Erfahren Sie mehr über die Common Steel Legierungsmittel

Stahl ist im Wesentlichen Eisen und Kohlenstofflegierung mit bestimmten zusätzlichen Elementen. Der Prozess des Legierens wird verwendet, um die chemische Zusammensetzung von Stahl zu ändern und seine Eigenschaften gegenüber Kohlenstoffstahl zu verbessern oder sie anzupassen, um die Anforderungen einer bestimmten Anwendung zu erfüllen.

Vorteile von Stahllegierungsmitteln:

Unterschiedliche Legierungselemente haben jeweils ihre eigenen Auswirkungen auf die Eigenschaften von Stahl. Einige der Eigenschaften, die durch Legieren verbessert werden können, sind:

• Stabilisierender Austenit : Elemente wie Nickel, Mangan, Kobalt und Kupfer erhöhen den Temperaturbereich, in dem Austenit vorliegt.
• Stabilisierender Ferrit : Chrom, Wolfram, Molybdän, Vanadium, Aluminium und Silizium können die Löslichkeit von Kohlenstoff im Austenit verringern. Dies führt zu einer Erhöhung der Menge an Carbiden im Stahl und verringert den Temperaturbereich, in dem Austenit existiert.
• Hartmetallumformung : Viele Nebenmetalle wie Chrom, Wolfram, Molybdän, Titan, Niob, Tantal und Zirkonium bilden starke Carbide, die in Stahl Härte und Festigkeit erhöhen. Solche Stähle werden häufig verwendet, um Schnellstahl und Warmarbeitsstahl herzustellen.
• Graphitisieren : Silizium, Nickel, Kobalt und Aluminium können die Stabilität von Karbiden im Stahl vermindern, was deren Abbau und die Bildung von freiem Graphit fördert.
• Abnahme der eutektoiden Konzentration : Titan, Molybdän, Wolfram, Silizium, Chrom und Nickel senken die eutektoide Konzentration von Kohlenstoff.

• Korrosionsbeständigkeit erhöhen : Aluminium, Silizium und Chrom bilden schützende Oxidschichten auf der Oberfläche von Stahl, wodurch das Metall in bestimmten Umgebungen vor weiterer Beschädigung geschützt wird.

Gängige Stahllegierungsmittel:

Nachstehend finden Sie eine Liste häufig verwendeter Legierungselemente und ihre Auswirkungen auf Stahl (Standardgehalt in Klammern):

• Aluminium (0. 95-1. 30%): Ein Desoxidator. Wird verwendet, um das Wachstum von Austenitkörnern zu begrenzen.
• Bor (0,001-0,003%): Ein Härtbarkeitsmittel, das die Verformbarkeit und maschinelle Bearbeitbarkeit verbessert. Bor wird zu vollständig abgetötetem Stahl hinzugefügt und muss nur in sehr kleinen Mengen hinzugefügt werden, um einen Härtungseffekt zu haben. Zusätze von Bor sind am wirksamsten in Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt.
• Chrom (0. 5-18%): Eine Schlüsselkomponente von Edelstählen. Mit über 12 Prozent verbessert Chrom die Korrosionsbeständigkeit erheblich. Das Metall verbessert auch die Härtbarkeit, Festigkeit, Reaktion auf Wärmebehandlung und Verschleißfestigkeit.
• Kobalt : Verbessert die Festigkeit bei hohen Temperaturen und die magnetische Permeabilität.
• Kupfer (0, 1-0, 4%): Am häufigsten wird als Reststoff in Stählen Kupfer verwendet, um Ausscheidungshärtungseigenschaften zu erzeugen und die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.
• Blei : Obwohl es in flüssigem oder massivem Stahl praktisch unlöslich ist, wird Blei manchmal zu Kohlenstoffstählen durch mechanische Dispersion während des Gießens hinzugefügt, um die maschinelle Bearbeitbarkeit zu verbessern.
• Mangan (0. 25-13%): Erhöht die Festigkeit bei hohen Temperaturen durch Eliminierung der Bildung von Eisensulfiden. Mangan verbessert auch die Härtbarkeit, Duktilität und Verschleißfestigkeit. Wie Nickel ist Mangan ein austenitbildendes Element und kann in der AISI 200-Serie von austenitischen rostfreien Stählen als Ersatz für Nickel verwendet werden.

