鋼の要素の紹介
マンガン（MN）
マンガンは、鉄鋼製造のフェロマンガンの脱酸化に使用され、鋼にとどまっています。マンガンは、鉄でFeoを除去し、鋼の品質を向上させ、鋼の脆性を減らすことができます。マンガンと加硫は組み合わせてMNSを形成し、硫黄の有害な効果を排除し、鋼の熱い作業性能を改善します。炭素鋼のマンガンの含有量は、一般に0.25〜0.80％の間で制御されます。マンガンはフェライトに溶解してマンガンフェライトを形成することができます。マンガンフェライトは、フェライトの強化の役割を果たします。マンガンはまた、Fe3cに溶解して合金セメントを形成し、炭素鋼の強度を改善することができます。マンガンは有益な不純物要素であり、少量のマンガンは鋼の性能に大きな影響を与えません。
シリコン（SI）
シリコンは、デオキシジ剤としてスチールにも追加されます。炭素鋼のシリコンの含有量は通常0.03-0.4％の間で制御され、そのほとんどはフェライトに溶解し、シリコンフェライトを形成し、フェライトを強化し、鋼の強度と硬度を改善する役割を果たします。しかし、可塑性と靭性は低下しています。シリコンの欠如は、鋼の特性に大きな影響を与えません。
硫黄
硫黄は鉱石と鋼製の燃料によって鋼に持ち込まれ、硫黄は鉄に不溶性であり、異なるFESの形が存在します。FESとFeは、985の溶融点を形成でき、鋼が1000-1200で丸められて鍛造されると、鉄の境界に分布し、1000-1200で鉄の結晶になります。現象は熱脆性と呼ばれ、硫黄は有害な不純物であるため、鋼の炭素含有量を厳密に制御する必要があります。硫黄の有害な効果は、鋼のMN含有量を増やすことで排除できます。マンガンと硫黄は、1620年の融点でMNSを形成できるため、MNSは高温で特定の可塑性を持っているため、鋼の熱脆性を回避できます。
リン（P）
リンは鉱石から鋼に導入され、そこでフェライトに完全に溶解し、フェライトの強度と硬さが向上します。しかし同時に、室温での鋼の可塑性は急激に低下し、脆くなります。この現象は冷たい脆性と呼ばれます。リンも有害な不純物であり、鋼のその含有量は厳密に制御する必要があります。
鋼の金属構造
フェライト：α-Feにおける炭素の間質性固形溶液は、フェライトと呼ばれます。多くの場合、シンボルF（またはα）で表されます。フェライトには体中心の立方体構造があり、炭素を溶解する能力は、その小さなギャップのために貧弱です。 727年、最大溶解炭素含有量は0.0218％です。温度が低下すると、溶解した炭素含有量が徐々に減少し、室温では溶解した炭素含有量はわずか0.0008％です。フェライトの強度は低く、Δσbは180-280mn/m2、HBは約80ですが、延性は良好で、δは50％です。
Austenitic：Gamma-Feで形成された炭素の間質性固形溶液はITと呼ばれます。多くの場合、シンボルA（またはγ）で表されます。オーステナイトには、顔中心の立方格子構造があります。有効な格子ギャップが大きいため、炭素溶解度は比較的高くなっています。 1148の最大炭素溶解度は2.11％であり、温度の低下とともに徐々に減少し、727℃で0.77％に達します。オーステナイトの機械的特性は、溶存炭素の量と穀物のサイズに依存します。一般的に、オーステナイトの硬度は170〜220HBで、δの伸長は40〜50％であり、オーステナイトは727℃を超える固体温度範囲に存在します。オーステナイトは、プラスチックの形成を起こしやすいです。
セメンタイト（セメンタイト）：セメンタイトとして知られるCおよびFe化合物（Fe3c）、6.69％の炭素含有量、セメンタイトの融点は1227℃、その硬さは非常に高く、プラスチックと衝撃の靭性はほぼゼロです。セメンタイトはメタスト可能な段階です。特定の条件下では、グラファイトフリーの炭素を分解して形成します。
マルテンサイト：吸着剤、鉄、炭素原子の程度により、迅速な冷却方法の使用は拡散できません。オーステナイトは、非拡張格子せん断によってのみ存在することができます。このオーステナイトは、マルテンサイトと呼ばれる炭素を含む飽和アルファソリッド溶液に直接変換されます。
オーステナイトの粒度とその影響要因
鋼のオーステナイト粒子サイズは、冷却後の微細構造と特性に大きな影響を与えます。オーステナイトの粒度が細かくなるほど、冷却後の構造は細かくなり、強度、可塑性、靭性が良くなります。したがって、ワークピースの最終的なパフォーマンスと品質のために、熱処理により細かいオーステナイト粒子を得ることは非常に重要です。
オーステナイト化の温度が高ければ高いほど、鋼の粒サイズの成長が明らかになります。特定の温度では、保持時間が長くなるほど、オーステナイト粒の成長が良くなります。
鋼の成長傾向は、鋼の炭素含有量の増加とともに増加します。しかし、セメンタイトがオーステナイト粒界にある場合、オーステナイトの粒子の成長を妨げます。
Mnに加えて、Pおよびその他の元素は、オーステナイト粒子の成長の傾向を増加させ、炭化物要素（TI、NB、ZBなど）を形成する他の元素、オーステナイト粒界で分布する化合物を形成すると、酸化物とニトリド（ALなど）を形成し、アステナイトの穀物成長を妨害します。
