Kysymys:
Onko olemassa ei-rautateräksiä?
peterh - Reinstate Monica
2015-01-23 23:34:04 UTC
view on stackexchange narkive permalink

On olemassa lukuisia terässeoksia, jotka sisältävät enimmäkseen rautaa, hiiltä ja joitain muita metalleja. Yleisesti ottaen voimme ajatella niitä ikään kuin ne olisivat jonkin tyyppisiä teräksiä.

Kysymykseni kuuluu: onko olemassa "ei-rautametalleja"? Ajattelen puhtaita, ei-rautametalleja, jotka sisältävät vähän hiiltä, ​​aivan kuten lisätään rautaan sen muuttamiseksi teräkseksi. Vai kysytään toisella tavalla, onko raudan lisäksi muita metalleja, joihin on seostettu hiiltä muodostamaan teräksen kaltainen seos?

Kuinka hiilen lisääminen vaikuttaa yleensä näiden metallien ominaisuuksiin?

Entä titaaniseokset? Voisivatko ne luokitella ei-rautametalliksi? Tai ei, koska en usko, että Ti-seokset vaativat hiilen lisäämistä?
Titaaniseos on vain titaaniseos. Teräs on seos tai rauta ja hiili. Muilla teräksen muodoilla rauta-hiilisekoitukseen on lisätty muita elementtejä. Oxfordin englanninkielisestä sanakirjasta: http://www.oxforddictionaries.com/definition/english/steel?searchDictCode=all
Wikipediasta: Teräksen hiilipitoisuus on 0,002--2,1 painoprosenttia tavallisille rauta-hiiliseoksille ... Liian vähän hiilipitoisuutta jättää (puhdasta) rautaa melko pehmeäksi, sitkeäksi ja heikkoksi. Hiilipitoisuus, joka on korkeampi kuin teräksen, tekee seoksesta, jota yleisesti kutsutaan harkkoraudaksi, joka on hauras eikä muokattavissa.
@GlenH7 Tämä kysymys koskee: hiili + metallit - rauta.
Tämä kysymys on kuin kysytään, onko BLT-voileipiä ilman pekonia.
@OlinLathrop Tunnustan sen kirjaimellisesti. Mutta mielestäni se ei vaadi liikaa empatiaa saadakseen selville, että todellinen kysymys koskee hiiliseoksia, joissa on rautaa sisältämättömiä metalleja. Tietysti minulle ei ollut ongelma, jos sinä tai joku annatte kysymykseen hyväksyttävämmän otsikon.
Neljä vastused:
#1
+18
Trevor Archibald
2015-01-23 23:48:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Teräs määritellään raudan ja hiilen seokseksi; ei ole sellaista asiaa kuin ei-rautametallia. Jos seostat jotain muuta metallia hiilellä, siitä tulee jotain muuta kuin terästä. Etsitään terästä ilman rautaa olisi kuin etsiä messinkiä tai pronssia ilman kuparia. Voit seostaa muita asioita kuin kuparia sinkillä, tinalla tai alumiinilla, mutta ne eivät ole eräänlaisia ​​messinkiä tai pronssia.

Mitä tulee muihin hiiltä sisältäviin seoksiin, tässä Wikipedian artikkelissa on hyvä luettelo erilaisista seoksista (kuten näette, niitä on paljon), ja etsimällä sitä, huomaat, että raudalla ei ole paljon muita hiileeseoksia. Sillä miksi tämä on, minulla ei ole hyvää vastausta.

Paljon kiitoksia - ehkä joku vielä antaa yksityiskohtaisemman vastauksen. Afaik-metallimetalliseokset eivät ole todella suosittuja.
@PeterHorvath mitä metalli-hiiliseoksia ajattelet? Löysin vain kolme pääseosta: rauta ja hiili teräkselle, harkkorauta, valurauta, takorauta, antrasiittirauta; Spiegeleisen seos mangaani, hiili, pii, joka oli teräksen valmistuksessa; Stelliitti, joka on koboltti-kromiseos, jossa on volframia ja hiiltä
#2
+6
Chris Johns
2016-04-21 17:12:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Raudalla ja hiilellä on vuorovaikutus, joka tekee niistä erilainen kuin useimmat tekniset seokset. Tämä koskee sekä C- että Fe-atomien suhteellista kokoa ja niiden kemiaa.

