Введение в элементы в стали
Марганец (MN)
Марганец используется для оксида ферроманганца в стали и остается в стали. Марганец может удалить FEO в стали, улучшить качество стали и уменьшить хрупкость стали. Марганец и вулканизация объединяются для образования MNS, устраняют вредный эффект серы и улучшают горячие рабочие характеристики стали. Содержание марганца в углеродистой стали обычно контролируется между 0,25 и 0,80%. Марганец может быть растворен в феррите с образованием феррита марганца, который играет роль укрепления феррита. Марганец также может быть растворен в FE3C с образованием сплавного цементирования, таким образом, улучшая прочность углеродистой стали. Марганец является полезным примесью, а небольшое количество марганца не оказывает существенного влияния на производительность стали.
Кремний (Si)
Кремний также добавляется в сталь в качестве изобилия. Содержание кремния в углеродистой стали обычно контролируется между 0,03-0,4%, и большая часть его растворяется в феррите, образуя кремниевый феррит, который играет роль укрепления феррита и улучшения прочности и твердости стали. Но пластичность и прочность снизились. Отсутствие кремния не оказывает существенного влияния на свойства стали.
Серная (а)
Сера приносится в сталь из-за руды и топлива в изготовлении стали, сера нерастворим в железе, а форма различных FE существует, FES и FE могут образовывать температуру плавления 985 ℃ Eutectic и распределяются на границах зерна Austenite, когда сталь завертывается, а на 1000-1200, растопленные на гриле, это будет границы зерна, это будет граница зерна, это уж и гриф-кристаллические, это гриф-кристары, это гриф. Феномен называется тепловой хрупкостью, сера является вредной примесей, поэтому содержание углерода в стали должно строго контролироваться. Вредный эффект серы может быть устранен путем увеличения содержания MN в стали. Поскольку марганец и серная?
Фосфор (P)
Фосфор вводится в сталь из руды, где он полностью растворяется в феррите, улучшая прочность и твердость феррита. Но в то же время пластичность стали при комнатной температуре резко падает и становится хрупкой. Это явление называется холодной хрупкой. Фосфор также является вредной примесей, а его содержание в стали должно строго контролироваться.
Металлографическая структура в стали
Феррит: Интерстициальный твердый раствор углерода в α-Fe называется ферритом. Это часто представлено символом F (или α). Феррит имеет кубическую структуру, ориентированную на организм, а его способность растворить углерод плохая из-за его небольшого зазора. При 727 ℃ максимальное содержание растворенного углерода составляет 0,0218%. При снижении температуры содержание растворенного углерода постепенно уменьшается, а при комнатной температуре содержание растворенного углерода составляет всего 0,0008%. Феррит имеет низкую прочность, ΔσB составляет 180-280 мл/м2, HB составляет около 80, но он имеет хорошую пластичность, Δ-50%.
Austenitic: Интерстициальный твердый раствор углерода, образованный в гамма-FE, называется его. Он часто представлен символом A (или γ). Остенит имеет конструкцию с кубической решеткой, ориентированную на лицо. Благодаря большему эффективному решетке, растворимость углерода относительно высока. Максимальная растворимость углерода при 1148 ℃ составляет 2,11%, что постепенно уменьшается с снижением температуры и достигает 0,77% при 727 ℃. Механические свойства аустенита зависят от количества растворенного углерода и размера зерна. Как правило, твердость аустенита составляет 170-220HBS, удлинение Δ составляет 40-50%, а аустенит существует в диапазоне твердой температуры выше 727 ℃. Остенит склонен к формированию пластика.
Цементит (цементит): соединение C и Fe (Fe3c), известное как цементит, содержание углерода 6,69%, температура плавления цементита составляет 1227 ℃, его твердость очень высока, около 800 л.с., пластиковая и ударная вязкость почти нулевая, кратентость является великолепной стали, поэтому не может использоваться в качестве матричной фазы углеродистой стали. Цементит является метастабильной фазой. При определенных условиях он будет разложить и образовывать углерод без графитов.
