In Stählen, Sogar die Spurenerziger von Chrom oder Nickel können kristalline Strukturen verändern. Sie können Transformationen von Ferrite-Pearlit zu Martensit oder Bainit verändern. Kohlenstoff ist der Treiber der Härte. Noch, Solche zusätzlichen Elemente in Legierungsstählen verfeinern Körner, Temperierungsreaktion, und Korrosionsbeständigkeit. In diesem Artikel über Legierungstahl vs. Kohlenstoffstahl, Wir werden untersuchen.
Kohlenstoffstahl und seine Typen
Kohlenstoffstahl ist Eisen mit kontrollierten Kohlenstoffmengen. Die Eigenschaften ändern sich mit Verschiebungen des Kohlenstoffgehalts. Das macht Kohlenstoffstahl Mehrzweck in anspruchsvollen technischen Umgebungen.
- Niedriger Kohlenstoffstahl: Ein solcher Typ enthält bis zu 0.25% Kohlenstoff. Seine Mikrostruktur ist hauptsächlich Ferrit mit kleinen Pearlitregionen. Es ist sehr duktil und schweißbar. Möglicherweise sehen Sie es in Automobilkörpern und Strukturblättern. Hier ist die hohe Formbarkeitsfähigkeit von Bedeutung.
- Mittel Kohlenstoffstahl: Kohlenstoffgehalt ist 0.25-0.60%. Es kann hitzebehandelt werden für temperierte Martensit oder Bainit. Es passt Kurbelwellen, Schmiedungen, und High-Lader-Maschinenteile.
- Hoher Kohlenstoffstahl: Es hat herum 0.60-1.00% Kohlenstoff. Beim Löschen, Es kann Härte erreichen und Widerstand tragen. Die Mikrostruktur kann Martensit oder temperierte Martensit haben. Es ist eine Auswahl für das Schneiden von Werkzeugen, stirbt, und Hochstress-Quellen.
- Ultrahohe Kohlenstoffstahl: Solche Noten können bis zu erreichen 2.0% Kohlenstoff. Sie bilden harte Martensit, können aber brüchig werden, wenn nicht klug gemildert. Die Wärmebehandlung hält Mikroriker in Schach. Sie werden für Messer verwendet, Schläge, und andere Präzisionswerkzeuge für hohe Härte.
Legierungstahl und seine Typen
Legierungsstahl unterscheidet sich von Kohlenstoffstahl in Bezug auf ausgewählte Legierungselemente. Auf atomarer Ebene, Es fordert spezielle Mikrostrukturen auf. Es versichert Stärke, Zähigkeit, und Korrosionsbeständigkeit.
- Low-Alloy-Stähle: Sie enthalten 1% Zu 5% von Cr, MO, oder bei. Viele Druckbehälter verwenden solche Noten für Kriechwiderstand bei hohen Temperaturen. Sie könnten löschen und temperieren, um die Getreidestruktur und die Ermüdungsleistung zu verfeinern.
- Hochglosen Stähle: Sie übertreffen 5% totaler Legierungsinhalt. Viele solcher Klassen verwenden herausragende Chromspiegel, um chemische oder thermische Angriffe zu tolerieren. Beispiele hier 500° C.
- Edelstähle: Mindestens 10.5% Chrom befindet sich in ihrer passiven oxidationsresistenten Schicht. Die FCC -Struktur der Austenitischen 304 passt kryogene Anwendungen. Ferritische und martensitische Varianten verwenden unterschiedliche Wärmebehandlungen für magnetische Eigenschaften und Härte.
- Werkzeugstähle: Sie verwenden Wolfram, Chrom, Vanadium, und Molybdän für Verschleißfestigkeit. Zum Beispiel, H13 überlebt den thermischen Schock bei sterbenden Formen. Die Wärmebehandlungsbehandlung bildet harte Carbide, die die Kantenretention unter abrasiven Bedingungen halten.
- Mikroalloyierte Stähle: Sie verwenden winzige Mengen Niob, Titan, oder Vanadium zur Verfeinerung der Getreide. Selbst ein paar hundert Teile pro Million NB können die Ertragsfestigkeit erhöhen. Solche Stähle überspringen Wärmebehandlungen und verwenden kontrolliertes Rollen und Abkühlen für hohe Zähigkeit.
- Stähle heiraten: Sie sind auf nickelbasierte Stähle mit ultra-niedrigem Kohlenstoffgehalt. Altern erzeugt intermetallische Ausfälle, die die Festigkeit erhöhen. Maraging -Stähle sind duktil und werden in Luft- und Raumfahrtanwendungen für Raketenmotorfälle bevorzugt.
Legierungstahl vs. Kohlenstoffstahl: Schlüsselunterschiede
Zusammensetzung und Legierungselemente
Wenn Experten Legierungsstahl diskutieren vs. Kohlenstoffstahl, Sie konzentrieren sich darauf, wie sich zusätzliche Elemente auf die Leistung auswirken. Kohlenstoffstahl hat bis zu bis zu 2.0% Kohlenstoff mit begrenztem Mangan oder Silizium. Auf der anderen Seite, Legierungstahl kann Chrom umfassen, Nickel, Molybdän, und Vanadium in einzigartigen Mengen. Kleine Ergänzungen solcher Elemente können das Ferrit-Pearlit-Gleichgewicht für bestimmte Merkmale verändern. Chrom oben 5% kann den Verschleißfestigkeit verbessern. Nickel in der 3-5% Range erhöht die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen. Molybdän in Konzentrationen von 0.2-0.5% senkt das Kriechen in Hochtemperaturumgebungen. Also, Es definiert die eigentliche Essenz von Legierungstahl vs. Kohlenstoffstahl.
Mikrostruktur- und Phasentransformationen
In Legierungstahl vs. Diskussionen von Kohlenstoffstahl, Fachleute betonen, wie die Mikrostruktur jedes Metalls auf thermische Zyklen reagiert. Kohlenstoffstahlübergänge zwischen Ferrit, Pearlit, Bolite, oder Martensit entsprechen dem Kohlenstoffgehalt und der Kühlrate. Mit Legierungsstählen, Chrom oder Nickel stabilisieren bestimmte Phasen. Es kann Transformationen beim Löschen verzögern oder beschleunigen. Carbide können sich in Stäheln mit hohem Chrom- oder Hochvanadium für einheitliche Härteverteilungen bilden. Nickelreiche Stähle können eine stabile austenitische Phase bei Raumtemperatur behalten, um die endgültige Zähigkeit zu beeinflussen. In der Zwischenzeit, Kleine Ergänzungen von Bor können Härtbarkeitsprofile verändern. Fortan, Es macht legierte Stahl vs. Auswahl des Kohlenstoffstahls abhängig von mechanischen Zielen.
Wärmebehandlung und Härtungsmechanismen
Die Wärmebehandlung unterscheidet sich beim Vergleich von Legierungsstahl mit VS. Kohlenstoffstahl. Kohlenstoffstahl verwendet eine einfache Normalisierung, Quenching, oder Temperierung zur Kontrolle der Pearlit- und Martensitbildung. Noch, Legierungsstähle können aufgrund von Wechselwirkungen zwischen Legierungselementen unterschiedlich reagieren. Chrom und Molybdän können die Resistenz gegen die Erweichen während des Temperierens für einen sekundären Härtungspeak verstärken. Vanadium und Niob können während des Temperierens bei Verschleißfestigkeit feine Carbide ausfallen. Behandlungen der kontrollierten Atmosphäre sind der Schlüssel zur Kohlenstoffkontrolle bei hochgolösen Stählen. Vakuumwärmebehandlung kann auch Oberflächenspezifikationen und Dekarburisierung einstellen. Es zeigt, warum Legierungstahl gegen. Behandlungen für Kohlenstoffstahl -Wärme benötigen metallurgische Fachkenntnisse.
Mechanische Eigenschaften unter extremen Bedingungen
Der Unterschied ist bemerkenswert bei der Bewertung von Legierungsstahl vs. Kohlenstoffstahl unter aufregenden Lasten, Temperatur, oder Korrosion. Kohlenstoffstähle können eine vorhersehbare Festigkeit bei Raumtemperatur zeigen. Trotzdem, Legierungsstähle werden in Turbinenkomponenten mit hoher Hitze verwendet. Chrom- und Molybdänszusätze helfen dabei, Kriechen bei hohen Temperaturen zu widerstehen. Nickel angereicherte Stähle können für kryogene Lagertanks weit unter dem Gefrierpunkt stehen bleiben. Leichte Chrom (über 2%) Kann Passivierungsschichten in korrosiven Einstellungen verbessern. 0.5-1% Kupfer kann Stahl unter Meeresbedingungen schützen. Es zeigt.
Überlegungen zur Schweißen und Herstellung
Schweißexperten vergleichen Legierungsstahl vs. Kohlenstoffstahl zum Verfassen von Crack-Anfälligkeit und wärmebedigte Zonenleistung. Ein höherer Kohlenstoffgehalt in einfachen Kohlenstoffstählen kann gehärtete Zonen in der Nähe der Schweißnaht auslösen, wenn die Kühlung zu schnell ist. Legierungsstähle mit höherer Härten könnten mit wasserstoffinduziertem Rissen ausgesetzt sein, wenn sie nicht vorgeheizt oder nach dem Heizen behandelt werden. Legierter Bor kann das Schweißen von Verbrauchsmaterialien verlangen, um Stärke und Zähigkeit entsprechen. Schweißverfahren für Temperaturen helfen bei der Kontrolle der Mikrostruktur in Stählen mit hohem Schwefel oder Phosphor. Die Auswahl der Füllstoffmetall hilft dabei. Erinnern, Fachschweißprozesse optimieren Legierungsstahl vs. Kohlenstoffstahlverbindungen.
Anwendungen und zukünftige Anweisungen
Real, Die Wahl zwischen Legierungsstahl vs. Kohlenstoffstahl zählt auf die Umwelt und die mechanischen Anforderungen. Druckbehälter, Kurbelwellen, und Luft- und Raumfahrtgeräte verwenden Chrom- oder Nickel-Vitions für ihre Stärke und Duktilität. Achsen und Strukturstrahlen können kostengünstig Kohlenstoffstahl verwenden. Trotzdem, Sie nutzen feinkörnige Praxis für Zähigkeit. Zukünftige Modernisierungen Mikroalloy mit Titan oder Niob für stabile Carbonitrid -Ausfälle für die Lebensdauer von Müdigkeit. Pulvermetallurgie -Methoden entwickeln Legierungsstahl vs. Kohlenstoffstahl mit einer gleichmäßigen Verteilung von Legierungselementen. Daher, Es bestätigt, dass raffinierte Chemie- und Wärmebehandlungen die Stahlleistung erweitern werden.
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