Hiiliatomit ovat juuri sopivan kokoisia asettumaan itsensä raudan kideverkkoon, mikä rasittaa hilaa niin paljon, että se on jonkin verran kovempaa ja vahvempaa kuin puhdas rauta. Todella tärkeä osa on kuitenkin se, että hiilen läsnäolo mahdollistaa teräksen lämpökäsittelyn. Täällä se kuumennetaan kriittisen lämpötilan yläpuolelle, jossa kiderakenne muuttuu, ja jos se jäähdytetään nopeasti, hiilipitoisuus estää sitä palaamasta normaaliin rakenteeseensa huoneenlämpötilassa ja muodostaa sen sijaan monivaiheisen rakenteen, joka on erittäin rasittunut, mutta kemiallisesti vakaa ja sellaisenaan on erittäin kova ja suuri vetolujuus. Tätä voidaan edelleen modifioida kontrolloidulla uudelleenlämmityksellä tämän muutoksen osittaisen kääntämiseksi ja sellaisen materiaalin tuottamiseksi, jolla on hallittava lujuuden kovuus ja sitkeys.

Huomaa, että yllä oleva on yleiskatsaus ja terästen yksityiskohtaisesta käyttäytymisestä on kokonaisia ​​kirjoja, koska rauta-hiili-järjestelmä voi olla olemassa, on useita eri tiloja, joilla on erilaiset kiderakenteet ja erilaiset mikrorakenteelliset yhdistelmät .

Tämän tyyppinen lämpökäsittely on melkein ainutlaatuinen teräkselle ja varmasti hyvin erilainen kuin useimpien seosten käyttäytyminen ja se on seurausta raudan ja hiilen erityisestä vuorovaikutuksesta ja riippuu siitä, että rautaa voi olla olemassa sekä kehon keskellä että kasvot keskittyneinä kuutio-kiteinä.

Se saavutetaan myös erittäin pienillä hiilipitoisuuksilla, yleensä alle 1,2%. Itse asiassa vain noin 0,7 painoprosenttia hiiltä liukenee rautaan ja mahdollinen ylijäämä pyrkii muodostamaan karbideja tai saostumaan grafiittina (kuten valuraudassa).

Käytössä on useita metallikarbideja (kuten volframikarbidi), mutta nämä ovat todella keramiikkaa eikä kiinteitä liuosseoksia.

On myös ainakin yksi ruostumattomasta teräksestä valmistettu tyyppi (H1), joka on saostuskovetettu ja sisältää typpeä hiilen sijasta. Tämä on erilainen karkaisumekanismi kuin hiiliteräksen. Hiilen poistamisen tarkoituksena on parantaa korroosionkestävyyttä, erityisesti suolaisessa vedessä. Olen vain koskaan tavannut, että tämä on terän terä. On myös vähähiilisiä ruostumattomia teräksiä, mutta niitä ei voida kovettaa lämpökäsittelyllä ja ne on suunniteltu parantamaan hitsattavuutta.

myös hiili on halvempaa kuin rauta, joten sitä käytetään joskus väärin materiaalin kustannusten alentamiseksi. Ystävällä oli halpa ruuvipuristin, joka napsahteli vain puoliksi. Hän yritti hitsata sen takaisin yhteen, ja prosessi * sytytti sen tuleen * - kirjaimellisesti alusta alkoi palaa liekeillä eikä pysähtynyt edes poistaessaan hitsaajan liekkiä ja odottaen jonkin aikaa; hänen täytyi sammuttaa se vedellä - hiilipitoisuus oli riittävän korkea liekin ylläpitämiseksi.
On kyseenalaista, että rautaseos, joka on niin korkea hiilidioksidista, että siitä tulee syttyvä, täyttäisi valuraudan, saati sitten teräksen ... ruuvipenkki on oltava rakenteeltaan massiivista tai ei-rautametallia ....
#3
+2
wwarriner
2016-04-22 03:25:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Yhteenveto: Fe-C-järjestelmä ja siten teräs ovat ainutlaatuisia johtuen eutektoidimuunnoksesta korkean liukoisuuden vaiheesta matalan liukoisuuden vaiheeseen, joka mahdollistaa laajan valikoiman mikrorakenteita ja ominaisuuksia, jotka ovat erittäin suhteellisen helposti viritettävissä. Muiden ensimmäisen rivin siirtymämetallien käyttäytyminen hiilellä seostettuna on erilainen ja vähemmän hyödynnettävissä.

