Wie wirken sich Legierungselemente auf die Leistung kryogener Stähle aus?

In der Regel nennen wir den Stahl, der im Temperaturbereich von -10 bis -273℃ verwendet wird, Tieftemperaturstahl oder kryogenen Stahl Je nach Legierungselementgehalt und Struktur können kryogene Stähle unterteilt werden: Aluminium getötet C-Mn Stahl wie 06MnVTi, 06MnVal, 09Mn2Vre, 06MnNb Stahl, niedrig legierte Eisen Körper Tieftemperatur-Stahl 0.5Ni, 2.5Ni, 3Ni, 3.5Ni, etc., Martensiform Tieftemperatur-Stähle wie 9Ni, 5Ni Stahl, hochlegierte austenitische Tieftemperatur-Stähle wie 1Cr18Ni9Ti und 20Mn23Al und so weiter.

Die Auswirkung von Legierungselementen in Tieftemperaturstählen bezieht sich hauptsächlich auf ihre Auswirkungen auf die Tieftemperaturzähigkeit von Stählen:

C

Mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt steigt die Versprödungstemperatur des Stahls schnell an und die Schweißeigenschaften nehmen ab, so dass der Kohlenstoffgehalt von Tieftemperaturstahl auf weniger als 0,2% begrenzt ist.

Mn

Mangan kann die Tieftemperaturzähigkeit von Stahl deutlich verbessern. Mangan kommt im Stahl hauptsächlich in Form von Mischkristallen vor und spielt die Rolle der Mischkristallverfestigung. Darüber hinaus ist Mangan ein Element, das den Austenitbereich vergrößert und die Umwandlungstemperatur senkt (A1 und A3). Es ist einfach, feine und duktile Ferrit- und Perlitkörner zu erhalten, die die maximale Kerbschlagarbeit erhöhen und die Sprödübergangstemperatur erheblich reduzieren können. Im Allgemeinen sollte das Mn/C-Verhältnis gleich 3 sein, wodurch nicht nur die Sprödübergangstemperatur des Stahls gesenkt werden kann, sondern auch der Rückgang der mechanischen Eigenschaften kompensiert wird, der durch den Rückgang des Kohlenstoffgehalts aufgrund der Erhöhung des Mn-Gehalts verursacht wird.

Ni

Nickel kann die Tendenz zum spröden Übergang abmildern und die Temperatur des spröden Übergangs deutlich senken. Die Wirkung von Nickel auf die Verbesserung der Tieftemperatur-Zähigkeit von Stahl ist 5 mal, dass von Mangan, das heißt, die spröde Übergangstemperatur sinkt um 10℃ mit der Erhöhung der Nickelgehalt um 1%. Dies ist vor allem wegen der Nickel mit Kohlenstoff, durch die feste Lösung und Verstärkung absorbiert, Nickel macht auch einen Umzug in den linken Punkt der eutektoiden Stahl eutektoiden Punkt, um den Kohlenstoffgehalt zu reduzieren, reduzieren Sie die Phasenübergangstemperatur (A1 und A2), im Vergleich mit dem gleichen Kohlenstoffgehalt von Kohlenstoffstahl, Rückgang der Zahl der Ferrit und Raffination, Perlit Populationen (der Kohlenstoffgehalt von Perlit ist auch niedriger als Kohlenstoffstahl). Die Versuchsergebnisse zeigen, dass der Hauptgrund, warum Nickel die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen erhöht, darin liegt, dass nickelhaltiger Stahl bei niedrigen Temperaturen mehr bewegliche Versetzungen aufweist und leichter quer gleiten kann. Ein Beispiel: Mittellegierter martensitischer Tieftemperaturstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt 9Ni-Stahlhat eine hohe Tieftemperaturzähigkeit, kann für -196℃ verwendet werden. Der 5Ni-Stahl, der auf der Grundlage von 9Ni-Stahl entwickelt wurde, hat eine gute Tieftemperaturzähigkeit bei -162~-196℃.

P, S, Sn, Pb Sb

Phosphor, Schwefel, Arsen, Zinn, Blei, Antimon: Diese Elemente sind der Tieftemperaturzähigkeit von Stahl nicht förderlich.

Sie entmischen sich in der Korngrenze, was die Oberflächenenergie und den Widerstand der Korngrenze verringert und dazu führt, dass der spröde Riss von der Korngrenze ausgeht und sich entlang der Korngrenze ausbreitet, bis der Bruch vollständig ist.

Phosphor kann die Festigkeit von Stahl verbessern, erhöht aber die Sprödigkeit des Stahls, insbesondere bei niedrigen Temperaturen. Die Versprödungstemperatur ist offensichtlich erhöht, so dass sein Gehalt streng begrenzt werden sollte.

O, H, N

Diese Elemente erhöhen die Sprödübergangstemperatur von Stahl. Desoxidiertes Silizium und aluminiumberuhigte Stähle können die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen verbessern, aber da Silizium die Sprödübergangstemperatur von Stählen erhöht, haben aluminiumberuhigte Stähle eine niedrigere Sprödübergangstemperatur als siliziumberuhigte Stähle.