合金鋼で一般的に追加された合金要素は、Mn、Si、Cr、Mo、W、V、Ti、Nb、Ni、Alなどです。その中で、Ni、Si、Al、および他の元素は炭素で化合物を形成することはできません。 NB、Ti、V、W、Mo、Cr、Mnなどの要素は、炭素を含む化合物を形成できます。合金要素は、鋼のさまざまな形で存在します。したがって、鋼の主な役割も異なります。主な役割には次の側面があります。
鋼の強度が増加すると、炭化物を形成できない元素が主にフェライトに溶解して合金フェライトを形成し、固形溶液が強化されます。炭化物形成元素は、炭素と炭化物の合金を形成し、硬度が高く、分散強化効果が高くなります。鋼に追加される要素が何であれ、その強度が向上します。
COに加えて硬化性を向上させ、ほとんどの合金要素が鋼に追加され、超冷却されたオーステナイトの分解が遅くなり、右にC曲線が右に臨界冷却速度を低下させ、鋼の硬化性を改善します。しかし、この効果は、合金要素がオーステナイトに溶解した場合にのみ達成できることを指摘する必要があります。
Mnを除き、オーステナイトの穀物の成長を防ぐと、合金オーステナイトの粒子成長傾向が小さくなります。特に、強力な炭化物形成元素（Ti、V、Zr、NBなど）によって生成される炭化物は、オーステナイトの穀物の成長を強く防ぐことができ、したがって穀物を洗練する役割を果たします。
スチールの抑制安定性を高めます。焼き戻し中の軟化プロセスに対する鋼の抵抗は、温度安定性と呼ばれます。多くの合金要素は、マルテンサイトでの炭化物の降水量と残留オーステナイト分解の温度を上昇させ、低下させる可能性があります。したがって、炭素鋼と比較して、合金鋼は同じ温度で和らげると硬度と強度が高くなります。それどころか、同じ硬度を抑えると、合金鋼の温度が高くなるため、内部応力除去はより徹底的であり、可塑性が高くなります。炭化物形成元素CR、MO、NB、およびVは、安定性に強い影響を及ぼします。
w、mo、cr、vの含有量が高い場合、500-600の温度温度範囲では、硬度は低下しませんが、二次温度硬化として知られる現象を増加させます。これには2つの理由があります。まず、この温度で抑制するとき、Mo2c、W2C、VCなどの細かく分散した特別な炭化物は、分散硬化の役割を果たしているマルテンサイトから沈殿します。第二に、この温度で抑制するとき、炭化物の一部は残留オーステナイトで沈殿し、炭素含有量を低下させ、MSポイントの温度を上昇させるため、鋼の硬度を高めるために冷却プロセス中に高い温度で残留オーステナイトをマルテンサイト（二次消光）に変換できます。
節度の抑制は、クエンチング後に合金鋼が特定の温度範囲で和らげられたときに発生します。 350-400℃での靭性の減少は、最初のタイプの抑制と呼ばれます。この脆性は、炭素鋼や合金鋼に関係なく発生し、冷却速度とは無関係です。この種の気性の脆性は、生産後に排除することはできません。そのような抑制の脆弱性の発生を避けるために、通常、この温度範囲内で焼き込みは行われません。
500-600の焼き戻し後のゆっくりした冷却後に発生する靭性の減少は、タイプIIの強化脆性（高温抑制の脆性）と呼ばれます。 Cr、Mn、およびNiを含む合金鋼は、この種の気性の脆性に最もなりがちです。この種の焼き戻しは、焼き戻し後に迅速に冷める場合、発生しません。焼き戻し後にゆっくりと冷却されると、温度と速い冷却の速度に再加熱する限り、脆性が完全に排除される可能性があるため、脆弱性が発生しているため、可逆的な焼き戻しとも呼ばれます。
耐熱鋼
鋼の耐熱性には、高温酸化抵抗と高温強度が含まれます。
金属の酸化抵抗は、通常、高温での急速な酸化後の密な酸化物膜の形成を指し、金属表面を覆い、鋼が酸化し続けないようにします。高温の炭素鋼の酸化表面は、ゆるい多孔質Feoを生成します。これは簡単に剥がれ、酸素原子はFeoを通して拡散し続け、鋼が酸化し続けます。 Cr、Si、Alなどの合金要素が鋼に添加されるため、鋼が高温で酸素と接触すると、高溶融点を持つCr2O3、Sio2、Al2O3などの密な酸化膜が表面に形成されるため、高テンペア系ガスにおける鋼の酸化プロセスを継続することが困難になります。
鋼の高温強度（熱強度）は、高温でのクリープに対する抵抗です。鋼の熱強度を改善するために、Cr、Mo、V、Ni、およびその他の合金要素が通常鋼に加えられ、マトリックスに溶解して固形溶液を強化し、再結晶温度を改善し、鋼の高温強度を高めます。 NB、V、TI、およびその他の合金要素を追加すると、高硬度と良好な熱安定性を備えた炭化物も形成し、マトリックスに分布し、分散強化に役割を果たします。さらに、オーステナイト構造は、フェライトよりもクリープ抵抗が優れており、細い穀物よりも優れた穀物サイズがあります。もちろん、粗すぎることはありません。これは強度に影響します。
マルテンサイト熱耐性鋼
CRとSIを加えて、高温での酸化抵抗を改善しました。 MOを追加すると、マトリックスが強化され、脆性の抑制を避けることができます。 Vを追加すると、分散炭化物を形成し、高温強度を改善できます。 Wを追加すると、安定した炭化物を沈殿させ、再結晶温度を大幅に上げることができます。この種の鋼の動作温度は700°を超えません。
オーステナイト耐熱性鋼
オーステナイトの熱耐性鋼は、高温強度と酸化抵抗を改善できるCR含有量が高いです。 NIコンテンツも高く、安定したオーステナイト構造を形成できます。この種の鋼の耐熱性は、マルテンサイトの熱耐性鋼の耐熱性よりも優れており、低温変形と溶接性能は非常に良好で、一般的に600-700で機能しています。