Ötvözött acélok katalógusa
Ötvözött acélok katalógusa
Kattintson bármelyik termékre a részletek megtekintéséhez
Mi az ötvözött acél?
Az ötvözött acél egy olyan acélfajta, amely a kívánt mechanikai tulajdonságokat egy vagy több elem (a szénen kívül) hozzáadásával éri el. A hagyományos szénacéllal ellentétben, amely főként vasból és szénből áll, és csak kis mennyiségű nyomelemet, például mangánt, szilíciumot és foszfort tartalmaz, az ötvözött acél javítja teljesítményjellemzőit azáltal, hogy meghatározott elemeket ad hozzá egy szabályozott tartományon belül.
A koncepció némileg rugalmas, mivel történelmileg az különböztette meg a közönséges szénacéltól, hogy a mangántartalma meghaladja-e a 2%-t, vagy legalább 0,1% és 0,5% közötti koncentrációban tartalmaz-e más specifikus elemeket. Az acél tisztaságának javulásával azonban már a 0,005% adalékanyagok is jelentős hatással lehetnek a mechanikai tulajdonságokra, ami a mikroötvözött vagy nagy szilárdságú, alacsony ötvözetű (HSLA) acélok megjelenéséhez vezethet.
Ötvözőelemek és hatásuk
A fő ötvözőelemek általában a szilícium (Si), mangán (Mn), nikkel (Ni), króm (Cr), molibdén (Mo), volfrám (W), vanádium (V), kobalt (Co), bór (B), réz (Cu), alumínium (Al), titán (Ti) és nióbium (Nb). Ezeket az elemeket az acél szerkezetének és tulajdonságainak módosítására adják hozzá.
- Mangán (Mn)Növeli az edzhetőséget. Ausztenit stabilizátorként is használható.
- Szilícium (Si)Deoxidálószerként működik, és növelheti a szilárdságot és az edzhetőséget.
- Nikkel (Ni)Szilárdságot biztosít és fokozza az edzhetőséget edzés és megeresztés révén. Javítja az alacsony hőmérsékletű szívósságot is, és ausztenit stabilizátorként is használható.
- Króm (Cr): Kulcsfontosságú a rozsdamentes acélok korrózióállósága szempontjából, mivel passzív réteget képez. Segíti az edzhetőséget és kemény keményfémeket képez.
- Molibdén (Mo): Elősegíti az edzhetőséget, kemény keményfémeket képez, és csökkentheti a megeresztési ridegedést. Hozzájárul a magas hőmérsékletű tulajdonságokhoz és a feszültség-törés értékekhez is.
- Vanádium (V): Vanádium-karbonitrid kiválások képződésével erősíti az acélt, és hatékony edzhetőségi elem.
- Volfrám (W)Nagyon kemény keményfémeket képez és ellenáll a megeresztési hatásoknak.
- Alumínium (Al)Deoxidálószerként használják, és korlátozhatja a szemcsenövekedést. Bizonyos nitridáló ötvözetekben ammóniagázzal reagálva stabil, kemény vegyületeket képez. Bizonyos acélokban passzív réteg kialakulását is elősegítheti.
- Bór (B): Az edzhetőség növelésére használják.
- Réz (Cu)Javíthatja a légköri korrózióval szembeni ellenállást.
Osztályozás
- Ötvözőelemek mennyisége:
- Alacsony ötvözetű acélokA teljes ötvözőanyag-tartalom általában kevesebb, mint 5 wt%. Egyes definíciók ezt 8% alá terjesztik ki. Akkor használják őket, amikor a szilárdsági követelmények meghaladják a szénacélok által nyújtott teljesítményt, jobb szívósságot és edzhetőséget kínálva.
- Közepesen ötvözött acélokA teljes ötvözőanyag-tartalom jellemzően 5–10 wt% tartományban van.
- Magasan ötvözött acélokA teljes ötvözőanyag-tartalom meghaladja a 10 wt%-t. Ez a kategória magában foglalja a rozsdamentes acélokat, a szerszámacélokat és a hőálló acélokat.
- ÖsszetételA domináns ötvözőelemek szerint osztályozva, például nikkelacélok, krómacélok, Cr-Ni acélok vagy Cr-Ni-Mo acélok.
- MikrostruktúraA domináns mikroszerkezet szerint osztályozva, például martenzites, ausztenites vagy bainites acélok.
- AlkalmazásKategorizálva a felhasználásuk alapján, például korrózióálló acél, hőálló acél, mágneses acél vagy szerszámacél.
Tulajdonságok
- Fokozott szilárdság és keménységAz ötvözőelemek javíthatják az anyagok szilárdságát és keménységét, de ezeknek a tulajdonságoknak a teljes kihasználásához általában utólagos hőkezelésre van szükség.
