Boks Kracht Berekenaar & Formule (Online & Gratis)
Heb je je ooit afgevraagd hoe je kunt zorgen voor een succesvol metaalstempelproject? In deze blogpost duiken we in de kritieke factoren die uw stempelproces kunnen maken of breken....
Wist je dat minuscule elementen in staal de prestaties drastisch kunnen veranderen? Deze blog duikt in de fascinerende wereld van legeringselementen en onthult hoe waterstof, boor, koolstof, stikstof, zuurstof, magnesium, aluminium en silicium de sterkte, duurzaamheid en bruikbaarheid van staal bepalen. Bereid je voor op het ontdekken van de geheimen achter deze cruciale componenten en hun verrassende effecten op staal.
Waterstof is het schadelijkste element in staal en de oplossing van waterstof in staal kan waterstofbrosheid en witte vlekken in het staal veroorzaken.
Net als zuurstof en stikstof is de oplosbaarheid van waterstof in vast staal erg laag. Wanneer waterstof bij hoge temperaturen in vloeibaar staal wordt gemengd, kan het niet op tijd ontsnappen voordat het afkoelt en hoopt het zich op in de organisatie, waarbij fijne poriën onder hoge druk worden gevormd. Dit kan de plasticiteit, taaiheid en vermoeiingssterkte van het staal sterk verminderen of zelfs leiden tot ernstige scheuren en brosse breuk.
Waterstofbrosheid komt voornamelijk voor in martensitisch staal, maar is niet erg prominent in ferrietstaal. Het neemt over het algemeen toe met de hardheid en het koolstofgehalte.
Anderzijds kan waterstof de magnetische geleidbaarheid van staal verbeteren, maar het verhoogt ook de coërciviteit en het ijzerverlies. De coërciviteit kan 0,5 tot 2 keer worden verhoogd na toevoeging van waterstof.
De belangrijkste functie van boor in staal is het verhogen van de hardbaarheid van het staal, waardoor andere relatief zeldzame metalen zoals nikkel, chroom, molybdeen, enz. worden uitgespaard. Voor dit doel wordt het gehalte meestal vastgesteld op 0,001% tot 0,005%. Het kan 1,6% nikkel, 0,3% chroom of 0,2% molybdeen vervangen.
Wanneer boor wordt gebruikt om molybdeen te vervangen, moet worden opgemerkt dat hoewel molybdeen broosheid kan voorkomen of verminderen, boor een lichte neiging heeft om het te bevorderen. Als zodanig kan molybdeen niet volledig worden vervangen door boor.
Het toevoegen van borium aan koolstofstaal kan de hardbaarheid verbeteren, wat de prestaties van staal met een dikte van meer dan 20 mm sterk kan verbeteren. Daarom kunnen 40B en 40MnB staal vervangen 40Cren 20Mn2TiB staal kan 20CrMnTi carburerend staal vervangen.
Echter, door het verzwakte of verdwenen effect van boor met toenemende koolstofgehalte in staalBij het kiezen van boriumcarburerend staal moet worden opgemerkt dat nadat onderdelen zijn gecarboneerd, de hardbaarheid van de gecarboneerde laag lager zal zijn dan die van de kern.
Verenstaal moet over het algemeen volledig uitgeblust zijn en boriumstaal zou een goede keuze zijn vanwege het kleine veeroppervlak. Het effect van boor op hoog silicium verenstaal is echter vluchtig, dus het kan beter niet worden gebruikt.
Borium, stikstof en zuurstof hebben een sterke affiniteit. De toevoeging van 0,007% borium in staal kan de veroudering van het staal elimineren.
Koolstof is het belangrijkste element na ijzer en heeft een directe invloed op de sterkte, plasticiteit, taaiheid en laseigenschappen van staal.
Als het koolstofgehalte in staal lager is dan 0,8%, is de sterkte en hardheid van het staal neemt toe met de toevoeging van koolstof, terwijl de plasticiteit en taaiheid afnemen.
Wanneer het koolstofgehalte echter hoger is dan 1,0%, neemt de sterkte van het staal af naarmate het koolstofgehalte toeneemt.
Naarmate het koolstofgehalte toeneemt, nemen de lasprestaties van het staal af (als het koolstofgehalte in staal meer dan 0,3% is, zijn de lasprestaties van staal minder dan 0,3%). lasbaarheid aanzienlijk afneemt). Bovendien nemen de brosheid bij lage temperaturen en de gevoeligheid voor veroudering toe en neemt de weerstand tegen atmosferische corrosie af.
Het effect van stikstof (N) op de prestaties van staal is vergelijkbaar met dat van koolstof en fosfor. Met een verhoging van het stikstofgehalte kan de sterkte van staal aanzienlijk worden verbeterd, terwijl de plasticiteit, met name taaiheid en lasbaarheid, afneemt en de brosheid bij lage temperaturen toeneemt.
Bovendien nemen de verouderingsneiging, de brosheid bij lage temperaturen en de brosheid bij hoge temperaturen toe en worden de laseigenschappen en koude buigeigenschappen van het staal beschadigd. Daarom moet het stikstofgehalte in staal worden geminimaliseerd en beperkt.
Het stikstofgehalte mag niet hoger zijn dan 0,018%. In combinatie met aluminium, niobium, vanadium en andere elementen kan stikstof de nadelige effecten verminderen en de prestaties van staal verbeteren. Stikstof kan ook worden gebruikt als een legeringselement voor lage gelegeerd staal.
