November 01, 2022
Die Rolle von Nickel im Edelstahl
Die Hauptaufgabe von Nickel im Edelstahl ist, dass es die Kristallstruktur des Stahls verändert. Einer der Hauptgründe für die Zugabe von Nickel zu Edelstahl ist die Bildung einer austenitischen Kristallstruktur, die Edelstahleigenschaften wie Duktilität, Schweißbarkeit und Zähigkeit verbessert, sodass Nickel als Austenit bekannt ist.
Die Kristallstruktur von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl wird als Ferrit bezeichnet, bei dem es sich um eine körperzentrierte Kubikstruktur (BCC) handelt, und Nickel wird hinzugefügt, um die Kristallstruktur zu fördern, um sich von einer körperzentrierten Kubikstruktur (BCC) zu einem Gesichtszentrumkubikum zu ändern (FCC) Struktur. Diese Struktur ist für Austenit aufgefordert.
Nickel ist jedoch nicht das einzige Element mit dieser Eigenschaft. Gemeinsame Austenitbildungselemente sind: Nickel, Kohlenstoff, Stickstoff, Mangan und Kupfer. Die relative Bedeutung dieser Elemente bei der Bildung von Austenit hat wichtige Auswirkungen auf die Vorhersage der Kristallstruktur von Edelstahl.
Gegenwärtig wurden viele Formeln entwickelt, um die relative Bedeutung von Austenit-Bildungselementen auszudrücken, wobei die berühmteste die folgende Formel ist:
Fähigkeit zur Formbildung von Austenit = Ni%+30c%+30n%+0,5 Mio.%+0,25 cu%
Aus dieser Gleichung ist zu erkennen, dass:
Carbon ist ein starkes Austenit-Bildungselement mit 30-facher Fähigkeit, Austenit als Nickel zu bilden, aber es kann nicht zu korrosionsresistenten rostfreien Stählen hinzugefügt werden, da dies nach dem Schweißen sensibilisierte Korrosion und anschließendes intergranuläres Korrosionsproblem verursachen kann.
Stickstoff ist auch 30 -mal mehr in der Lage, Austenit zu bilden als Nickel, aber es ist ein Gas und nur begrenzte Mengen Stickstoff können zu Edelstahl zugesetzt werden, ohne Porositätsprobleme zu verursachen. Die Zugabe von Mangan und Kupfer kann Probleme mit einer verringerten Refraktärdauer und Schweißen im Stahlherstellungsprozess verursachen.
Wie Sie aus der Nickelgleichung erkennen können, ist die Zugabe von Mangan bei der Bildung von Austenit nicht sehr effektiv, aber die Zugabe von Mangan lässt mehr Stickstoff, ein sehr starker Austenit -früherer, um sich in den Edelstahl aufzulösen.
In Edelstahl der 200er Serie ist er genug Mangan und Stickstoff, um Nickel zu ersetzen, um eine 100% ige austenitische Struktur zu bilden. Je niedriger der Nickelgehalt ist, desto höher ist die Menge an Mangan und Stickstoff, die hinzugefügt werden muss.
Beispielsweise enthält Edelstahl vom Typ 201 nur 4,5% Nickel und 0,25% Stickstoff. Aus der Nickelgleichung entsprechen diese Nitrogene 7,5% Nickel in ihrer Fähigkeit, Austenit zu bilden, sodass auch eine 100% ige Austenitstruktur gebildet werden kann. Dies ist auch das Bildungsprinzip von Edelstahl der 200er Serie.
In etwa 200 Serien rostfreie Stähle, die dem Standard nicht entsprechen Ein Rückgang der Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl. .
In Edelstahl wirken zwei gegensätzliche Kräfte gleichzeitig: Ferritbildende Elemente bilden weiterhin Ferrit, und Austenit-bildende Elemente bilden weiterhin Austenit. Die endgültige Kristallstruktur hängt von den relativen Mengen der beiden Klassen zusätzlicher Elemente ab.
Chrom ist ein ferritbildendes Element, sodass Chrom in einer wettbewerbsfähigen Beziehung zu Austenit-Bildungselementen bei der Bildung der Kristallstruktur aus rostfreiem Stahl besteht. Da Eisen und Chrom beide ferritbildende Elemente sind, sind 400-Serie-Edelstähle vollständig ferritische rostfreie Stähle, die magnetisch sind.
Beim Hinzufügen des Austenit-Bildungselement-Nickels zum Eisen-Chrom-Edelstahl steigt der gebildete Austenit mit zunehmendem Nickelgehalt allmählich, bis die gesamte Ferritstruktur in Austenitstruktur umgewandelt wird, wodurch 300-Serie-Edelstahl aus 300 Serie bildet.
Wenn nur die Hälfte der Nickelmenge hinzugefügt wird, werden 50% Ferrit und 50% Austenit gebildet, eine Struktur, die als Duplex -Edelstahl bekannt ist.
Edelstahl der 400er Serie ist eine Eisen-Carbon-Chrom-Legierung. Dieser Edelstahl hat eine martensitische Struktur und Eisen, daher hat er normale magnetische Eigenschaften. Edelstahl der 400er Serie hat eine starke Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation, und verglichen mit Kohlenstoffstahl werden seine physikalischen und mechanischen Eigenschaften weiter verbessert. Die meisten Edelstähle der 400er Serie können hitzebehandelt werden.
Edelstahl mit 300 Serien ist ein Legierungsmaterial, das Eisen, Kohlenstoff, Nickel und Chrom enthält, ein nichtmagnetisches Edelstahlmaterial, das bessere Formpflege als 400-Serie-Edelstahl aufweist. Aufgrund der austenitischen Struktur des Edelstahls mit 300 Serie weist sie in vielen Umgebungen eine starke Korrosionsbeständigkeit auf, eine gute Resistenz gegen Frakturen, die durch durch Metallüberstürmer verursachte Korrosion verursacht werden, und ihre Materialeigenschaften werden nicht durch Wärmebehandlung beeinflusst. Einflüsse.
