Hoe beïnvloeden legeringselementen de prestaties van cryogeen staal?

We noemen meestal het staal gebruikt het temperatuurbereik -10 tot -273 ℃ als lage temperatuur staal of cryogeen staal Volgens legeringselement inhoud en structuur, kan cryogeen staal worden onderverdeeld in: Aluminium gedood C-Mn staal zoals 06MnVTi, 06MnVal, 09Mn2Vre, 06MnNb staal, laag gelegeerd ferrisch lichaam lage temperatuur staal 0,5Ni, 2,5Ni, 3Ni, 3,5Ni, enz., Martensiform lage temperatuur staal zoals 9Ni, 5Ni staal, hoog gelegeerd austenitisch lage temperatuur staal zoals 1Cr18Ni9Ti en 20Mn23Al en ga zo maar door.

Het effect van legeringselementen in lagetemperatuurstaal verwijst voornamelijk naar het effect op de taaiheid van staal bij lage temperatuur:

C

Met de toename van het koolstofgehalte neemt de brosse overgangstemperatuur van staal snel toe en neemt de laseigenschap af, zodat het koolstofgehalte van lagetemperatuurstaal wordt beperkt tot minder dan 0,2%.

Mn

Mangaan kan de taaiheid van staal bij lage temperatuur duidelijk verbeteren. Mangaan komt voornamelijk voor in de vorm van een vaste oplossing in staal en speelt een versterkende rol in de vaste oplossing. Daarnaast is mangaan een element dat het austenietgebied vergroot en de transformatietemperatuur verlaagt (A1 en A3). Het is gemakkelijk om fijne en taaie ferriet- en parelietkorrels te verkrijgen, die de maximale kerfslagenergie kunnen verhogen en de brosse overgangstemperatuur aanzienlijk kunnen verlagen. In het algemeen moet de Mn/C-verhouding gelijk zijn aan 3, wat niet alleen de brosse overgangstemperatuur van staal kan verlagen, maar ook de afname van mechanische eigenschappen kan compenseren die wordt veroorzaakt door de afname van het koolstofgehalte door de toename van het Mn-gehalte.

Ni

Nikkel kan de neiging tot brosse overgang verminderen en de temperatuur van brosse overgang aanzienlijk verlagen. Het effect van nikkel op het verbeteren van de taaiheid bij lage temperatuur van staal is 5 keer dat van mangaan, dat wil zeggen, de brosse overgangstemperatuur daalt met 10 ℃ met de toename van nikkel inhoud met 1%. Dit komt voornamelijk door nikkel met koolstof, geabsorbeerd door de vaste oplossing en versterking, nikkel maakt ook een beweging naar het linkerpunt van eutectoïde staal eutectoïde punt om het koolstofgehalte te verlagen, verlagen de faseovergangstemperatuur (A1 en A2), in vergelijking met hetzelfde koolstofgehalte van koolstofstaal, afname van het aantal ferriet en raffinage, pareliet populaties (het koolstofgehalte van pareliet is ook lager dan koolstofstaal). De experimentele resultaten tonen aan dat de belangrijkste reden waarom nikkel de taaiheid bij lage temperatuur verhoogt, is dat nikkelhoudend staal meer beweeglijke dislocaties heeft bij lage temperatuur en gemakkelijker kan kruisslip. Bijvoorbeeld, staal met een gemiddelde legering en laag koolstof martensiform bij lage temperatuur 9Ni-staalheeft een hoge taaiheid bij lage temperatuur, kan worden gebruikt voor -196℃. De 5Ni staal ontwikkeld op basis van 9Ni staal heeft een goede taaiheid bij lage temperatuur bij -162 ~ 196 ℃.

P, S, Sn, Pb Sb

Fosfor, zwavel, arseen, tin, lood, antimoon: deze elementen zijn niet bevorderlijk voor de taaiheid van staal bij lage temperaturen.

Ze segregeren in de korrelgrens, waardoor de oppervlakte-energie en weerstand van de korrelgrens afneemt en de brosse scheur ontstaat vanaf de korrelgrens en zich uitbreidt langs de korrelgrens tot de breuk compleet is.

Fosfor kan de sterkte van staal verbeteren, maar het zal de brosheid van staal verhogen, vooral bij lage temperaturen. De brosse overgangstemperatuur wordt duidelijk verhoogd, dus het gehalte moet strikt worden beperkt.

O, H, N

Deze elementen verhogen de brosse overgangstemperatuur van staal. Gedeoxideerd silicium en aluminium gedood staal kunnen de taaiheid bij lage temperaturen verbeteren, maar omdat silicium de brosse overgangstemperatuur van staal verhoogt, heeft aluminium gedood staal een lagere brosse overgangstemperatuur dan silicium gedood staal.