Martensite: использование метода быстрого охлаждения, из-за степени недооценки, железа и атомов углерода не может быть диффундирует, аустенит может быть только с помощью нерадосленного сдвига решетки, существует кубическая решетка, ориентированная на лицевую лоттию α-Fe. Этот аустенит напрямую превращается в насыщенный альфа-солидный раствор, содержащий углерод, называемый мартенситом.
Размер зерна аустенита и его влиятельные факторы
Размер стали аустенитного зерна оказывает большое влияние на микроструктуру и свойства после охлаждения. Чем больше размер зерна аустенита, тем лучше структура после охлаждения, тем лучше прочность, пластичность и прочность. Следовательно, очень важно получить тонкие аустенитные зерна путем термообработки для окончательной производительности и качества заготовки.
Чем выше температура аустенизации, тем более очевидным рост размера зерна стали. При определенной температуре, чем дольше время удержания, тем более благоприятным рост зерен аустенита.
Тенденция роста зерна увеличивается с увеличением содержания углерода в стали. Но когда цементит находится в границе зерна аустенита, он будет препятствовать росту зерна аустенита.
В дополнение к Mn, P и другие элементы увеличивают тенденцию роста зерна аустенита, другие элементы, образующие карбидные элементы (Ti, NB, ZB и т. Д.), Образуясь оксиды и нитриды (такие как Al), когда они образуют соединения, распределяемые в границах зерна аустенита, будут препятствовать росту зерна аустенита с различными градусами.
Элементы сплава, обычно добавляемые в сплавную сталь, - это Mn, Si, Cr, Mo, W, V, Ti, Nb, Ni, Al и т. Д. Среди них Ni, Si, Al и другие элементы не могут образовывать соединения с углеродом. Такие элементы, как NB, Ti, V, W, MO, CR и Mn, могут образовывать соединения с углеродом. Легирующие элементы существуют в разных формах в стали. Следовательно, основная роль стали также отличается. Основная роль имеет следующие аспекты:
Когда прочность стали увеличивается, элементы, которые не могут образовывать карбид, в основном растворяются в феррит с образованием сплавного феррита, и твердый раствор усиливается. Карбид-образующие элементы образуют карбид сплав с углеродом, который имеет более высокую твердость и более высокий эффект укрепления дисперсии. Какой бы элемент добавляется в сталь, увеличивает его прочность.
Улучшить укрепление в дополнение к CO, большинство сплавных элементов, добавленных в сталь, замедляют разложение сверху прохладного аустенита, так что кривая C вправо, снижает критическую скорость охлаждения, улучшила твердую сталь (Ni, CR, CO). Но следует отметить, что этот эффект может быть достигнут только тогда, когда легирующие элементы растворяются в аустените.
Предотвратить рост зерна аустенита, за исключением MN, тенденция роста зерна сплава сплава мала, особенно карбид, генерируемый сильным карбидом, образующим элементы (Ti, V, Zr, Nb и т. Д.), может сильно предотвратить рост зерна аустенита и, таким образом, играть роль уточнения зерна.
Увеличьте стабильность стали. Сопротивление стали к процессу смягчения во время отпуска называется стабильностью отпуска. Многие легирующие элементы могут увеличиться и замедлить температуру осадков карбида и остаточного разложения аустенита в мартенсите. Следовательно, по сравнению с углеродистой сталью сплавной стали имеет более высокую твердость и прочность при закале при той же температуре. Напротив, при отмене одной и той же твердости температура отпуска из сплавной стали высока, поэтому его внутреннее устранение напряжений является более тщательной, а пластичность, а вязкость выше. Карбид-образующие элементы CR, MO, NB и V оказывают сильное влияние на стабильность отпуска.