• Molybdän (0. 2-5. 0%): Molybdän, in kleinen Mengen in rostfreien Stählen enthalten, erhöht die Härtbarkeit und Festigkeit insbesondere bei hohen Temperaturen. Häufig in austenitischen Chromnickelstählen verwendet, schützt Molybdän vor Lochfraßkorrosion durch Chloride und Schwefelchemikalien.
• Nickel (2-20%): Ein weiteres Legierungselement, das für rostfreie Stähle kritisch ist, wird Nickel mit einem Gehalt von mehr als 8% zu rostfreiem Stahl mit hohem Chromgehalt hinzugefügt. Nickel erhöht die Festigkeit, Schlagzähigkeit und Zähigkeit und verbessert gleichzeitig die Beständigkeit gegen Oxidation und Korrosion. Es erhöht auch die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen, wenn es in kleinen Mengen zugegeben wird.
• Niobium : Hat den Vorteil der Stabilisierung von Kohlenstoff durch die Bildung von Hartkarbiden und ist daher oft in Hochtemperaturstählen zu finden. In geringen Mengen kann Niob die Streckgrenze und, in geringerem Maße, die Zugfestigkeit von Stählen deutlich erhöhen und auch eine mäßige Ausfällungsverstärkung bewirken.
• Stickstoff : Erhöht die Austenitstabilität von Edelstählen und verbessert die Streckgrenze in solchen Stählen.
• Phosphor: Phosphor wird oft mit Schwefel versetzt, um die Bearbeitbarkeit in niedriglegierten Stählen zu verbessern. Es fügt auch Stärke hinzu und erhöht die Korrosionsbeständigkeit.
• Selen : Erhöht die Bearbeitbarkeit.
• Silicium (0,2-2,0%): Dieses Metalloid verbessert die Festigkeit, Elastizität, Säurebeständigkeit und führt zu größeren Korngrößen, was zu einer größeren magnetischen Permeabilität führt. Da Silizium bei der Herstellung von Stahl in einem Desoxidationsmittel verwendet wird, wird es fast immer in einem gewissen Prozentsatz in allen Stahlsorten gefunden.
• Schwefel (0,08-0,15%): Schwefel wird in kleinen Mengen zugesetzt und verbessert die maschinelle Bearbeitbarkeit, ohne dass es zu heißer Kürze kommt. Mit der Zugabe von Mangan wird die heiße Kürze weiter reduziert aufgrund der Tatsache, dass Mangansulfid einen höheren Schmelzpunkt als Eisensulfid aufweist.
• Titan : Verbessert die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitiger Begrenzung der Austenitkorngröße. Bei 0. 25-0. Bei einem Titangehalt von 60 Prozent verbindet sich Kohlenstoff mit dem Titan, wodurch Chrom an den Korngrenzen verbleiben und der Oxidation widerstehen kann.
• Wolfram : Erzeugt stabile Karbide und verfeinert die Korngröße, um insbesondere bei hohen Temperaturen die Härte zu erhöhen.
• Vanadium (0,15%): Wie Titan und Niob kann Vanadium stabile Carbide liefern, die die Festigkeit bei hohen Temperaturen erhöhen. Durch Förderung einer feinen Kornstruktur kann die Duktilität beibehalten werden.
• Zirkonium (0,1%): Erhöht die Festigkeit und begrenzt die Korngrößen. Die Festigkeit kann bei sehr niedrigen Temperaturen (unter dem Gefrierpunkt) deutlich erhöht werden. Stahl, der Zirkonium mit einem Gehalt von bis zu 0,1% enthält, weist kleinere Korngrößen auf und ist resistent gegen Bruch.

_Quellen: SubsTech. Stoffe und Technologie. Wirkung von Legierungselementen auf Stahleigenschaften. (Www. Substech. Com) Verfolgungslegierungen. Auswirkungen von Legierungselementen in Stahl. (www. chasealloys. co. uk)

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