In sommige soorten roestvrij staal kan een passend stikstofgehalte het gebruik van Cr verminderen en de kosten effectief verlagen.
Zuurstof is een schadelijk element voor staal. Het is van nature aanwezig in staal tijdens het staalproductieproces en het is onmogelijk om het volledig te verwijderen, zelfs met de toevoeging van mangaan, silicium, ijzer en aluminium aan het einde van het proces.
Tijdens het stollen van gesmolten staal produceren de zuurstof- en koolstofreacties in de oplossing koolmonoxide, dat bellen kan veroorzaken.
In staal komt zuurstof voornamelijk voor in de vorm van FeO, MnO, SiO2 en Al2O3, wat de sterkte en plasticiteit van staal vermindert. Vooral de vermoeiingssterkte en taaiheid worden ernstig aangetast.
Zuurstof verhoogt het ijzerverlies in siliciumstaal, verzwakt de magnetische geleidbaarheid en de intensiteit van de magnetische inductie en versterkt het magnetische verouderingseffect.
Magnesium (Mg) kan het aantal insluitsels in staalHun grootte verminderen, een gelijkmatige verdeling creëren en hun vorm verbeteren.
In draagstaalSpoorhoeveelheden magnesium kunnen de grootte en verdeling van carbiden verbeteren.
Wanneer het magnesiumgehalte tussen 0,002% en 0,003% ligt, zijn de treksterkte en treksterkte van het staal met meer dan 5% toenemen, terwijl de plasticiteit in wezen onveranderd blijft.
Aluminium, dat aan staal wordt toegevoegd als desoxidatiemiddel of legeringselement, is veel sterker dan silicium en mangaan op het gebied van desoxidatie.
De belangrijkste rol van aluminium in staal is het verfijnen van korrels en het stabiliseren van stikstof, wat de slagtaaiheid van staal aanzienlijk verbetert en koude brosheid en verouderingstendensen vermindert.
Voor klasse D koolstof constructiestaal, moet de inhoud van zuur oplosbaar aluminium in staal niet minder dan 0,015%. Voor dieptrekken met koudgewalste plaat 08AL moet de hoeveelheid in zuur oplosbaar aluminium in staal 0,015%-0,065% zijn.
Aluminium kan ook de corrosieweerstand van staal verbeteren, vooral in combinatie met molybdeen, koper, silicium, chroom en andere elementen.
Aluminium wordt toegevoegd aan chroom molybdeenstaal en chroomstaal om de slijtvastheid te verhogen.
De aanwezigheid van aluminium in gereedschapsstaal met een hoog koolstofgehalte kan het afschrikproces broos.
De nadeel van aluminium is dat het de thermische verwerkingseigenschappen, lasprestaties en snijprestaties van staal kan beïnvloeden.
Si is een essentieel reductie- en desoxidatiemiddel in het staalproductieproces.
Veel materialen in koolstof bevatten minder dan 0,5% Si en dit Si wordt meestal tijdens het staalproductieproces ingebracht als reductiemiddel en desoxidatiemiddel.
Silicium kan worden opgelost in ferriet en austeniet om de hardheid en sterkte van staal te verhogen, dat na fosfor sterker is dan mangaan, nikkel, chroom, wolfraam, molybdeen en vanadium.
Wanneer het siliciumgehalte echter 3% overschrijdt, zullen de plasticiteit en taaiheid van staal aanzienlijk verminderen.
Silicium kan de elasticiteitsgrens, vloeigrens, vloeiverhouding van staal (Os/Ob), maar ook de vermoeiingssterkte en vermoeiingsverhouding (σ-1/σb) verbeteren, waardoor silicium of silicium-mangaanstaal gebruikt kan worden als verenstaal.
Silicium kan de dichtheid, warmtegeleiding en geleidbaarheid van staal verminderen. Het kan het grover worden van ferrietkorrels bevorderen en de dwangkracht verminderen.
Silicium kan ook de anisotropie van het kristal verminderen, waardoor het gemakkelijk te magnetiseren is en de magnetische weerstand vermindert, die kan worden gebruikt om elektrisch staal te produceren, zodat het magnetische blokverlies van silicium staalplaat is laag.
Silicium kan de magnetische permeabiliteit van ferriet verbeteren zodat de staalplaat een hogere magnetische intensiteit heeft bij een zwakker magnetisch veld. Maar in een sterk magnetisch veld vermindert silicium de magnetische intensiteit van staal. Silicium heeft een sterke desoxiderende kracht die het magnetische verouderingseffect van ijzer vermindert.
Bij verhitting in een oxiderende atmosfeer vormt siliciumstaal een laag SiO2 die de oxidatieweerstand van staal bij hoge temperatuur verbetert.
Silicium kan de groei van zuilvormige kristallen in gietstaal bevorderen en de plasticiteit verminderen.
Als het siliciumstaal snel afkoelt bij verhitting, door de lage thermische geleidbaarheid, is het interne en externe temperatuurverschil van staal groot, waardoor staal gemakkelijk kan breken.
Silicium kan de lasprestaties van staal verminderen omdat het gemakkelijker te oxideren is dan ijzer. Het is gemakkelijk om silicaat met een laag smeltpunt te genereren tijdens het lassen, wat de vloeibaarheid van slak en gesmolten metaal kan verhogen, spatten kan veroorzaken en de lasprestaties kan beïnvloeden. laskwaliteit.
Silicium is een goede deoxidator. Wanneer aluminium wordt ontoxideerd, kan een bepaalde hoeveelheid silicium worden toegevoegd om de ontoxidatiesnelheid aanzienlijk te verbeteren.
