Klassifizierung, Eigenschaften und Wärmebehandlung gängiger Edelstahlmaterialien
Edelstahl ist ein hochlegierter Stahl, der Korrosion in Luft oder chemisch korrosiven Medien widerstehen kann. Je nach Organisationszustand des Stahls im normalisierten Zustand kann er in ferritischen Edelstahl, austenitischen Edelstahl und martensitischen Edelstahl unterteilt werden.
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Ferritischer Edelstahl
Wenn der Chromgehalt 13 % erreicht, weist die Eisen-Chrom-Legierung keine Phasenumwandlung auf; Wenn der Chromgehalt 12 % erreicht, ist er korrosionsbeständig, sodass ferritischer Cr13-Stahl zu ferritischem Edelstahl wird.
Eigenschaften: Ferritischer Edelstahl hat eine bessere Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit, insbesondere Spannungskorrosionsbeständigkeit, aber seine mechanischen Eigenschaften (höhere Streckgrenze als austenitischer Edelstahl, aber geringere Schlagzähigkeit und größere Sprödigkeit) und sein Verfahren weisen eine schlechte Leistung auf und werden hauptsächlich in verwendet säurebeständige Konstruktionen mit geringer Beanspruchung und als Antioxidationsstahl.
1. Stahlsorten und Arten von ferritischem Edelstahl
⑴Cr13-Typ: wie 0Cr13, 0Cr13Al (Al: expandiertes F, Anti-Oxidation) usw., üblicherweise als hitzebeständiger Stahl, Anti-Oxidation verwendet.
⑵Cr16-19-Typ: wie Cr17, Cr17Ti, Cr17Mo1Nb usw., der Korrosion in der Atmosphäre, Süßwasser und verdünnten Salpetersäuremedien standhalten kann.
⑶Cr25-28-Typ: wie Cr25Ti, Cr26Mo1, Cr28 usw., bei denen es sich um säurebeständige Stähle handelt, die gegen stark korrosive Medien beständig sind.
2. Sprödigkeit von ferritischem Edelstahl
Der Nachteil von ferritischem Stahl mit hohem Chromgehalt besteht darin, dass er spröde ist. Die Hauptgründe sind:
⑴Grobe Originalkörner:
① Das Gefüge im Gusszustand ist grob und kann nicht durch Phasenumwandlung beim Erhitzen und Abkühlen verfeinert werden, sondern nur durch Verformung und Rekristallisation; ② Ferrit erzeugt aufgrund der schnellen Atomdiffusion (das gleiche Prinzip wie F und Cr-Diffusion schnell) keine interkristalline Korrosion, weist eine niedrige Kornvergröberungstemperatur und eine hohe Kornvergröberungsrate auf.
Lösung: Kontrollieren Sie während der Produktion die endgültige Schmiedetemperatur oder endgültige Walztemperatur auf 750 Grad oder weniger; Fügen Sie dem Stahl eine kleine Menge Titan hinzu, um ein Kornwachstum mit Ti (C, N) zu verhindern. Erhöhen Sie den Ferritgehalt in Edelstahl. Die Austenitmenge bei hoher Temperatur wird zur Steuerung der Kornvergröberung verwendet.
⑵ σ-Phase: Die σ-Phase hat eine hohe Härte (HRC68 oder höher) und ist oft entlang der Korngrenzen verteilt, sodass sie große Sprödigkeit verursacht und interkristalline Korrosion fördern kann. (Schnelle Abkühlung zur Reduzierung von Niederschlägen)
⑶475 Grad Sprödigkeit: (Nach längerem Erhitzen im Temperaturbereich von 400 bis 500 Grad oder beim langsamen Abkühlen in diesem Temperaturbereich wird Stahl bei Raumtemperatur sehr spröde) Grund: Beim Erhitzen auf 475 Grad werden die Chromatome in Da der Ferrit zur Ordnung neigt, bilden sich viele chromreiche Ferrite, die eine kohärente Beziehung zur Ausgangsphase aufrechterhalten, was zu Gitterverzerrungen und inneren Spannungen führt. Zu diesem Zeitpunkt nimmt die Festigkeit des Stahls zu, die Schlagzähigkeit nimmt ab und die Sprödigkeit nimmt zu.
⑷ Stahl enthält C, N, O und andere Verunreinigungen und Einschlüsse
3. Wärmebehandlung von ferritischem Edelstahl
⑴Die Gleichgewichtsstruktur von ferritischem Edelstahl ist Ferrit + Chromkarbid
⑵Zweck: Um eine Ferritstruktur mit gleichmäßiger Zusammensetzung zu erhalten, die Karbidausfällung zu reduzieren, die Tendenz zur interkristallinen Korrosion zu beseitigen und die σ-Phasenausfällung und die 475-Grad-Sprödigkeit zu beseitigen, wird ferritischer Edelstahl nach dem Warmwalzen häufig abgeschreckt, angelassen oder geglüht. Wärmebehandlungsprozess. (Wenn Karbide ausfallen, kann es zu Lochfraß und interkristalliner Korrosion kommen)
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Austenitischem Edelstahl
Austenitischer rostfreier Stahl wird mit 18 % Cr-8 % Ni als typischer Zusammensetzung entwickelt. (Typ 18-8 austenitischer Edelstahl)
Eigenschaften: Hohe Korrosionsbeständigkeit (höher als M-Edelstahl, niedriger als F-Edelstahl), hohe Plastizität, Zähigkeit und Tieftemperaturzähigkeit, einfache Verarbeitung zu Stahl verschiedener Formen, gute Schweißleistung, nicht magnetisch usw Es verfügt über gute umfassende mechanische Eigenschaften und ist die am weitesten verbreitete Edelstahlsorte.