Вторичное упрочнение Когда содержание w, mo, cr, v выше, в диапазоне температуры 500-600 ℃ температура отпуска, твердость не уменьшается, но увеличивает явление, известное как вторичное упрощение. Есть две причины для этого: во -первых, при температуре при отказе от этой температуры, разбросанные специальные карбиды, такие как MO2C, W2C и VC, выпадают из мартенсита, который играет роль распыления дисперсии; Во -вторых, при отпуска при этой температуре часть карбида осаждается в остаточном аустените, который снижает содержание углерода и повышает температуру точки MS, так что остаточный аустенит может быть преобразован в мартенсит (вторичное погашение) при более высокой температуре во время процесса охлаждения для увеличения твердости стали.
Задача хрупкости возникает, когда сплавная сталь закалена в определенном температурном диапазоне после гашения, что называется хрупкой. Снижение прочности при 350-400 ℃ называется первым типом хрупкости. Эта хрупкость возникает независимо от углеродистой стали или легированной стали и не зависит от скорости охлаждения. Этот вид температуры не может быть устранена после производства, также известного как необратимая температура. Чтобы избежать возникновения такого отпуска, отпуск, как правило, не выполняется в этом диапазоне температуры.
Снижение вязкости, которое происходит после медленного охлаждения после 500-600 ℃ отпуска, называется хрупкостью типа II (высокая температурная хранение). Сплав сплав, содержащие CR, MN и NI, наиболее склонны к такого рода хрупкости. Этот вид загадки не произойдет, если она быстро охлаждается после отпуска; Если медленное охлаждение после отпуска, произошла хрупкость, если прискорбление температуры отпуска и быстрого охлаждения, тогда может быть полностью устранена отдача, так что оно также называется обратимой хрупкой.
Теплостойная сталь
Теплостойкость стали включает в себя высокотемпературную устойчивость к окислению и прочность на высокую температуру.
Устойчивость к окислению металла, как правило, относится к образованию плотной оксидной пленки после быстрого окисления при высоких температурах, покрывающей поверхность металла, так что сталь не будет продолжать окислять. Окисленная поверхность углеродистой стали при высоких температурах генерирует свободный пористый FEO, который легко отскакивать, а атомы кислорода продолжают диффундировать через FEO, так что сталь продолжает окислять. Элементы сплава, такие как CR, SI и AL, добавляются в сталь, так что, когда сталь находится в контакте с кислородом при высокой температуре, на поверхности образуются плотные окистные пленки, такие как CR2O3, SIO2 и AL2O3 с высоким уровнем плавления.
Высокотемпературная прочность (тепловая прочность) стали-это сопротивление ползучести при высоких температурах. Чтобы улучшить термическую прочность стали, к стали обычно добавляются в сталь CR, MO, V, Ni и других сплавных элементов, которые могут раствориться в матрице, чтобы укрепить твердый раствор и улучшить температуру перекристаллизации, таким образом повышая высокую температурную прочность стали. Добавление NB, V, Ti и других легирующих элементов также может образовывать карбиды с высокой твердостью и хорошей тепловой стабильностью, которые распространяются на матрицу и играют роль в укреплении дисперсии. Кроме того, структура аустенита обладает лучшей сопротивлением ползучести, чем феррит, и лучший размер зерна, чем мелкое зерно. Конечно, это не может быть слишком грубым, что повлияет на силу.
Мартенситная термостойкая сталь
CR и SI были добавлены для повышения устойчивости к окислению при высоких температурах. Добавление MO может укрепить матрицу и избежать смягчения хрупкости. Добавление V может сформировать диспергированный карбид и улучшить высокотемпературную прочность. Добавление W может значительно осадить стабильный карбид и значительно увеличить температуру перекристаллизации. Рабочая температура такого рода стали не превышает 700 ℃.
Аустенитная теплостойчивая сталь
Аустенитная термостойкая сталь имеет высокое содержание CR, что может улучшить его высокотемпературную прочность и устойчивость к окислению. Содержание Ni также высокое и может образовывать стабильную структуру аустенита. Теплостойкость такого рода стали лучше, чем у мартенситной теплостойчивой стали, а холодная деформация и производительность сварки очень хороши, как правило, работают на 600-700 ℃.