Silicium heeft een bepaald residu in het staal, dat als grondstof in het staal wordt gebracht. In vermageringsstaal wordt het silicium beperkt tot < 0,07% en indien nodig wordt de silicium-ijzerlegering toegevoegd aan de staalproductie.
P wordt in staal gebracht door erts, dat over het algemeen als een schadelijk element wordt beschouwd. Hoewel fosfor de sterkte en hardheid van staalHet vermindert de plasticiteit en slagvastheid aanzienlijk.
Vooral bij lage temperaturen maakt dit het staal erg bros, wat "koude brosheid" wordt genoemd.
Koudbroosheid verzwakt de koude verwerkbaarheid en lasbaarheid van het staal.
Hoe hoger het fosforgehalte, hoe groter de brosheid bij koude, dus het fosforgehalte in het staal wordt streng gecontroleerd.
Hoogwaardig staal: P < 0,025%; Kwaliteitsstaal: P < 0,04%; Gewoon staal: P < 0,085%.
P is sterk in het versterken van vaste oplossingen en het uitharden door afkoeling.
In combinatie met koper kan het de weerstand tegen atmosferische corrosie van laaggelegeerd staal met hoge sterkte verbeteren, terwijl het de prestaties bij koud stampen vermindert;
In combinatie met zwavel en mangaan kan P de bewerkbaarheid, brosheid en brosheidgevoeligheid bij koude temperaturen van staal verbeteren.
Fosfor kan de weerstand van de verhouding verbeteren en kan de dwangkracht en het wervelstroomverlies door de grove korrel verminderen.
Voor magnetische inductie zal de magnetische inductie van staal met een hoger P-gehalte verbeteren in het zwakke magnetische veld.
Het warm bewerken van P-bevattend siliciumstaal is niet moeilijk, maar omdat P het siliciumstaal bros kan maken, moet het gehalte ≯ 0,15% zijn (zoals in koudgewalst elektrisch siliciumstaal is het P-gehalte 0,07 ~ 0,10%).
Fosfor is het krachtigste element van ferriet. (Het effect van P op de herkristallisatietemperatuur en korrelgroei van siliciumstaal is 4 ~ 5 keer dat van silicium met hetzelfde gehalte).
Zwavel wordt gewonnen uit erts en brandstofcokes die worden gebruikt bij de productie van staal. Het is een schadelijke element voor staal.
Zwavel komt in staal voor in de vorm van FeS. FeS en Fe vormen een verbinding bij een laag smeltpunt van 985 ℃. De heetbewerkingstemperatuur van staal ligt meestal boven de 1150 ℃. Daarom kunnen FeS-verbindingen tijdens het heet bewerken voortijdig smelten, waardoor het werkstuk breekt. Dit fenomeen wordt "hete brosheid" genoemd. Het vermindert de vervormbaarheid en taaiheid van staal en veroorzaakt scheuren bij het smeden en walsen.
Zwavel is ook schadelijk voor de lasprestaties en vermindert de corrosieweerstand van staal. Het zwavelgehalte in hoogwaardig staal moet minder zijn dan 0,02% tot 0,03%, in kwaliteitsstaal minder dan 0,03% tot 0,045% en in gewoon staal minder dan 0,055% tot 0,7%.
Zwavel kan worden gebruikt om stalen onderdelen te produceren die een lage capaciteit en een hogere oppervlakteglans vereisen, bekend als snelle snijstaalzoals Cr14 waaraan opzettelijk een kleine hoeveelheid zwavel is toegevoegd (0,2% tot 0,4%). Sommige hogesnelheidsstaalsoorten en gereedschapsstaal gebruiken S om het oppervlak te bewerken.
K/Na kan worden gebruikt als modificator om de carbiden in wit ijzer te sferoïderen, waardoor de taaiheid tot twee keer kan worden verbeterd met behoud van de hardheid.
Ze kunnen ook de structuur van nodulair gietijzer verfijnen en het productieproces van vermiculair gietijzer stabiliseren.
Bovendien zijn K/Na effectieve elementen om austenitisatie te bevorderen. Ze kunnen bijvoorbeeld de mangaan/koolstofverhouding van austenitisch mangaanstaal verlagen van 10:1-13:1 naar 4:1-5:1.
Door calcium aan staal toe te voegen, kan de korrel worden verfijnd, kan het staal gedeeltelijk worden ontzwaveld en kan de samenstelling, hoeveelheid en vorm van het staal worden veranderd. niet-metalen insluitsels, vergelijkbaar met het toevoegen van zeldzame aarde aan staal.
Dit kan de corrosiebestendigheid, slijtvastheid, prestaties bij hoge en lage temperaturen van staal verbeteren, evenals de slagvastheid, vermoeiingssterkte, plasticiteit en laseigenschappen.
Daarnaast kan het toevoegen van calcium de koudheid, schokbestendigheid, hardheid en contactsterkte van staal verbeteren. In gietstaal verhoogt toevoeging van calcium de mobiliteit van gesmolten staal, verbetert het oppervlak van het gietstuk en elimineert de anisotropie van organisaties in het gietstuk. De gietprestaties, weerstand tegen thermisch barsten, mechanische eigenschappen en bewerkingsprestaties nemen allemaal toe.
Bovendien kan het toevoegen van calcium aan staal de prestaties tegen waterstofscheuren en lamellaire scheuren verbeteren en de levensduur van apparatuur en gereedschappen verlengen. Calcium wordt aan de moederlegering toegevoegd als desoxidatiemiddel, inoculant en microlegering.
