Einfluss von Legierungselementen auf die Eigenschaften von Stahl. Arten, Marken und Zwecke von Stählen

Stahl ist eines der gefragtesten Materialien inWelt heute. Ohne es schwierig, eine bestehende Baustelle, Maschinenbau-Unternehmen, und viele andere Orte und Dinge vorzustellen, die uns im Alltag umgeben. Zur gleichen Zeit wird die Legierung aus Eisen und Kohlenstoff ist ganz anders, denn in diesem Artikel werden wir die Wirkung von Legierungselementen auf den Eigenschaften von Stahl zu untersuchen, sowie die Typen, Marken und Destinationen.

allgemeine Informationen

Heutzutage sind viele Arten von Stahl weit verbreitetpraktisch in jedem Bereich der menschlichen Tätigkeit. Dies liegt vor allem daran, dass in dieser Legierung der gesamte Komplex von mechanischen, physikalisch-chemischen und technologischen Eigenschaften, die keine anderen Materialien haben, perfekt kombiniert ist. Der Prozess des Schmelzens von Stahl wird kontinuierlich verbessert und deshalb ermöglichen es seine Eigenschaften und Qualität, die erforderlichen Leistungsindikatoren der resultierenden Mechanismen, Teile und Maschinen zu erhalten.

Klassifizierung nach Zweck

Jeder Stahl kann, je nachdem, für was er bestimmt ist, in einer der folgenden Kategorien aufgeführt werden:

• Baulich.
• Instrumental.
• Besonderer Zweck mit besonderen Eigenschaften.

Die zahlreichste Klasse ist strukturellStahl, entworfen, um eine Vielzahl von Baukonstruktionen, Geräten, Maschinen zu schaffen. Strukturelle Qualitäten sind unterteilt in verbesserte, zementierte, Feder-Feder-, hochfeste.

Instrumentaler Stahl wird unterschieden inJe nachdem, ob sie zu einem Werkzeug hergestellt werden: .. Schneiden, Messung, usw. Es versteht sich, dass die Wirkung von Legierungselementen auf die Eigenschaften des Stahls dieser Gruppe auch groß ist.

Spezialstähle haben ihre eigene Abteilung, die folgende Gruppen zur Verfügung stellt:

• Rostfrei (sie sind auch korrosionsbeständig).
• Hitzebeständig.
• Hitzebeständig.
• Elektrotechnisch.

Gruppen von Stählen in chemischer Zusammensetzung

Die Klassifizierung des Stahls erfolgt nach den chemischen Elementen, aus denen sie bestehen:

• Kohlenstoffstahlsorten.
• Legiert.

Zur gleichen Zeit sind diese beiden Gruppen auch durch die Menge an Kohlenstoff, die sie enthalten, weiter unterteilt:

• Low-Carbon (Kohlenstoff weniger als 0,3%).
• Mittlerer Kohlenstoff (die Konzentration von Kohlenstoff ist 0,3-0,7%).
• High-Carbon (Carbonat mehr als 0,7%).

Was ist legierter Stahl?

Diese Definition sollte als Stahl verstanden werden, inwelche parallel zu den konstanten Verunreinigungen auch Additive, die in die Struktur der Legierung eingeführt werden, gehalten werden, um die mechanischen Eigenschaften des schließlich erhaltenen Materials zu erhöhen.

Ein paar Worte über die Qualität von Stahl

Dieser Parameter dieser Legierung implizierteine Reihe von Eigenschaften, die wiederum direkt durch den Prozess ihrer Produktion bestimmt werden. Zu ähnlichen Eigenschaften, die gehorchen und legierten Werkzeugstahl, gehören:

• Chemische Zusammensetzung.
• Homogenität der Struktur.
• Technologisch.
• Mechanische Eigenschaften

Die Qualität eines jeden Stahls hängt direkt davon ab,wie viel enthält es Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor. Auch die Methode der Stahlproduktion spielt eine wichtige Rolle. Am genauesten ist der Vergleich der Stahlschmelze in elektrischen Öfen, um in den erforderlichen Bereich von Verunreinigungen zu fallen.

