел текучести стали 16Mn составляет 40% выше, чем у А3. Сталь, содержащая 11-14% марганец обладает чрезвычайно высокой износостойкостью и используется в ковшах экскаваторов., футеровка шаровых мельниц, etc. Повышение содержания марганца снижает коррозионную стойкость стали и снижает производительность сварки..

4. фосфор (P): В целом, фосфор - вредный элемент в стали, что увеличивает хладноломкость стали, ухудшает сварочные характеристики, снижает пластичность, и ухудшает характеристики холодной гибки. Следовательно, содержание фосфора в стали обычно должно быть менее 0.045%, и потребность в стали ниже.

5. Сера (S): Сера также является вредным элементом при нормальных обстоятельствах.. Это приводит к горячей хрупкости стали., снижает пластичность и вязкость стали, и вызывает трещины при ковке и прокатке. Сера также ухудшает сварочные характеристики., снижение коррозионной стойкости. Следовательно, содержание серы обычно должно быть меньше чем 0.055%, и содержание стали должно быть менее 0.040%. Добавление 0.08-0.20% сера в сталь может улучшить обрабатываемость и обычно называется автоматной сталью..

6. Хром (CR): Из конструкционной и инструментальной стали, хром может значительно повысить прочность, твердость и износостойкость, но в то же время снижают пластичность и вязкость. Хром может улучшить стойкость к окислению и коррозию стали., поэтому это важный легирующий элемент из нержавеющей стали и жаропрочной стали..

7. Никель (Ni): Никель может повысить прочность стали, сохраняя при этом хорошую пластичность и ударную вязкость.. Никель обладает высокой коррозионной стойкостью к кислотам и щелочам., и обладает антикоррозийными и термостойкими свойствами при высоких температурах. тем не мение, поскольку никель - относительно дефицитный ресурс, по возможности использовать другие легирующие элементы для замены никель-хромистой стали.

8. молибден (МО): Молибден может улучшить зерно стали, улучшить прокаливаемость и термическую прочность, и сохранять достаточную прочность и сопротивление ползучести при высоких температурах (длительное напряжение и деформация при высоких температурах, сказал Creep). Добавление молибдена в конструкционную сталь может улучшить механические свойства.. Он также может снизить хрупкость легированной стали из-за закалки.. Улучшает покраснение инструментальной стали..

9. Титан (Ti): Титан - сильный раскислитель стали.. Он может сделать внутреннюю структуру стали компактной., улучшить прочность зерна; снизить чувствительность к старению и хладостойкость. Улучшение сварочных характеристик. Добавление соответствующего титана к хрому 18 никель 9 аустенитная нержавеющая сталь может избежать межкристаллитной коррозии.

10. Ванадий (V): Ванадий - отличный раскислитель стали.. Добавление 0.5% ванадий в стали может улучшить структуру зерна и улучшить прочность и ударную вязкость. Карбид, образованный ванадием и углеродом, может улучшить стойкость к водородной коррозии при высокой температуре и высоком давлении..

11. Вольфрам (W): Вольфрам имеет высокую температуру плавления и высокую специфичность., и является дорогим легирующим элементом. Вольфрам и углерод образуют карбид вольфрама, обладающий высокой твердостью и износостойкостью. Добавление вольфрама в инструментальную сталь может значительно улучшить красную твердость и термическую прочность., которые можно использовать в качестве режущих инструментов и штампов.

12. Ниобий (NB): Ниобий может измельчать зерна и снижать чувствительность к перегреву и отпускную хрупкость стали., и увеличить силу, но пластичность и вязкость снижаются. Добавление ниобия в обычную низколегированную сталь может улучшить стойкость к атмосферной коррозии и коррозионную стойкость водорода., азот и аммиак при высоких температурах. Ниобий может улучшить сварочные характеристики. Добавление ниобия в аустенитную нержавеющую сталь может предотвратить межкристаллитную коррозию..

13. Кобальт (Колорадо): Кобальт - редкий драгоценный металл, который в основном используется в специальных сталях и сплавах., такие как жаропрочная сталь и магнитные материалы.

14. Медь (Cu): WISCO использует руду Daye для выплавки стали, который часто содержит медь. Медь может улучшить прочность и ударную вязкость, особенно стойкость к атмосферной коррозии. Недостатком является то, что при горячей обработке легко получить горячую хрупкость., и пластичность значительно снижается, когда содержание меди превышает 0.5%. Когда содержание меди меньше чем 0.50%, не влияет на свариваемость.

15. Алюминий (Al): Алюминий - широко используемый раскислитель стали.. Добавление небольшого количества алюминия в сталь может измельчить зерна и улучшить ударную вязкость., например, сталь 08Al для листовой глубокой вытяжки. Алюминий также обладает стойкостью к окислению и коррозии.. Комбинация алюминия, хрома и кремния может значительно улучшить жаропрочные характеристики без образования пленки и стойкость стали к высокотемпературной коррозии.. Недостаток алюминия в том, что он влияет на горячую обрабатываемость., производительность сварки и резки стали.

16. Бор (B): Добавление небольшого количества бора в сталь может улучшить компактность и эффективность горячей прокатки стали., и увеличить свою силу.

17. Азот (Т11): Азот может улучшить силу, низкотемпературная вязкость и свариваемость стали, и повысить чувствительность к старению.

18. Редкоземельный (Xt): Редкоземельные элементы относятся к 15 лантаноиды с атомными номерами 57-71 в периодической таблице. Все эти элементы - металлы, но их оксиды похожи на “Земля”, поэтому их принято называть редкоземельными элементами. Добавление редкоземельных элементов в сталь может изменить состав, форма, распределение и свойства включений в стали, тем самым улучшая различные свойства стали, такие как прочность, свариваемость, и холодная обрабатываемость. Добавление редкоземельных элементов в сталь лемеха может улучшить износостойкость..
Легированная конструкционная сталь основана на углеродной структуре., с одним или несколькими элементами меньше, чем 5% добавлен. Добавление легирующих элементов в сталь в первую очередь улучшает прокаливаемость стали., обеспечение хороших механических свойств стали после термообработки, и имеет высокую прочность и достаточную ударную вязкость.

1. По разным процессам термообработки, это примерно разделено на:

(1) Закаленная и отпущенная конструкционная сталь: Многие важные части, такие как валы, шатуны, важные болты, и т.п., в основном работают при различных сложных напряжениях, таких как большие переменные напряжения и ударные нагрузки, поэтому требуется более высокая прочность. Комплексные механические свойства прочности и ударной вязкости.. Чтобы соответствовать вышеуказанным требованиям, стальные детали должны подвергаться закалке и высокотемпературному отпуску (т.е. закалка и отпуск), закалка для получения мартенситной структуры, а затем высокотемпературный отпуск для получения структуры сорбита.. Содержание углерода в закаленной и отпущенной стали находится между 0.3-0.5%. Низкое содержание углерода нелегко закалить, и требуемая прочность не может быть получена после отпуска; высокое содержание углерода приводит к низкой вязкости и хрупкому разрушению во время использования.

(2) Закаленная сталь: Готовые детали можно обрабатывать с помощью нагревательной плиты определенного типа, чтобы получить твердый и износостойкий поверхностный слой, а также гибкое и подходящее сердце.. Например, для передачи крутящего момента, шестерня должна иметь достаточную прочность, выдерживать ударную нагрузку в процессе смены, и требуют стойкости. В процессе создания сетки, шестерня выдерживает сильный износ и имеет стойкость к истиранию. Следовательно, снаряжение должно иметь общую прочность Высокая и “жесткий и жесткий” представление.

2. По процессу термообработки, в основном:

(1) Науглероживание и закалка отработанной низкоуглеродистой стали: Содержание углерода обычно находится между 0.10-0.25% для обеспечения хорошей прочности сердцевины детали. Добавление <2% хром, <4.5% никель, 2% Марганец, а также 0.001-0.004% бор в цементированной стали, используемой для науглероживания, может улучшить закаливаемость стали и улучшить структуру и характеристики сердечника детали.. Прочность и пластичность науглероженного слоя; иногда небольшое количество титана, ванадий и другие элементы добавляются для измельчения зерен и предотвращения эффекта перегрева во время науглероживания.

(2) Азотирование: сталь, содержащая алюминий в композитной стали, например 38CrMoAL, относится к азотированной стали. Алюминий можно комбинировать с азотированием с образованием нитрида алюминия., что увеличивает твердость поверхности и износостойкость.

(3) Для закалки поверхности используется высокочастотный индукционный нагрев углеродистой стали.: легированная конструкционная сталь делится на высококачественную сталь и высококачественную сталь. (с “А” после стального номера) по качеству металлургии; цель делится на обработку давлением (обработка горячим давлением или холодным давлением) Обработка) и резка, обработка стали; согласно статусу поставки делится на нетермообработку, нормализация, отжиг или высокотемпературный отпуск.