Titanium heeft een sterke affiniteit met stikstof, zuurstof en koolstof en een sterkere affiniteit met S dan met ijzer, waardoor het een effectief element is voor deoxidatie en het fixeren van stikstof en koolstof.
Hoewel titanium een sterk carbidevormend element is, combineert het niet met andere elementen om verbindingen te vormen.
Titaancarbide heeft een sterke bindingskracht, is stabiel en moeilijk afbreekbaar. Het kan alleen langzaam oplossen in staal bij temperaturen boven de 1000℃.
Vóór isolatie kunnen titaancarbidedeeltjes korrelgroei voorkomen.
Door de grotere affiniteit van titanium met koolstof dan met chroom, wordt het vaak gebruikt in roestvrij staal om koolstof te fixeren, chroomverdunning in de korrelgrens te verwijderen en chroom te elimineren of te verminderen. interkristallijne corrosie in staal.
Titanium is ook een sterk ferrietvormend element dat de A1- en A3-temperaturen van staal enorm verhoogt.
In gewoon laaggelegeerd staal kan titanium de plasticiteit en taaiheid verbeteren terwijl het de staalsterkte verhoogt door stikstof en zwavel te binden en titaniumcarbide te vormen.
Korrelverfijning gevormd door normaliseren, precipitatiecarbiden kunnen de plasticiteit en slagvastheid van staal sterk verbeteren.
Gelegeerd constructiestaal met titanium heeft goede mechanische eigenschappen en procesprestaties, maar het grootste nadeel is de lage hardbaarheid.
In roestvast staal met hoog chroomgehalte is het titaniumgehalte meestal vijf keer zo hoog als dat van koolstof, wat de corrosieweerstand (voornamelijk anti-interkristallijne corrosie) en taaiheid van staal kan verbeteren, de korrelgroei bij hoge temperaturen kan bevorderen en de lasprestaties van staal kan verbeteren.
Vanadium heeft een sterke affiniteit met koolstof, stikstof en zuurstof en vormt daarmee stabiele verbindingen. In staal is vanadium voornamelijk aanwezig als carbiden.
Vanadium verfijnt de structuur en de korrel van staal en kan de hardbaarheid verhogen als het bij hoge temperaturen in de vaste oplossing wordt opgelost. Als het echter aanwezig is in de vorm van carbiden, kan het de hardbaarheid verminderen. Vanadium verhoogt ook de hardingsstabiliteit van gehard staal en produceert een secundair hardingseffect.
De hoeveelheid vanadium in staal is over het algemeen beperkt tot 0,5%, behalve in gereedschapstaal met hoge snelheid. In gewoon laag koolstof gelegeerd staalVanadium kan de korrel verfijnen en de sterkte, vloeiverhouding, lage temperatuur eigenschappen en laseigenschappen van staal verbeteren. In gelegeerd constructiestaal kan vanadium de hardbaarheid onder normale warmtebehandeling verminderen als het wordt gebruikt in combinatie met mangaan, chroom, molybdeen en wolfraam.
Vanadium kan de sterkte en de vloeiverhouding in verenstaal en lagerstaal verbeteren, vooral de verhoudingsgrens en de elasticiteitsgrens, en de koolstofgevoeligheid tijdens warmtebehandeling verminderen, waardoor de oppervlaktekwaliteit verbetert. Als het wordt toegevoegd aan gereedschapsstaal, verfijnt het de korrel, vermindert het de gevoeligheid voor oververhitting en verhoogt het de hardingsstabiliteit en slijtvastheid, waardoor de levensduur van gereedschappen wordt verlengd.
In carboneerstaal zorgt vanadium ervoor dat het staal na carboneren direct kan worden afgeschrikt, zonder dat secundair afschrikken nodig is. Lagerstaal met vanadium en chroom heeft een hoge dispersie en goede prestaties.
Chroom kan de hardbaarheid van staal verhogen en heeft het effect van secundaire harding, en kan de hardheid en slijtvastheid van koolstofstaal verbeteren zonder het bros te maken.
Als het Cr-gehalte hoger is dan 12%, zorgt het ervoor dat het staal een goede oxidatieweerstand en corrosiebestendigheid heeft bij hoge temperaturen en verhoogt het ook de hete sterkte.
Chroom is het belangrijkste legeringselement in roestvrij staal, zuurbestendig staal en hittebestendig staal.
Chroom kan de sterkte en hardheid van koolstofstaal tijdens het walsen verbeteren, de rek en krimp van de dwarsdoorsnede verminderen.
Als het chroomgehalte hoger is dan 15%, nemen de sterkte en hardheid af en nemen de rek en krimp van de dwarsdoorsnede overeenkomstig toe. Door slijpen kunnen onderdelen van chroomstaal gemakkelijk een hoge oppervlaktekwaliteit verkrijgen.
De belangrijkste functie van chroom in de ontlaatstructuur is om de hardbaarheid te verbeteren, het staal goede uitgebreide mechanische prestaties te laten hebben na het doven en ontlaten, chroomcarbide te produceren in het carboneren van staal om de slijtvastheid van het materiaaloppervlak te verbeteren.
Chroomhoudend verenstaal ontkolkt niet gemakkelijk tijdens een warmtebehandeling.
Chroom kan de slijtvastheid, hardheid en rode hardheid van gereedschapsstaal verbeteren en maakt het staal goed hardbaar.
In elektrothermische legeringen kan chroom de oxidatieweerstand, weerstand en sterkte van de legering verbeteren.
Mn kan de sterkte van staal verbeteren. Omdat Mn relatief goedkoop is en kan worden gelegeerd met Fe, heeft het weinig effect op de plasticiteit terwijl het de sterkte van staal verbetert. Daarom wordt Mn veel gebruikt om staal te versterken.
Er kan gezegd worden dat bijna al het koolstofstaal Mn bevat. Stempelzacht staal, dual-phase staal (DP-staal), transformatie-geïnduceerd plasticiteitsstaal (TR-staal) en martensitisch staal (MS-staal) bevatten mangaan.
Over het algemeen zal het Mn-gehalte in zacht staal niet hoger zijn dan 0,5%. Het Mn-gehalte in staal met hoge sterkte neemt toe met de toename van de sterkte, zoals in martensitisch staal, Mn-gehalte kan oplopen tot 3%.
Mn verbetert de hardbaarheid van staal en verbetert de thermische verwerkingsprestaties van staal. Een typisch voorbeeld is 40Mn en No. 40 staal.
Mn kan de invloed van S (zwavel) elimineren. Mn kan MnS vormen met een hoog smeltpunt bij het smelten van staal, waardoor de nadelige effecten van S worden verzwakt en geëlimineerd.
Het Mn-gehalte is echter ook een tweesnijdend zwaard. Een hoger Mn-gehalte vermindert de plasticiteit en de laseigenschappen van staal.
Kobalt (Co) wordt gebruikt in speciaal staal en legeringen. Hogesnelheidsstaal dat Co bevat, heeft een sterke hardheid bij hoge temperaturen.
Wanneer Co samen met molybdeen wordt toegevoegd aan martensitisch verouderingsstaal, kan het de hardheid en algemene mechanische eigenschappen van het staal verhogen.
Daarnaast is Co een belangrijk legeringselement in heet staal en magnetische materialen.
Co kan echter de hardbaarheid van staal verminderen en daardoor de uitgebreide mechanische eigenschappen, vooral in koolstofstaal.
Bovendien kan Co ferriet versterken en wanneer het wordt toegevoegd aan koolstofstaal tijdens gloeien of normaliseren kan de hardheid, vloeipunt en treksterkte van het staal verbeteren, maar heeft een negatief effect op de rek en krimp van de dwarsdoorsnede.
Bovendien vermindert het verhogen van het Co-gehalte in staal de slagvastheid.
Tot slot wordt Co vanwege zijn antioxiderende eigenschappen gebruikt in hittebestendig staal en legeringen, met name in gasturbines op basis van Co-legering.
De gunstige effecten van nikkel zijn onder andere hoge sterkte, hoge taaiheid, goede hardbaarheid, hoge weerstand en hoge weerstand tegen corrosie.
Nikkel kan de sterkte van staal aanzienlijk verbeteren met behoud van een hoge taaiheid. Bovendien is de brosse temperatuur uitzonderlijk laag (lager dan -100℃ als nikkel < 0,3%, en het kan dalen tot -180℃ als het Co-gehalte wordt verhoogd tot ongeveer 4-5%), wat de sterkte en plasticiteit van gehard staal kan verbeteren.
Een staal met Ni=3,5% kan niet worden afgeschrikt, maar door Ni=8% toe te voegen aan Cr-staal kan het bij een zeer lage koelsnelheid worden getransformeerd in M-type.
Nikkel heeft een roosterconstante die vergelijkbaar is met die van γ-Fe, waardoor het bevorderlijk is voor het harden van staal door een continue vaste oplossing te vormen.
Nikkel kan het kritieke punt verlagen en de stabiliteit van austenietwat leidt tot een lagere afschakeltemperatuur en een goede afscherming.
Nikkelstaal wordt meestal gebruikt voor zware onderdelen van grote profielen. In combinatie met Cr, W of Cr en Mo kan de hardbaarheid worden verhoogd. Nikkel-molybdeenstaal heeft een hoge vermoeiingsgrens en Ni-staal heeft een goede thermische vermoeiingsweerstand, die zowel in warme als koude omstandigheden kan werken.
In roestvrij staal wordt Ni gebruikt om een uniform A-lichaam te creëren om de corrosiebestendigheid te verbeteren.
Nikkelstaal is niet gemakkelijk oververhit, wat de groei van korrels bij hoge temperatuur kan voorkomen en een fijne korrelstructuur kan behouden.
De belangrijkste rol van koper (Cu) in staal is het verbeteren van de weerstand tegen atmosferische corrosie van gewoon laaggelegeerd staal. Gemengd met fosfor kan Cu ook de sterkte en vloeigrens van staal verbeteren zonder nadelige gevolgen voor de lasprestaties.
Stalen rails (U-Cu) met 0,20% tot 0,50% Cu hebben een corrosieweerstand die 2-5 keer langer is dan die van normaal koolstofstaal.
Als het Cu-gehalte hoger is dan 0,75%, kan er een verouderingseffect optreden na behandeling in vaste oplossing en veroudering.
Bij een laag Cu-gehalte is het effect vergelijkbaar met dat van nikkel, maar zwakker. Bij een hoog Cu-gehalte is het niet geschikt voor thermische vervorming, wat kan leiden tot broosheid van koper.
Het toevoegen van 2-3% koper aan austenitisch roestvast staal kan de corrosieweerstand van zwavelzuur, fosforzuur en zoutzuur en de stabiliteit van spanningscorrosie verbeteren.