Legierter Stahl und seine Eigenschaften ändern sich

Legierter Stahl, dessen Marken enthaltenzu seiner Markierung verändert die Buchstabenbezeichnung der zwangsweise eingeführten Elemente nicht nur die Eigenschaften dieser äußeren Substanzen, sondern auch ihre gegenseitige Wirkung.

Betrachtet man Kohlenstoff spezifisch, so können die Legierungselemente durch Wechselwirkung mit dieser in zwei große Gruppen unterteilt werden:

• Elemente, die eine chemische Verbindung (Kohlenstoffcarbid) bilden - Molybdän, Chrom, Vanadium, Wolfram, Mangan mit Kohlenstoff.
• Elemente, die keine Karbide erzeugen - Silizium, Aluminium, Nickel.

Es ist zu beachten, dass der Stahl, der karbidobrazuyuschimi Substanzen haben eine sehr hohe Härte und höhere Verschleißfestigkeit dotiert sind.

Niedrig legierter Stahl (Sorten: 20ХГС2, 09Г2, 12Г2СМФ, 12ХГН2МФБАЮ und andere). Einen besonderen Platz nimmt die Legierung 13X ein, die schwer genug ist, um chirurgische, Gravur-, Schmuck- und Rasierapparate daraus herzustellen.

Erklärung

Der Gehalt an Legierungselementen in Stahl kann durch seine Kennzeichnung bestimmt werden. Jede dieser Komponenten, die in die Legierung eingeführt wird, hat ihre eigene Buchstabenbezeichnung. Zum Beispiel:

• Chrom - Cr.
• Vanadium -V.
• Mangan -Mn.
• Niob - Nb.
• Wolfram -W.
• Titan ist Ti.

Manchmal stehen am Anfang des Stahlindex Buchstaben. Jeder von ihnen hat eine besondere Bedeutung. Insbesondere bedeutet der Buchstabe "P", dass der Stahl schnell ist, "Ш" signalisiert, dass der Stahl kugelgelagert ist, "A" - automatisch, "E" - elektrisch, usw. Am Ende haben hochwertige Stähle ihre alphanumerische Bezeichnung Buchstabe "A", und besonders qualitative enthalten den Buchstaben "Ш" ganz am Ende der Markierung.

Auswirkungen von Legierungselementen

Zuallererst sollte das gesagt werdenKohlenstoff hat grundlegende Auswirkungen auf die Eigenschaften von Stahl. Es ist dieses Element, das mit zunehmender Konzentration die Festigkeit und Härte mit abnehmender Viskosität und Plastizität erhöht. Außerdem gewährleistet eine erhöhte Konzentration von Kohlenstoff eine Verschlechterung der maschinellen Bearbeitbarkeit durch Schneiden.

Der Chromgehalt in Stahl wirkt sich direkt auf dessen Gehalt ausKorrosionsbeständigkeit. Dieses chemische Element bildet einen dünnen schützenden Oxidfilm auf der Oberfläche der Legierung in einer aggressiven oxidierenden Umgebung. Um einen solchen Effekt zu erzielen, sollte Chromstahl mindestens 11,7% betragen.

Besondere Aufmerksamkeit sollte Aluminium gelten. Es wird beim Legieren von Stahl zum Entfernen von Sauerstoff und Stickstoff nach dem Spülen verwendet, um zur Verringerung der Alterung der Legierung beizutragen. Darüber hinaus erhöht Aluminium deutlich die Zähigkeit und Fließfähigkeit, neutralisiert die extrem schädliche Wirkung von Phosphor.

Vanadium ist ein spezielles Legierungselement, aufgrund dessen legierte Werkzeugstähle hohe Härte und Festigkeit erhalten. In diesem Fall nimmt das Korn in der Legierung ab und die Dichte nimmt zu.

Legierter Stahl, dessen Marken enthaltenWolfram, ist mit hoher Härte und Rötung ausgestattet. Wolfram ist auch gut, weil es die Sprödigkeit während der geplanten Freisetzung der Legierung vollständig beseitigt.