- Javított edzhetőségAz ötvözőelemek lehetővé teszik az acél vastagabb keresztmetszetű edzését enyhébb edzőközegek (például olaj vagy levegő a víz helyett) alkalmazásával, ezáltal csökkentve a deformáció vagy repedés kockázatát. Az ötvözőelemek lelassítják az ausztenitből martenzitté való átalakulás sebességét.
- Jobb szívósságSokuk fokozott szívósságot kínál.
- Ellenállás a megeresztés során fellépő lágyulással szembenAz ötvöző elemek javítják az acél lágyulással szembeni ellenállását megeresztési hőmérsékletnek kitéve.
- Javított magas és alacsony hőmérsékleti tulajdonságokSzélesebb hőmérsékleti tartományban képes megőrizni szilárdságát és teljesítményét, a kriogéntől a magas hőmérsékletig.
- Fokozott korrózió- és oxidációs ellenállásAz olyan elemek, mint a króm, létfontosságúak a korrózióállóság szempontjából, passzív réteget képezve. Az alumínium, a króm és a szilícium ötvözőelemként jelenlévve megváltoztathatják a felületi oxidok összetételét, hogy védőbbek legyenek.
- KopásállóságBizonyos ötvözött acélok kiváló kopásállóságot mutatnak, különösen azok, amelyek kemény keményfémeket alkotó elemeket tartalmaznak.
- Különleges tulajdonságokKülönböző „minőségekben” gyártják őket speciális alkalmazásokhoz, például csapágyminőségben, hidegalakítási minőségben, repülőgép-minőségben és nyomástartó edény-minőségben, mindegyikhez szigorú követelmények vonatkoznak az összetételre, a belső tömörségre és a felületi integritásra.
Hegeszthetőség
Általában nehezebb hegeszteni, mint a hagyományos szénacélt. Nem megfelelő kezelés esetén hajlamos a keményedésre, ridegedésre és repedésre. Hegesztés előtt előmelegítésre lehet szükség, és alacsony hidrogéntartalmú hegesztési eljárás ajánlott. A hegesztéshez használt ötvözött acél jellemzően alacsony széntartalmú, általában kevesebb, mint 0,25% és gyakran kevesebb, mint 0,15%.
Alkalmazások
- Autóipar és repülőgépipar: Motoralkatrészekhez, futóművekhez, szerkezeti elemekhez stb. használják. Például AISI A 4140 és 4340 acélokat általában tengelyekhez és keretekhez használják.
- Nehézgépek és építőipar: Gerendákban, tartályokban, fúrótornyokban és szállítóeszközökben használják.
- Csővezetékek: Olaj és gáz biztonságos szállítására szolgálnak.
- Gépalkatrészek: Fogaskerekek, tengelyek, csapágyak és nagy igénybevételnek kitett alkatrészek.
GYIK
Az ötvözött acél olyan acélfajta, amelyhez a szokásos szénen és a szokásos mennyiségű mangánen, szilíciumon és rézen túl egy vagy több elemet szándékosan adnak hozzá a kívánt tulajdonságok, például a fokozott szilárdság, keménység vagy korrózióállóság elérése érdekében.
Ez az adott ötvözött acéltól függ. Míg az alacsony ötvözetű acélokat általában nem tekintik korrózióállónak, némelyiket a jobb légköri korrózióállóságra tervezték. A rozsdamentes acélok, a magas ötvözetű acélok jelentős alkategóriája, kifejezetten a korrózióállóságra lettek tervezve krómtartalmuk miatt, védő passzív réteget képezve.
Igen, az ötvözött acélok kiváló szilárdságukról és szívósságukról ismertek. Úgy tervezték őket, hogy jobb mechanikai tulajdonságokat biztosítsanak a hagyományos szénacélokhoz képest.
Az ötvözött acél egy fémfajta, és általában erősebb, mint a sima szénacél és sok tiszta fém. Az ötvözőelemek hozzáadása jelentősen javítja az olyan tulajdonságokat, mint a szilárdság és a szívósság.
Ez az adott típustól és mikroszerkezettől függ. A ferrites rozsdamentes acélok mágnesesek. Az ausztenites rozsdamentes acélok lágyított állapotukban jellemzően nem mágnesesek, de hidegalakítás után részben mágnesessé válhatnak. A martenzites rozsdamentes acélok mágnesesek.
Az alacsony ötvözetű acél egy olyan acéltípus, amely szándékosan hozzáadott ötvözőelemeket, például nikkelt, krómot vagy molibdént tartalmaz, teljes ötvözőtartalma általában kevesebb, mint 5% és 8% között van, így kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik a sima szénacélokhoz képest.
Az ötvözött acélok nagyon erősek, és kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, például magas folyáshatárral és szakítószilárdsággal a sima szénacélokhoz képest, különösen megfelelő hőkezelés után.