Gallium (Ga) is een element in de ingesloten γ-sectie. Microgallium is oplosbaar in ferriet en vormt een vervangende vaste oplossing. Het is geen carbidevormend element, maar vormt ook geen oxiden, nitriden en sulfiden.
In de γ+a tweefasengebieden diffundeert microgallium gemakkelijk van austeniet naar ferriet, waar de concentratie hoog is. Het effect van microgallium op de mechanische eigenschappen van staal is voornamelijk versterking door vaste oplossing.
Ga heeft een klein effect op de corrosieweerstand van staal.
Arseen (As) in erts kan slechts gedeeltelijk verwijderd worden in het sinterproces, maar het kan verwijderd worden door roosteren met chloriden. As wordt tijdens het hoogovensmeltproces in ruwijzer gemengd.
Wanneer het As-gehalte in staal 0,1% overschrijdt, kan het de brosheid van staal verhogen en de lasprestaties verzwakken. Daarom moet het As-gehalte in erts worden gecontroleerd en mag de hoeveelheid As in erts niet groter zijn dan 0,07%.
Arsenicum heeft de neiging om de vloeipunt σs en treksterkte σb van koolstofarm rondstaal te verhogen, terwijl het de rek vermindert. Bovendien is het effect op het verminderen van de slagtaaiheid Akv van rond koolstofstaal bij normale temperatuur significant.
Selenium (Se) kan de bewerking verbeteren eigenschappen van koolstofstaalroestvrij staal en koper en maken het oppervlak van onderdelen helder en schoon.
Hoog magnetisch inductief georiënteerd siliciumstaal gebruikt vaak MnSe2 als inhibitor. Zijn goede opname, vergeleken met die van MnS, is sterker in het afremmen van de groei van initiële herkristallisatiekorrels en bevordert de geselecteerde secundaire herkristallisatiekorrelgroei. Dit kan een hoge oriëntatie (110) [001] textuur verkrijgen.
Zirkonium (Zr) is een sterk carbidevormend element en zijn rol in staal is vergelijkbaar met die van niobium, tantaal en vanadium.
Het toevoegen van een kleine hoeveelheid Zr heeft het effect van ontgassen, zuiveren en verfijnen van de korrel, wat voordelig is voor het verbeteren van de prestaties bij lage temperatuur en de stempelprestaties van staal.
Zr wordt vaak gebruikt bij de productie van gasmotoren en ultrasterk staal en Ni-gebaseerde hoge-temperatuurlegeringen die nodig zijn voor raketstructuren.
Niobium (Nb) wordt vaak geassocieerd met tantaal, en hun rol in staal is vergelijkbaar. Nb en tantaal kunnen gedeeltelijk oplossen in een vaste oplossing en deze versterken.
Het afschrikken van staal wordt aanzienlijk verbeterd als het austenitische lichaam wordt opgelost. In de vorm van carbiden en oxidedeeltjes kan Nb echter de korrel verfijnen en de hardbaarheid van staal verminderen. Het kan de hardingsstabiliteit van staal verhogen en heeft een secundair hardingseffect.
Microniobium kan de sterkte van staal verbeteren zonder de plasticiteit of taaiheid aan te tasten. Bovendien kan het de korrel verfijnen, de slagvastheid verbeteren en de brosse overgangstemperatuur van staal verlagen. Als het Nb-gehalte meer dan 8 keer dat van koolstof is, kan bijna alle koolstof in het staal worden gefixeerd, waardoor het staal goed bestand is tegen waterstof.
In austenitisch staal kan Nb voorkomen dat oxiderende media interkristallijne corrosie van staal veroorzaken. Het kan ook de prestaties van heet staal bij hoge temperatuur verbeteren, zoals kruipsterkte, vanwege de vaste koolstof en het precipitatiehardingseffect.
Nb kan de vloeigrens en slagvastheid van gewoon laaggelegeerd staal verbeteren en de brosse overgangstemperatuur verlagen, wat gunstig is voor lassen. In carboneren en ontlaatlegering constructiestaal kan het de hardbaarheid verhogen en tegelijkertijd de taaiheid en prestaties bij lage temperaturen verbeteren. Bovendien kan Nb de luchtharding van koolstofarm staal verminderen. martensitisch roestvrij staalVermijd de broosheid van de verhardingstemperatuur en verhoog de kruipsterkte.
Molybdeen (Mo) kan de hardbaarheid en warmte-intensiteit van staal verbeteren, broosheid voorkomen, restmagnetisme, coërciviteit en corrosiebestendigheid in sommige media verhogen.
In gehard en getemperd het staal, Mo kan de dovende diepte, het verharden van delen met grote dwarsdoorsnede versterken, en de drawabilityweerstand of het aanmaken stabiliteit van staal verbeteren. Dit kan de onderdelen effectiever maken restspanningen elimineren (of verminderen) en hun plasticiteit onder hoge temperatuur verbeteren.
In gecarboneerd staal kan Mo de neiging tot carbidevorming in een ononderbroken netwerk op de korrelgrens tijdens de gecarboneerde laag verminderen, de resterende austeniet in de gecarboneerde laag verminderen en de slijtvastheid van het oppervlak relatief verhogen.
In smeedmatrijs staal, kan Mo een stabiele hardheid van staal behouden en de weerstand tegen vervorming, scheuren en schuren verhogen.
