Relevanz

Um die Korrosionsbeständigkeit, die Festigkeit und die Verarbeitungseigenschaften zu verbessern, werden Metallen verschiedene Legierungselemente zugesetzt. Vanadium, Wolfram, Mangan, Nickel, Niob, Titan, Chrom usw. werden zur Legierung von Stählen verwendet. Zink in Kupfer und Bronze - erhöht die Festigkeit, Duktilität und Korrosionsbeständigkeit Kleine Zusätze von Cadmium zu Kupfer erhöhen die Verschleißfestigkeit von Drähten. Bei der Legierung von Titan mit Molybdän verdoppelt sich die Betriebstemperaturgrenze der Legierung aufgrund der Veränderung ihrer Kristallstruktur. Beim Legieren werden ein oder mehrere Elemente hinzugefügt, die den Legierungen ihre einzigartigen Eigenschaften verleihen.

Konstruktionsstähle

Durch dasLegieren von Baustahl wird dessen Festigkeit erheblich erhöht. Der Hauptbestandteil von Baustahl ist Ferrit. Er macht 90 % des Legierungsgefüges aus. Die Legierungselemente lösen sich im Ferrit auf und härten das Gefüge. Silizium, Mangan und Nickel erhöhen die Härte der Legierung mehr als andere. Molybdän, Wolfram und Chrom haben eine schwächere Wirkung. Die meisten Legierungselemente verstärken zwar das Gefüge mit geringen Auswirkungen auf die Duktilität, verringern aber die Zähigkeit (mit Ausnahme von Nickel).

Wie der Härteprozess funktioniert

Durch Legieren wird Ferrit zäher. Legierungsmittel erhöhen Härte, Festigkeit und Zähigkeit, erhöhen die Austenitstabilität, die Härtbarkeit usw. Korrosions- und Hitzebeständigkeit sind für Stähle, die in Turbinen, Kesseln und ähnlichen Anlagen verwendet werden, von besonderer Bedeutung. Die Legierungselemente können sich in Ferrit oder Austenit auflösen, Karbide bilden, intermetallische Verbindungen eingehen oder Einschlüsse sein, die nicht mit Ferrit und Austenit oder Kohlenstoff reagieren.

Ferritischer Stahl

Die Wechselwirkung eines Legierungsmittels mit Eisen oder Kohlenstoff bestimmt die Eigenschaften des Stahls. Ferrite können alle Elemente in mehr oder weniger starkem Maße auflösen. Durch die Auflösung der Legierungszusätze in Ferrit kann der Stahl ohne Wärmebehandlung gehärtet werden. Bei diesem Prozess nehmen sowohl die Zugfestigkeit als auch die Härte zu, während die Zähigkeit normalerweise abnimmt. Alle Elemente, die sich in Eisen auflösen, beeinflussen die Stabilität von Austenit und Ferrit. Die kritischen Punkte legierter Stähle werden durch die Menge und Qualität der Legierungszusätze verschoben. Daher muss bei der Wahl des Härte-, Normalisierungs-, Glüh- und Vergütungsregimes diese Verschiebung der kritischen Punkte berücksichtigt werden.

Mn und Si

Sie sind industrielle Verunreinigungen und werden dem Stahlschmelzprozess zugesetzt, um ihn zu desoxidieren. Der Anteil von Mn im Stahl beträgt bis zu 2 %. Es verteilt sich zwischen Zementit und Ferrit und erhöht die Kaltsprödigkeit, die Härtbarkeit und die Streckgrenze beträchtlich, macht den Stahl aber empfindlich gegenüber Überhitzung. Daher werden karbidbildende Elemente zusammen mit Mangan in die Legierung eingebracht, um das Korn zu verfeinern. Da alle Stähle in etwa den gleichen Mangangehalt haben, sind die Auswirkungen auf die sich ändernden Eigenschaften von Stählen unterschiedlicher Zusammensetzung vernachlässigbar. Es erhöht die Festigkeit des Stahls ohne Veränderung der Duktilität.

Desoxidation von Stahl

Mn und Si sind in praktisch allen Stählen enthalten. Silizium ist zusammen mit Mangan und Aluminium das wichtigste Desoxidationsmittel. Mn wird auch benötigt, um den Schwefel im Stahl zu "binden" und die Sprödigkeit zu beseitigen. Die Zusätze dieser Elemente überschreiten in der Regel nicht 0,17 bis 0,37 % Si, 0,3 bis 0,7 % Mn und etwa 0,03 % Al. Innerhalb dieser Grenzen gelten sie als Prozesszusatzstoffe und nicht als Legierungselemente. Spezifische Zusätze oberhalb dieses Wertes werden legiert, um dem Stahl bestimmte Eigenschaften zu verleihen.

Silizium

Es ist kein karbidbildendes Element, und sein Anteil im Stahl liegt in der Regel unter 2 %. Es erhöht die Streckgrenze und die Zugfestigkeit des Stahls beträchtlich und verringert bei einem Anteil von über 1 % die Duktilität, die Verformbarkeit und erhöht die Kaltbruchgrenze. Silizium ist strukturell nicht nachweisbar, da es in der Regel in Ferrit gelöst ist, mit Ausnahme des Anteils an Silizium, der nicht als Oxid in der Schlacke geschmolzen ist und im Metall in Form von Einschlüssen verbleibt.

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