Lære om de vanlige stållegerende agenter

Stål er i hovedsak jern og karbonlegering med visse ytterligere elementer. Legering av legering brukes til å endre kjemisk sammensetning av stål og forbedre egenskapene sine over karbonstål eller justere dem for å tilfredsstille kravene til en bestemt applikasjon.

Fordeler ved stålgjennende stoffer:

Forskjellige legeringselementer har hver sin effekt på stålets egenskaper. Noen av egenskapene som kan forbedres gjennom legering inkluderer:

• Stabiliserende austenitt : Elementer som nikkel, mangan, kobolt og kobber øker temperaturområdet der austenitt eksisterer.
• Stabiliserende ferrit : Krom, wolfram, molybden, vanadium, aluminium og silisium kan føre til at kullens løselighet i austenitt reduseres. Dette resulterer i en økning i karbidmengden i stålet og reduserer temperaturområdet der austenitt eksisterer.
• Karbiddannelse : Mange mindre metaller, inkludert krom, wolfram, molybden, titan, niob, tantal og zirkonium, danner sterke karbider som i stål øker hardheten og styrken. Slike stål brukes ofte til å lage høyhastighets stål og varmt arbeidstål.
• Grafittisering : Silisium, nikkel, kobolt og aluminium kan redusere stabiliteten av karbider i stål, fremme deres nedbrytning og dannelsen av fri grafitt.
• Reduksjon av eutektoidkonsentrasjon : Titan, molybden, wolfram, silisium, krom og nikkel alle reduserer eutektoidkonsentrasjonen av karbon.

• Øk korrosjonsmotstanden : Aluminium, silisium og krom danner beskyttende oksidlag på overflaten av stål, og beskytter dermed metallet mot ytterligere forverring i visse miljøer.

Common Steel Alloying Agents:

Nedenfor er en liste over vanlige legeringselementer og deres påvirkning på stål (standardinnhold i parentes):

• Aluminium (0. 95-1. 30%): En deoksideringsmiddel. Brukes til å begrense veksten av austenittkorn.
• Boron (0 001-0 003%): Et herdbarhetsmiddel som forbedrer deformerbarheten og bearbeidbarheten. Bor er tilsatt til fullt drept stål og må bare legges i svært små mengder for å få en herdingspåvirkning. Tilsetninger av bor er mest effektive i lavkarbonstål.
• Krom (0-5-18%): En nøkkelkomponent av rustfritt stål. Ved over 12 prosent innhold, forbedrer krom korrosjonsbestandigheten betydelig. Metallet forbedrer også herdbarhet, styrke, respons på varmebehandling og slitestyrke.
• Kobolt : Forbedrer styrke ved høye temperaturer og magnetisk permeabilitet.
• Kobber (0, 1-0, 4%): Oftest funnet som et restmiddel i stål, kobber er også tilsatt for å gi nedbørsherdingsegenskaper og øke korrosjonsmotstanden.
• Bly : Selv om det er nesten uoppløselig i flytende eller fast stål, blir det noen ganger tilsatt bly i karbonstål via mekanisk spredning under helling for å forbedre maskinbearbeidelsen.
• Mangan (0-25-13%): Øker styrken ved høye temperaturer ved å eliminere dannelsen av jernsulfider. Mangan forbedrer også herdbarheten, duktiliteten og slitestyrken. Som nikkel er mangan et austenittdannende element og kan brukes i AISI 200-serien av austenitiske rustfrie stål som erstatning for nikkel.

• Molybden (0-2-5. 0%): Funnet i små mengder i rustfritt stål, øker molybden herdbarhet og styrke, spesielt ved høye temperaturer. Brukes ofte i krom-nikkel-austenitisk stål, beskytter molybden mot pittingkorrosjon forårsaket av klorider og svovelkemikalier.
• Nikkel (2-20%): Et annet legeringselement som er kritisk for rustfritt stål, er nikkel tilsatt med over 8% innhold til høyt, rustfritt stål. Nikkel øker styrke, slagstyrke og seighet, samtidig som det forbedrer motstanden mot oksidasjon og korrosjon. Det øker også seighet ved lave temperaturer når det tilsettes i små mengder.
• Niobium : Har fordelen av å stabilisere karbon ved å danne harde karbider, og derfor finnes det ofte i høytemperaturstål. I små mengder kan niob i betydelig grad øke utbyttestyrken og i mindre grad strekkfastheten til stål, samt ha en moderat nedbørstestningseffekt.
• Nitrogen : Øker austenitisk stabilitet i rustfritt stål og forbedrer avkastningsstyrken i slike stål.
• Fosfor: Fosfor blir ofte tilsatt med svovel for å forbedre maskinbearbeiding i lavlegeringsstål. Det gir også styrke og øker korrosjonsmotstanden.
• Selen : Øker maskinbearbeidelse.
• Silicon (0-2-2,0%): Denne metalloid forbedrer styrke, elastisitet, syrefasthet og resulterer i større kornstørrelser, og derved fører til større magnetisk permeabilitet. Fordi silisium brukes i et deoksideringsmiddel i produksjonen av stål, er det nesten alltid funnet i noen prosentandel i alle stålkarakterer.
• Svovel (0, 08-0, 15%): Lagt til i små mengder, forbedrer svovel bearbeidbarhet uten at det resulterer i korthet. Ved tilsetning av mangan blir varm korthet ytterligere redusert på grunn av at mangansulfid har et høyere smeltepunkt enn jernsulfid.
• Titanium : Forbedrer både styrke og korrosjonsbestandighet, samtidig som det begrenser austenitt kornstørrelse. Ved 0. 25-0. 60 prosent titaninnhold, karbon kombinerer med titan, slik at krom forblir ved korngrenser og motstår oksidasjon.
• Tungsten : Produserer stabile karbider og forandrer kornstørrelsen for å øke hardheten, spesielt ved høye temperaturer.
• Vanadium (0, 15%): Som titan og niob kan vanadium produsere stabile karbider som øker styrken ved høye temperaturer. Ved å fremme en fin kornstruktur, kan duktiliteten beholdes.
• Zirkonium (0,1%): Øker styrken og begrenser kornstørrelsen. Styrken kan spesielt økes ved svært lave temperaturer (under frysing). Stål er som inkluderer zirkonium opp til ca 0. 1% innhold vil ha mindre kornstørrelser og motstå brudd.

_Kilder: SubsTech. Stoffer og teknologi. Effekt av legeringselementer på stålegenskaper. (Www. Substech.com) Chase Legeringer. Effekter av legerende elementer i stål. (www. chasealloys. co. uk)

Følg Terence på Google+