鋼で, クロムまたはニッケルのトレースの追加でさえ、結晶構造を変えることができます. それらは、フェライトピアライトからマルテンサイトまたはベイナイトに変換を移すことができます. 炭素は硬度の推進力です. まだ, 合金鋼のこのような余分な要素は穀物を洗練します, 応答の抑制, および腐食抵抗. この記事では、Alloy Steel vsに関するものです. 炭素鋼, これらの組成の微調整が、機械的および冶金の挙動に違いを生む方法を探ります.
炭素鋼とその種類
炭素鋼は、制御された量の炭素を備えた鉄です. その特性は、炭素含有量のシフトとともに変化します. これにより、要求の厳しいエンジニアリング環境で炭素鋼が多目的になります.
- 低炭素鋼: このようなタイプにはまで含まれます 0.25% 炭素. その微細構造は、主に小さな真珠層を持つフェライトです. 非常に延性があり、溶接可能です. 自動車のボディパネルや構造シートで見るかもしれません. それが高い形成性が重要です.
- 中程度の炭素鋼: 炭素含有量はです 0.25-0.60%. 強化されたマルテンサイトまたはベイナイトのために熱処理できます. クランクシャフトに適合します, 偽造, および高負荷マシン部品.
- 高炭素鋼: それは周りにあります 0.60-1.00% 炭素. 消光されたとき, それは硬さを達成し、抵抗を摩耗させることができます. 微細構造には、マルテンサイトまたは強化されたマルテンサイトがある可能性があります. 切削工具の選択肢です, 死ぬ, および高ストレススプリング.
- 超高炭素鋼: そのようなグレードはまで到達できます 2.0% 炭素. 彼らは硬いマルテンサイトを形成しますが、賢明ではないにしても脆くなる可能性があります. 熱処理はマイクロクラックを寄せ付けません. ナイフに使用されます, パンチ, 硬度のための他の精密ツール.
合金鋼とそのタイプ
合金鋼は、選択された合金要素の観点から炭素鋼とは異なります. 原子レベルで, 特殊な微細構造を促します. それは強さを保証します, タフネス, および腐食抵抗.
- 低合金鋼: それらが含まれています 1% に 5% CRの, MO, またはで. 多くの圧力容器は、高温でクリープ抵抗にそのようなグレードを利用しています. 彼らは穀物の構造と疲労性能を改良するためにクエンチングと抑制を経験するかもしれません.
- 高合金鋼: 彼らは上回ります 5% 合計合金含有量. そのようなグレードの多くは、卓越したクロムレベルを採用して化学攻撃または熱攻撃に耐えます. 例には、近くに硬さを維持する高クロミウムツール鋼が含まれます 500°C.
- ステンレス鋼: 少なくとも 10.5% クロムは受動的な酸化耐性層にあります. AusteniticのFCC構造 304 極低温アプリケーションに適しています. フェライトとマルテンサイトのバリアントは、磁気特性と硬度に異なる熱処理を使用しています.
- ツール鋼: 彼らはタングステンを使用します, クロム, バナジウム, 耐摩耗性のモリブデン. 例えば, H13は、ダイキャスティング型の熱ショックを生き延びます. 熱処理は、研磨条件下でエッジの保持を維持する硬い炭化物を形成します.
- マイクロアロイ鋼: 彼らは微小量のニオビウムを使用します, チタン, または穀物洗練のためのバナジウム. 100万NBあたり数百部でさえ、降伏強度を上げることができます. そのような鋼は熱処理をスキップし、制御されたローリングと冷却を使用して高強度.
- マレージング鋼: それらは、超低炭素含有量を持つニッケルベースの鋼です. 老化は、金属間沈殿物を生成し、強度を高めます. マラジー鋼は延性があり、ロケットモーターケースのために航空宇宙用途で好まれています.
合金鋼Vs. 炭素鋼: 重要な違い
構成と合金要素
専門家が合金鋼と議論するとき. 炭素鋼, 彼らは、余分な要素がパフォーマンスにどのように影響するかに焦点を当てています. 炭素鋼にはまであります 2.0% 限られたマンガンまたはシリコンの炭素. 一方で, 合金鋼にはクロムが含まれる場合があります, ニッケル, モリブデン, ユニークな量のバナジウム. このような要素のわずかな追加は、特定の特性のためにフェライトピアライトのバランスをシフトできます. 上記のクロム 5% 耐摩耗性を改善できます. のニッケル 3-5% 範囲は、低温での靭性を高めます. 濃度のモリブデン 0.2-0.5% 高温環境ではクリープを下げます. それで, それは、合金鋼の本当の本質を定義します. 炭素鋼.