Um die Wärmebeständigkeit zu erhöhen, magnetische Eigenschaften undBeständigkeit gegen signifikante Stoßbelastungen, Stahl wird mit Kobalt legiert. Aber eines dieser Elemente, das keinen wesentlichen Einfluss auf Stahl hat, ist Silizium. Bei Stahlgüten, die für geschweißte Metallstrukturen vorgesehen sind, muss die Siliziumkonzentration notwendigerweise im Bereich von 0,12-0,25% liegen.

Erhöht deutlich die mechanischen Eigenschaften von Magnesiumstahl. Es wird auch als Entschwefeler im Fall der Verwendung von Entschwefelung von Gusseisen außerhalb des Betriebs verwendet.

Niedriglegierter Stahl (seine Qualitäten enthaltenLegierungselemente von weniger als 2,5%) enthält sehr häufig Mangan, was ihm eine unerlässliche Erhöhung der Härte und Haltbarkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung der optimalen Plastizität verleiht. Die Konzentration dieses Elements sollte jedoch mehr als 1% betragen, da sonst die angegebenen Eigenschaften nicht erreicht werden können.

Kohlenstoffstahlsorten, die für verschiedene große Gebäudestrukturen geschmolzen sind, enthalten Kupfer, das die maximalen Korrosionsschutzeigenschaften bietet.

Um die Rötung, Elastizität zu erhöhen,Zugfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, Molybdän wird notwendigerweise in den Stahl eingeführt, was auch die Oxidationsbeständigkeit des Metalls erhöht, wenn es auf hohe Temperaturwerte erhitzt wird. Cer und Neodym werden wiederum verwendet, um die Porosität der Legierung zu verringern.

Berücksichtigung des Einflusses von LegierungselementenEigenschaften von Stahl, können wir nicht ignorieren, und Nickel. Dies ermöglicht es das Metall den Stahl Härtbarkeit und eine hervorragende Festigkeit, Zähigkeit und Schlagfestigkeit erhalten zu erhöhen und untere Grenze der Kaltbrüchigkeit.

Sehr weit verbreitet als LegierungsmittelAdditive und Niob. Seine Konzentration in 6-10-fachen Menge prisutsvtuyuschego Kohlenstoff in der Legierung erforderlich ist, entfällt die interkristalline Korrosion von nichtrostenden Stähle und schützt die Schweißverbindungen von der äußerst unerwünscht Zerstörung.

Mit Titanium können Sie optimal arbeitenFestigkeit und Duktilität und Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit. Jene Stähle, die dieses Additiv enthalten, werden auf modernen Zerspanungsmaschinen mit verschiedenen Spezialwerkzeugen sehr gut behandelt.

Die Einführung von Zirkonium in die Stahllegierung ermöglicht es, die erforderliche Korngröße zu erhalten und gegebenenfalls das Wachstum des Korns genau zu beeinflussen.

Zufällige Verunreinigungen

Extrem unerwünschte Elemente, die sehr sinddie Qualität von Stahl negativ beeinflussen, sind Arsen, Zinn, Antimon. Ihr Aussehen in der Legierung führt immer dazu, dass der Stahl über die Grenzen seiner Körner hinweg sehr spröde wird, was besonders bei der Betrachtung von Stahlbändern und beim Glühen von kohlenstoffarmen Stahlsorten bemerkbar ist.

Fazit

In unserer Zeit wirkt der Effekt von Legierungselementen aufDie Eigenschaften von Stahl sind ziemlich gut untersucht. Spezialisten analysierten sorgfältig die Wirkung jedes Additivs in der Legierung. Das theoretische Wissen ermöglicht die Metallurgen in der Auftragsphase eine schematische Darstellung der Stahlherstellung, zu bilden, die Anzahl der erforderlichen Technologie und Verbrauchsmaterialien (Erz, Konzentrat, Pellets und anderen Zusatzstoffe) zu bestimmen. Die meisten Stahlhersteller verwenden oft Chrom, Vanadium, Kobalt und andere Legierungselemente, die recht teuer sind.