In roestvrij zuurbestendig staal kan Mo de corrosieweerstand tegen organische zuren zoals mierenzuur, azijnzuur, oxaalzuur, waterstofperoxide, zwavelzuur, zwaveligzuur, sulfaat, zure kleurstoffen, bleekpoeder of vloeistof verder verbeteren. In het bijzonder kan de toevoeging van Mo de corrosietendens van chloorionen voorkomen.
Het W12Cr4V4Mo hogesnelheidsstaal met ongeveer 1% Mo heeft een uitstekende slijtvastheid, ontlaathardheid en rode hardheid.
Tin (Sn) wordt beschouwd als een schadelijke onzuiverheid in staal. Het kan de kwaliteit van staal beïnvloeden, vooral de kwaliteit van billets van continugieten. Sn kan ervoor zorgen dat staal warm bros wordt, bros wordt, barst en breekt, wat de lasprestaties van het staal beïnvloedt en een van de 'vijf kwaden' voor staal is.
Sn speelt echter een belangrijke rol in elektrisch staal, gietijzer en gemakkelijk te snijden staal. De grootte van siliciumstaalkorrels is gerelateerd aan de segregatie van Sn en de segregatie van Sn kan de groei van de korrel verhinderen. Hoe hoger het Sn-gehalte, hoe groter de neerslag van de korrel en hoe effectiever het is in het belemmeren van de groei van de korrel. Hoe kleiner de korrelgrootte, hoe minder ijzerverlies.
Sn kan de magnetische eigenschappen van siliciumstaal veranderen en de sterkte van de gunstige textuur {100} in het eindproduct van georiënteerd siliciumstaal verbeteren. Dit kan leiden tot een duidelijke toename van de magnetische inductie-intensiteit. Als een kleine hoeveelheid Sn in gietijzer zit, kan het de slijtvastheid van staal verbeteren en de vloeibaarheid van gesmolten ijzer beïnvloeden. Pearlitisch smeedbaar gietijzer heeft een hoge sterkte en een hoge slijtvastheid. Om het gietpareliet te verkrijgen, wordt Sn toegevoegd aan de legeringsoplossing tijdens het smelten. Omdat Sn een element is dat de sferificatie van grafiet blokkeert, is het noodzakelijk om de hoeveelheid Sn toe te voegen, die over het algemeen minder is dan 0,1%.
Gemakkelijk te snijden staal kan worden onderverdeeld in zwavel, calcium, lood en composiet gemakkelijk te snijden staal. Sn heeft een duidelijke neiging om zich rond insluitsels en defecten te verzamelen. Sn verandert de vorm van sulfide insluitingen in staal niet, maar het kan de brosheid en snijprestaties van staal verbeteren door de scheiding van korrelgrens en fase grens. Als het Sn-gehalte >0,05% is, heeft staal een goede snijcapaciteit.
Na toevoeging van antimoon (Sb) aan siliciumstaal met hoge magnetische oriëntatie kan de korrelgrootte van de eerste en secundaire herkristallisatie worden verfijnd, wat leidt tot perfectere tweede herkristallisatie en verbeterd magnetisme.
Na het koudwalsen en ontkolen van Sb-staal worden de textuursamenstellingscomponenten {110} of {110} die gunstig zijn voor de ontwikkeling van secundaire herkristallisatie versterkt en neemt het aantal secundaire kristalkernen toe.
In staal voor constructielassen dat Sb bevat, neerslaat Sb onder austenitische temperatuur rond MnS insluitingen en langs de oorspronkelijke austenietkorrelgrens. Precipitatie verrijkt rond MnS insluitingen kan de organisatie van het staal verfijnen en de taaiheid verbeteren.
In staal wordt wolfraam (W) gedeeltelijk opgelost in ijzer en vormt zo een vaste oplossing, naast het produceren van carbide.
Het effect is vergelijkbaar met dat van Mo en het algemene effect is niet zo significant als Mo als het wordt berekend op basis van de hoeveelheid.
De belangrijkste rol van W in staal is het verhogen van de ontlaatstabiliteit, rode hardheid, hittebestendigheid en slijtvastheid door de vorming van carbide.
Daarom wordt het voornamelijk gebruikt voor gereedschapsstaal, zoals hogesnelheidsstaal en warm smeedstaal.
W is een vuurvast carbide in hoogwaardig verenstaal, dat het concentratieproces van carbiden kan verminderen en bij hogere temperaturen een hoge temperatuursterkte kan behouden.
W kan ook de oververhittingsgevoeligheid van staal verminderen en de hardbaarheid en hardheid verhogen.
Luchtkoeling zorgt ervoor dat 65SiMnWA verenstaal een hoge hardheid heeft na het warmwalsen.
Een veer staal met een doorsnede van 50 mm2 kan worden gehard in olie en kan een zware belasting dragen, hittebestendig zijn (niet hoger dan 350 ℃).
30W4Cr2VA hittebestendig verenstaal van hoge kwaliteit met hoge weerstand heeft een grote hardbaarheid en de treksterkte kan 1470 ~ 1666 pa zijn na 1050 ~ 1100 ℃ afschrikken en 550 ~ 650 ℃ ontlaten.
Het wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van veren die worden gebruikt bij hoge temperaturen (500 ℃).
Door de toevoeging van W kan het de slijtage- en snijeigenschappen van staal aanzienlijk verbeteren, dus W is het belangrijkste element van gelegeerd gereedschapsstaal.
Pb kan de bewerkbaarheid van staal verbeteren. Staal met Pb heeft goede mechanische eigenschappen en kan een warmtebehandeling ondergaan. Vanwege de milieuvervuiling en schadelijke effecten in het recyclingproces van afvalstaal, is Pb echter geleidelijk vervangen.