Az ötvözött acél elsősorban vasból és szénből készül, amelyhez szándékosan ötvözőelemeket, például mangánt, szilíciumot, nikkelt, krómot, molibdént, vanádiumot és másokat adnak a kívánt tulajdonságok elérése érdekében.
Az alacsony ötvözetű acélokat általában nem tekintik korrózióállónak, és elszíneződhetnek vagy rozsdásodhatnak. Bizonyos ötvözött acélokat, különösen a rozsdamentes acélokat (egy magas ötvözetű acél típus) azonban kifejezetten úgy tervezték, hogy krómtartalmuk miatt ellenálljanak a korróziónak és az elszíneződésnek.
Igen, a rozsdamentes acél egy magas ötvözetű acélfajta, amelyet magas krómtartalma (legalább 10,5% - 11% króm) jellemez, ami korrózióállóságot biztosít.
Nem, az ötvözött acél és az alumínium különböző fémes anyagok; az ötvözött acél elsősorban vas alapú, míg az alumínium alumínium alapú, jelentős különbségekkel a sűrűségben, a tipikus szilárdságban és az ötvözőelemekben.
Az ötvözött acélok általában erősebbek, mint az alumíniumötvözetek, különösen hőkezelés után, bár egyes nagy szilárdságú alumíniumötvözetek hasonló szilárdság-tömeg arányt kínálhatnak a jelentősen alacsonyabb sűrűségük miatt.
Az ötvözött acél általában erősebb, mint a sima szénacél, mivel olyan specifikus ötvözőelemeket tartalmaz, amelyek javítják az olyan tulajdonságokat, mint az edzhetőség, a szilárdság és a szívósság, különösen megfelelő hőkezelés után.
Igen, a legtöbb ötvözött acél hegeszthető, de a folyamat gyakran speciális eljárásokat igényel, például a széntartalom szabályozását, alacsony hidrogéntartalmú módszerek alkalmazását, valamint potenciálisan előmelegítést vagy hegesztés utáni hőkezeléseket a repedésérzékenység kezelése és a kívánt tulajdonságok elérése érdekében.
Az ötvözött acélok különféle módszerekkel vághatók, de általában nehezebben vághatók, mint a sima szénacélok; az optimális eredmény elérése érdekében speciális technikákra, például folyósítószer hozzáadására vagy vasbefecskendezésre lehet szükség rozsdamentes acélok esetén.
Az acél „minősége” egy adott alkalmazásra vagy gyártási folyamatra való alkalmasságára utal, nem feltétlenül a benne rejlő fölényére. Ezért egy ötvözött acélt akkor tekintünk „jó minőségűnek”, ha megfelel a tervezett alkalmazás konkrét követelményeinek.
Egyik sem eredendően „jobb”; alkalmasságuk az alkalmazástól függ. Az ötvözött acélokat elsősorban a fokozott mechanikai tulajdonságok, például a nagy szilárdság, keménység és szívósság érdekében tervezték, gyakran hőkezeléssel. A rozsdamentes acélokat, amelyek egy magas ötvözetű acéltípus, kifejezetten a kiváló korrózióállóság miatt választják ki krómtartalmuk miatt, amely passzív réteget képez, és jó mechanikai tulajdonságokkal is rendelkezik. A rozsdamentes acél jellemzően drágább.
Az ötvözött acélokat általában nem tekintik korrózióállónak. Élelmiszer-kezeléshez rozsdamentes acélok kiváló korrózióállóságuk és a fémionok élelmiszerbe történő felszabadulását megakadályozó képességük miatt előnyösek.
Az ötvözött acélok általában jobbak a sima vasnál vagy szénacéloknál a fokozott tulajdonságokat igénylő alkalmazásokban. Míg a sima szénacélok széles körben használatosak és gazdaságosak általános célokra, az ötvözött acélokba szándékosan olyan elemeket adnak, amelyek jelentősen javítják a szilárdságot, az edzhetőséget, a szívósságot, a kopásállóságot és a szélsőséges hőmérsékleteken való teljesítményt, leküzdve a sima szénacélok korlátait.
A hátrányok közé tartozik a magasabb költség a sima szénacélokhoz képest, a bonyolultabb gyártási és hőkezelési folyamatok, a nehéz megmunkálhatóság lehetősége (mivel az ötvözőelemek gyakran csökkentik a megmunkálhatóságot), a hőkezelés utáni nagyobb hajlam ausztenit és belső feszültségek visszamaradására, valamint bizonyos szennyező elemek miatti hajlam a megeresztési ridegségre. Ezenkívül, bár egyes ötvözött acélok jobb légköri korrózióállóságot kínálnak, jellemzően nem érik el a rozsdamentes acélok széleskörű korrózióállóságát.