Как легирующие элементы влияют на характеристики криогенных сталей?

Обычно мы называем сталь, используемую в диапазоне температур от -10 до -273 ℃, низкотемпературной сталью или криогенной сталью. В зависимости от содержания легирующих элементов и структуры криогенные стали можно разделить на: C-Mn-сталь, убитую алюминием, такую ​​как 06MnVTi, 06MnVal, Сталь 09Mn2Vre, 06MnNb, низколегированная низкотемпературная сталь с железным телом, низкотемпературная сталь 0.5Ni, 2.5Ni, 3Ni, 3.5Ni и т. 9Mn5Al и так далее.

Влияние легирующих элементов в низкотемпературных сталях в основном связано с их влиянием на низкотемпературную вязкость сталей:

C

С увеличением содержания углерода температура хрупкого перехода стали быстро увеличивается, а сварочные свойства ухудшаются, поэтому содержание углерода в низкотемпературной стали ограничивается до менее 0.2%.

Mn

Очевидно, что марганец может улучшить низкотемпературную вязкость стали. Марганец в основном существует в виде твердого раствора в стали и играет роль упрочняющего твердого раствора. Кроме того, марганец является элементом, который увеличивает область аустенита и снижает температуру превращения (A1 и A3). Легко получить мелкие и пластичные зерна феррита и перлита, которые могут увеличить максимальную энергию удара и значительно снизить температуру хрупкого перехода. В общем, отношение Mn / C должно быть равно 3, что может не только снизить температуру хрупкого перехода стали, но и компенсировать снижение механических свойств, вызванное уменьшением содержания углерода из-за увеличения содержания Mn.

Ni

Никель может уменьшить тенденцию к хрупкому переходу и значительно снизить температуру хрупкого перехода. Влияние никеля на улучшение низкотемпературной ударной вязкости стали в 5 раз выше, чем у марганца, то есть температура хрупкого перехода снижается на 10 ℃ с увеличением содержания никеля на 1%. Это происходит в основном из-за того, что никель с углеродом поглощается твердым раствором и армированием, никель также перемещается в левую точку эвтектоидной точки эвтектоидной стали, чтобы уменьшить содержание углерода, снизить температуру фазового перехода (A1 и A2), по сравнению при том же содержании углерода в углеродистой стали уменьшение количества феррита и рафинирования перлитной популяции (содержание углерода в перлите также ниже, чем в углеродистой стали). Результаты экспериментов показывают, что основная причина, по которой никель увеличивает ударную вязкость при низкой температуре, заключается в том, что никельсодержащая сталь имеет более подвижные дислокации при низкой температуре и легче скользит поперек. Например, низколегированная низкоуглеродистая низкотемпературная мартенситная сталь. Сталь 9Ni, имеет высокую низкотемпературную вязкость, может использоваться до -196 ℃. Сталь 5Ni, разработанная на основе стали 9Ni, имеет хорошую низкотемпературную вязкость при -162 ~ -196 ℃.

P, S, Sn, Pb Sb

Фосфор, сера, мышьяк, олово, свинец, сурьма: эти элементы не способствуют низкотемпературной вязкости стали.

Они сегрегируют на границе зерен, что снижает поверхностную энергию и сопротивление границы зерен и заставляет хрупкую трещину исходить от границы зерен и распространяться вдоль границы зерен до полного разрушения.

Фосфор может улучшить прочность стали, но увеличивает хрупкость стали, особенно при низких температурах. Очевидно, что температура хрупкого перехода повышена, поэтому ее содержание следует строго ограничивать.

O, H, N

Эти элементы увеличивают температуру хрупкого перехода стали. Раскисленные кремнием и раскисленные алюминием стали могут улучшить ударную вязкость при низких температурах, но поскольку кремний увеличивает температуру хрупкого перехода сталей, стали, раскисленные алюминием, имеют более низкую температуру перехода к хрупкости, чем стали, раскисленные кремнием.

0 ответы

Оставьте комментарий

Хотите присоединиться к обсуждению?
Не стесняйтесь вносить свой вклад!

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены *