Die Zugabe verschiedener Metallelemente in einer Legierung kann ihre mechanischen Eigenschaften (wie Festigkeit, Härte, Duktilität, Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit usw.) erheblich beeinflussen. Im Folgenden sind die Rollen gemeinsamer Metallelemente in Legierungen und ihre Auswirkungen auf mechanische Eigenschaften:

1. Kohlenstoff (c)

Verwendung: Hauptsächlich in Stahl und Gusseisen und bilden Carbide mit Eisen (wie Fe3c).

Beeinflussen:

Stärke/Härte: Erhöhter Kohlenstoffgehalt erhöht die Härte und Festigkeit erheblich (wie z. B. hoher Kohlenstoffstahl), aber übermäßige Mengen können zu Sprödigkeit führen.

Duktilität: Je höher der Kohlenstoffgehalt, desto niedriger die Duktilität und Zähigkeit.

Schweißbarkeit: Hohe Kohlenstoffstahl hat schlechte Schweißeigenschaften.

2. Chrom (Cr)

Verwendung: Schlüsselelement für Edelstahl (z. B. 304, 316) und Werkzeugstahl.

Beeinflussen:

Korrosionsresistenz: bildet einen passiven Oxidfilm (CR2O3), um die Oxidationsresistenz und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.

Härte/Stärke: Bilden Sie Carbide mit Kohlenstoff (wie CR23C6), um die Härte zu verbessern und Widerstand zu tragen.

Hochtemperaturleistung: Verbessert die Hochtemperaturfestigkeit (z. B. hitzebeständigen Stahl).

3. Nickel (Ni)

Anwendungen: Edelstahl (wie 304), Hochtemperaturlegierungen (wie Inconel) und korrosionsbeständige Legierungen.

Beeinflussen:

Zähigkeit: Verbessert die Härte und Duktilität mit niedriger Temperatur (wie Nickelstahl für niedrige Temperaturumgebungen).

Korrosionsbeständigkeit: Verbessert die Resistenz gegen Säuren und Alkalien.

Austenitstabilisierung: In Edelstahl kooperiert sie mit Chrom zu einer austenitischen Struktur (z. B. 304 Stahl).

4. Molybdän (MO)

Anwendungen: Hochfestige Stahl (z. B. 4140), Edelstahl (wie 316) und Hochtemperaturlegierungen.

Beeinflussen:

Festigkeit/Wärmewiderstand: Verbessert die Hochtemperaturfestigkeit und Kriechwiderstand.

Korrosionsbeständigkeit: Verbessert die Resistenz gegen Chloridspannungskorrosion (z. B. 316 Edelstahl).

Getreideverfeinerung: Verbessert die Härtbarkeit.

5. Mangan (MN)

Anwendungen: Kohlenstoffstahl (wie A36), hoher Festigkeit mit niedriger Legierungstahl (HSLA) und Austenitischer Manganstahl (wie Hadfield Steel).

Beeinflussen:

Desoxidation/Desulfurisierung: Reduziert die schädlichen Wirkungen von Schwefel (bildet Mns anstelle von FES).

Härtbarkeit: Verbessert Härtbarkeit und Verschleißfestigkeit (z. B. hoher Manganstahl für Baggereimer).

Austenitstabilisierung: Teiler Nickelersatz in Edelstahl.

6. Silizium (SI)

Verwendet: Federstahl (z. B. 65 Mio.), elektrischer Stahl und Aluminiumlegierungen (z. B. 4xxx -Serie).

Influencet:

Festigkeit/Elastizität: Verbessert die Festigkeit und die elastische Grenze von Stahl (z. B. Silicon-Mangan-Federstahl).

DESOXIDISICER: Entfernt Sauerstoff während der Stahlherstellung.

Magnetische Eigenschaften: Verbessert die magnetische Permeabilität von elektrischem Stahl.

7. Aluminium (Al)

Verwendungen: Aluminiumlegierungen (z. B. 6061), Hochtemperaturlegierungen (z. B. Fe-CR-al) und Desoxidizer.

Beeinflussen:

Leichtgewichtig: Reduziert die Dichte (Aluminiumlegierungen sind etwa 2/3 leichter als Stahl).

Korrosionsresistenz: bildet Al2o3 -Schutzfilm.

Getreideverfeinerung: Hemdt das Kornwachstum im Stahl.

8. Titan (Ti)

Anwendungen: Titanlegierungen (z. B. Ti-6Al-4V), rostfreie Stähle (z. B. 321) und Hochtemperaturlegierungen.

Beeinflussen:

Stärke/Gewichtsverhältnis: Titanlegierungen haben eine extrem hohe spezifische Festigkeit.

Korrosionsbeständigkeit: widersteht Meerwasser und Chloridkorrosion.

Carbidbildung: Fixieren Kohlenstoff in Stahl, um intergranuläre Korrosion (z. B. 321 Edelstahl) zu verhindern.

9. Kupfer (Cu)

Anwendungen: Messing (Cu-Zn), Bronze (Cu-SN) und Stähle für die Niederschlagshärte (z. B. 17-4PH).

Beeinflussen:

Korrosionsbeständigkeit: Verbessert die atmosphärische Korrosionsbeständigkeit (z. B. Verwitterungstahl).

Elektrische/thermische Leitfähigkeit: Kupferlegierungen haben eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit.

Ausfällung Stärkung: Formen ε-Cu-Phase in Stahl (z. B. 14-4PH Edelstahl).

10. Vanadium (v)

Anwendungen: Werkzeugstähle (z. B. D2), hochfeste Low-Alloy-Stähle (HSLA).

Beeinflussen:

Getreideverfeinerung: Bildung von Karbonitriden (wie VC) zur Hemmung des Kornwachstums.

Stärke/Zähigkeit: Stärke verbessern und gleichzeitig die Zähigkeit aufrechterhalten (wie HSLA -Stahl).

11. Wolfram (W)

Anwendungen: Hochgeschwindigkeitsstahl (z. B. M2), zementiertes Carbid (WC-CO) und Hochtemperaturlegierungen.

Beeinflussen:

Hochtemperaturhärte: Bildung von Verschleiß-resistenten Carbiden (wie W2C).

Rote Härte: Hochgeschwindigkeitsstahl hält die Härte bei hohen Temperaturen.

12. Zink (Zn)

Anwendungen: verzinkter Stahl (Rostprävention), Messing (Cu-ZN) und Aluminiumlegierungen (wie 7xxx-Serien).

Beeinflussen:

Opferanodenschutz: Die Zinkschicht schützt die Stahlmatrix.

Stärke: bildet eine Stärkungsphase in Aluminiumlegierungen (z. B. Zn-Mg-Cu, 7075 Aluminiumlegierung).

Zusammenfassung: Der Kerneinfluss von Elementen auf mechanische Eigenschaften.

Durch die Anpassung des Inhalts und der Kombination dieser Elemente können Legierungen so ausgelegt werden, dass sie den spezifischen Anforderungen entsprechen (z. B. hochfeste Stähle, korrosionsbeständige Legierungen oder Hochtemperaturlegierungen).