微細構造と相変換
合金鋼vs. 炭素鋼の議論, 専門家は、各金属の微細構造が熱サイクルにどのように反応するかを強調します. フェライト間の炭素鋼の移行, 真珠, ボライト, またはマルテンサイトは炭素含有量と冷却速度に従っています. 合金鋼で, クロムまたはニッケルは特定の相を安定させます. 消光中に変換を遅らせたり加速したりする可能性があります. 炭化物は、均一な硬度分布のために高クロミウムまたは高バナジウム鋼で形成される可能性があります. ニッケルが豊富な鋼鉄は、最終的な靭性に影響を与えるために室温で安定したオーステナイト相を維持できます. その間, ホウ素のわずかな追加により、硬化性プロファイルが変化する可能性があります. 今後, 合金を鋼鉄とレンダリングします. 機械的目標に依存する炭素鋼の選択.
熱処理と硬化メカニズム
合金鋼と比較すると、熱処理は異なります. 炭素鋼. 炭素鋼は単純な正規化を使用します, 消光, または、パーライトとマルテンサイト層を制御するための和解. まだ, 合金鋼は、合金要素間の相互作用のために異なる反応をすることができます. クロムとモリブデンは、二次硬化ピークのための焼き戻し中の軟化に対する耐性を強化することができます. バナジウムとニオビウムは、耐摩耗性のために耐酸化中に細い炭化物を沈殿させる可能性があります. 制御された大気炉処理は、高合金鋼の炭素制御の鍵です. 真空熱処理も表面仕様と脱炭を調整することができます. なぜ合金鋼と鋼の理由を示しています. 炭素鋼の熱処理には冶金学の専門知識が必要です.
極端な条件での機械的特性
合金鋼と評価する場合、違いは注目に値します. エキサイティングな負荷の下で炭素鋼, 温度, または腐食. 炭素鋼は、室温で予測可能な強度を示す場合があります. まだ, 合金鋼は、高熱タービン成分で使用されます. クロムとモリブデンの追加は、高温でクリープに抵抗するのに役立ちます. ニッケル濃縮鋼は、極低温貯蔵タンクの凍結をはるかに下回る靭性を保持できます. わずかなクロム (その上 2%) 腐食性の設定でのパッシブレイヤーを改善できます. 0.5-1% 銅は海洋条件で鋼を保護できます. 故障がリスクを冒されないときに合金設計がプレーン炭素鋼を打ち負かす方法を示しています.
溶接と製造の考慮事項
溶接の専門家は、合金鋼と比較します. 亀裂感受性と熱に影響を受けるゾーンの性能を理解するための炭素鋼. 普通の炭素鋼のより高い炭素含有量は、冷却が速すぎる場合、溶接近くの硬化ゾーンを引き起こす可能性があります. より高い硬化性の合金鋼は、予熱されていない場合、または治療後に処理されない場合、水素誘発性亀裂に直面する可能性があります. 合金化ホウ素は、強度と靭性に合うように溶接消耗品を要求する可能性があります. 高硫黄またはリンを伴う鋼の微細構造を制御するのに役立ちます. フィラーメタルの選択は、異なるジョイントが必要な場合に望ましい機械的特性を維持するのに役立ちます. 覚えて, 熟練した溶接プロセスは、合金鋼と最適化されています. 炭素鋼の関節.
アプリケーションと将来の方向
実際に, 合金鋼との選択. 炭素鋼は環境と機械的要求にカウントされます. 圧力容器, クランクシャフト, 航空宇宙用具は、その強さと延性のためにChrome-MolyまたはNickel-Steelsを使用します. 車軸と構造ビームは、炭素鋼を費用対効果に使用する場合があります. まだ, 彼らはタフネスのために細粒の練習を利用しています. 疲労寿命のための安定したコルクリトリド沈殿物のためのチタンまたはニオブを備えた将来の近代化マイクロアロイ. 粉末冶金手法は、合金鋼と発達します. 合金要素の均一な分布を持つ炭素鋼. したがって, 洗練された化学物質と熱処理が鋼の性能を拡大することを確認します.
合金鋼の選択に関するクエリがある場合. 炭素鋼, お問い合わせ.