1. Typische Stahlsorten, Eigenschaften und Anwendungen
⑴Edelstahl der Cr-Ni-Serie: 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni11Nb, 00Cr18Ni10, 00Cr17Ni7Cu2, (die Zugabe von Ti und Nb verringert die Korngrenzenkorrosion; die Zugabe von Cu verringert die Spannungskorrosion und erweitert das A-Element)
⑵Cr-Mn-N-Serie, Cr-Mn-Ni-N-Serie Edelstahl (durch Hinzufügen von Mn und N kann Ni ersetzt werden)
Typical steel types: 1Cr17Mn13N, 1Cr18Mn8Ni5N (Analysis: WCr﹪>12﹪ Edelstahl; Enthält Mn, Ni, N einen austenitischen Edelstahl, enthält er Cr, Al, handelt es sich um einen F-Edelstahl.
Die Mischkristallverfestigung von N verleiht dem Stahl eine höhere Streckgrenze, Plastizität und Zähigkeit.
⑶ Metastabiler austenitischer rostfreier Stahl: Bei der Kaltverformung kommt es zu einer teilweisen Martensitumwandlung, sodass der Stahl aufgrund der Kaltverfestigung durch Martensit gestärkt wird.
Ergänzung: Eine Verformung zwischen Ms und Md induziert eine M-Phasentransformation, und eine größere Verformung als Md stabilisiert A mechanisch.
2. Ausgewogene Struktur und Wärmebehandlung von austenitischem Edelstahl
Die Gleichgewichtsstruktur des austenitischen Edelstahls vom Typ 18-8 ist die komplexe Phasenstruktur Austenit + Ferrit + Karbid. Der eigentliche einphasige Austenit wird durch Mischkristallbehandlung gewonnen. Der Zweck besteht darin, sowohl Ferrit als auch Karbid in A aufzulösen, um einphasiges A zu erhalten.
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martensitischer Edelstahl
1. Martensitischer Edelstahl enthält 12--18 % Cr. Im Vergleich zu ferritischem Edelstahl weist es folgende Zusammensetzungsmerkmale auf:
⑴Die Obergrenze des Chromgehalts ist niedriger (wenn zu viel, ist es F)
⑵ Es enthält auch eine gewisse Menge phasenstabilisierender Elemente wie Kohlenstoff und Nickel. (Nicht zu viel Nickel)
⑶Die Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit dieses Stahltyps sind schlechter als bei austenitischem und ferritischem Edelstahl und die Plastizität ist schlechter als bei A-Edelstahl, aber da er eine bessere Kombination aus mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit aufweist (er hat eine gewisse Korrosionsbeständigkeit), eine bestimmte Last tragen)
2. Wird zur Herstellung mechanischer Teile, medizinischer chirurgischer Instrumente, Messwerkzeuge, rostfreier Lager, Federn usw. verwendet.
3. Umfassender Vergleich der Korrosionsbeständigkeit und der mechanischen Eigenschaften von Edelstahl A (Austenit), F (Ferrit) und M:
M-Edelstahl weist eine schlechte Korrosionsbeständigkeit auf, kann jedoch einer bestimmten Belastung standhalten. Ein rostfreier Stahl hat eine durchschnittliche Korrosionsbeständigkeit, eine durchschnittliche Festigkeit, aber eine gute Plastizität und Zähigkeit; F-Edelstahl weist eine gute Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit auf, ist jedoch spröde.
1. Typische Stahltypen, Zusammensetzungen und Anwendungen
⑴① Kohlenstoffarmer 13 % Cr-Stahl: wie 1Cr13, 2Cr13; ② Kohlenstoffarm, 17 % Cr-2 % Ni (Ni: stabil A): Cr-Mehrstofflösungsverfestigung. ① und ② entsprechen korrosionsbeständigem Vergütungsstahl: Die Wärmebehandlung besteht aus Abschrecken + Hochtemperaturanlassen. (Die Legierung verschiebt den S-Punkt nach links, sodass der Effekt dem modulierenden Stahl ähnelt)
⑵ Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und 13 % Cr: wie 3Cr13, 4Cr13, entspricht korrosionsbeständigem Werkzeugstahl; Abschrecken + Anlassen bei niedriger Temperatur
⑶ Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und 18 % Cr: wie 9Cr18 usw., was korrosionsbeständigem Werkzeugstahl entspricht. Abschrecken + Anlassen bei niedriger Temperatur
2. Wärmebehandlung von martensitischem Edelstahl
⑴Erweichungsbehandlung: entspricht einer vorläufigen Wärmebehandlung
Nachdem der Stahl geschmiedet und gewalzt wurde, kommt es aufgrund der Luftkühlung zu einer martensitischen Umwandlung, die das Schmiedestück hart macht, Risse auf der Oberfläche des Schmiedestücks verursacht und die maschinelle Bearbeitung erschwert. ①Hochtemperaturanlassen ②Vollständiges Glühen
⑵Vergütungsbehandlung
⑶Abschrecken und Anlassen bei niedriger Temperatur