Pb vormt moeilijk een vaste oplossing of verbindingen met Fe. In plaats daarvan heeft het de neiging om zich in bolvorm te verzamelen in de korrelgrens, wat broosheid kan veroorzaken in staal bij temperaturen tussen 200-480 °C en kan leiden tot scheuren tijdens het lassen.
De snijprestaties van staal kunnen worden verbeterd door 0,1-0,4% Bi toe te voegen aan vrij staal.
Wanneer Bi gelijkmatig verdeeld is in staal, zullen deeltjes van Bi smelten na contact met de snijtangwerkt als een smeermiddel, waardoor het snijgereedschap breekt om oververhitting te voorkomen en de snijsnelheid te verhogen.
Onlangs is Bi toegevoegd aan veel roestvast staal om hun snijprestaties te verbeteren.
Bi komt voor in drie soorten vrij staal: onafhankelijk in de staalmatrix, omhuld door sulfide en tussen staalmatrix en sulfide.
De deformatiesnelheid van MnS insluitingen neemt af met de toename van het Bi gehalte in S-Bi vrij snijden. stalen blokken.
Het bimetaal in staal kan de vervorming van sulfide in het smeedproces van staalstaaf tegengaan.
Het toevoegen van 0.002-0.005% Bi aan gietijzer kan de gietende prestaties van kneedbaar gietijzer verbeteren, de het witten tendens verhogen, verkorten gloeien tijd en optimaliseren de uitbreidingsprestaties van de onderdelen.
Toevoeging van 0,005% Bi aan nodulair gietijzer kan de anti-seismiciteit en treksterkte verbeteren.
Het is moeilijk om Bi aan staal toe te voegen omdat Bi grotendeels vervluchtigt bij 1500 ℃ en dus moeilijk gelijkmatig in staal kan worden geïnfiltreerd.
Momenteel wordt Bi in het buitenland vervangen door Bi-Mn gelegeerde plaat met een smeltpunt van 1050 ℃ als additief, maar de benuttingsgraad van Bi is nog steeds ongeveer 20%.
Nippon Steel & Sumitomo Metal, Posco, TYO en andere ondernemingen hebben voorgesteld dat toevoeging van Bi de B8-waarde van georiënteerd siliciumstaal aanzienlijk kan verbeteren.
Volgens de statistieken hebben Nippon Steel & Sumitomo Metal en JFE meer dan honderd uitvindingen op het gebied van hoog-magnetisch georiënteerd siliciumstaal die Bi hebben toegevoegd.
Na toevoeging van Bi bereikt de magnetische inductie 1,90T en het maximum is 1,99T.
Zeldzame aardelementen zijn de lanthaniden met atoomnummers tussen 57 en 71 (lanthaan, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium en lutetium), plus scandium (nr. 21) en yttrium (nr. 39), in totaal 17 elementen. Hun eigenschappen zijn vergelijkbaar, waardoor ze moeilijk te scheiden zijn. Gemengde zeldzame aardmetalen, die goedkoper zijn, zijn niet-gescheiden zeldzame aardmetalen.
Zeldzame aardmetalen kunnen worden gebruikt voor ontoxideren, ontzwavelen en microalloyeren, en kunnen ook de vervormbaarheid van insluitsels van zeldzame aardmetalen veranderen. Ze kunnen de brosheid van Al2O3 tot op zekere hoogte beïnvloeden en de vermoeiingsprestaties van de meeste staalsoorten verbeteren.
Zeldzame aardelementen zijn samen met Ca, Ti, Zr, Mg en Be de meest effectieve vervormers van sulfide. Door de juiste hoeveelheid zeldzame aardmetalen aan staal toe te voegen, kunnen oxide- en sulfide-inclusies worden omgezet in kleine, verspreide bolvormige insluitsels, die de schadelijke effecten van MnS en andere insluitsels elimineren.
In de staalproductie is zwavel meestal aanwezig als FeS en MnS. Als het Mn-gehalte in staal hoog is, is de kans op MnS groter. Hoewel MnS een hoog smeltpunt heeft en brosheid door hitte kan voorkomen, kan het zich tijdens machinale vervorming in de bewerkingsrichting uitbreiden en tot stroken vormen. Dit kan de plasticiteit, taaiheid en vermoeiingssterkte van het staal aanzienlijk verminderen, waardoor het nodig is om RE toe te voegen aan staal voor deformatieverwerking.
Zeldzame aardelementen kunnen ook de oxidatie- en corrosieweerstand van staal verbeteren. Hun effect op oxidatieweerstand is groter dan dat van silicium, aluminium en titanium. Ze kunnen de vloei van staal verbeteren, de niet-metalen opname en maken de staalstructuur dicht en zuiver. De rol van zeldzame aarde in staal is voornamelijk zuivering, metamorfose en legeren.
Met de geleidelijke beheersing van het zuurstofzwavelgehalte worden de traditionele zuivering van gesmolten staal en metamorfisme geleidelijk zwakker, terwijl de nieuwe zuiveringstechnologie en legeringseffecten worden verbeterd. Zeldzame aardelementen verhogen de antioxiderende capaciteit van ferrochroom aluminiumlegering en behouden de fijne korrel van staal bij hoge temperaturen, waardoor de sterkte bij hoge temperatuur en de levensduur van elektrothermische legering aanzienlijk toenemen.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
ES 
FR 
RU 
DE 
PT 