Fe-C on ainoa ensimmäisen rivin siirtymämetalli-hiili-järjestelmä, jolla on eutektoidimuunnos eutektoidimuunnos muuttaa austeniitin ferriitiksi ja sementiitiksi jäähdytettäessä. Austeniitilla on korkea hiililiukoisuus ja ferriitillä on vähäinen hiukkasliukoisuus. Valitsen ensimmäisen rivin siirtymämetalleja, koska niillä on taipumus olla kemiallisesti "lähellä" terästä, samankaltaisilla kustannuksilla, tiheydellä ja muilla "ilmeisillä" ominaisuuksilla (lukuun ottamatta skandiumia, joka on erittäin harvinaista ja kallista) , ja kaikkien yli 70 metallin tutkiminen on kohtuullinen määrä työtä tämän vastauksen saamiseksi.

Eutektoidimuunnoksen luonne sallii monia mikrorakenteita ja siten korkean viritettävyyden. Tarkastellaan eutektoiditerästä, joka on austeniittinen ja jäähdytetty vaihtelevalla nopeudella:

  • Jos se jäähdytetään hitaasti, muodostuu kohtalaisen sitkeää, kohtalaisen vahvaa helmiäistä mikrorakennetta. Pearliitti on seurausta osuuskunnan nollautumisesta ja kasvuprosessista, kun hiili jättää austeniitin ferriitiksi muuttuessaan muodostaen vuorotellen ferriitin ja sementin lamelleja.
  • Jos se jäähtyy kohtuullisen nopeasti ja pidetään sitten isotermisesti jonkin aikaa, paljon kovempia bainiittimikrorakenteita. Bainiitin muodostumisen kinetiikkaa ei ymmärretä hyvin, mutta mikrorakenne on vähemmän järjestäytynyt sementti- ja ferriittijärjestely, joka johtuu jälleen hiilestä, joka tulee liuoksesta austeniitin muuttuessa ferriitiksi.
  • Jos jäähdytetään erittäin nopeasti, muodostuu erittäin vahva ja kova martensiittimikrorakenne. Martensiitin muodostuminen on diffuusioton prosessi, jossa hiili on loukussa austeniitissa samalla, kun se muuttuu BCC-rakenteeksi, vääristämällä ristikkoa jännittyneeksi BCT-rakenteeksi, jota on vaikea venyttää edelleen, joten sen suuri lujuus. Muuttamalla hiilen määrää ja olemalla luovia lämpökäsittelyohjelmien avulla, on saatavana laaja valikoima mikrorakenteellisia yhdistelmiä.

Asianmukaisella lejeeraus- ja lämpökäsittelyllä on mahdollista saada teräs pidätettynä austeniitti, ferriitti, pearliitti, bainiitti ja martensiitti kaikki samasta materiaalista. Tällaiset monimutkaiset mikrorakenteet ovat mahdottomia muissa ensimmäisen rivin siirtymämetalli-hiili-järjestelmissä.

Kaikki laaja lämpökäsittely sekä laaja mikrorakenteiden ja ominaisuuksien joukko johtuvat kokonaan eutektoidimuunnoksesta, joka vie korkean liukoisuuden vaiheesta matalan liukoisuuden vaiheeseen. Itse eutektoidimuunnos johtuu vaiheen muutoksesta austeniitista (FCC) ferriitiksi (BCC) ja siitä johtuvasta merkittävästä hiililiukoisuuden menetyksestä. Vastaus kysymykseesi on käytännössä ei , ei ole muita seoksia (joista olen tietoinen), jotka käyttäytyvät teräksen tavoin prosessoinnin aikana. Vastaus vaihtoehtoiseen kysymykseesi on, että hiilellä on vähemmän hyödyllisiä ja vähemmän hyödynnettäviä vaikutuksia muihin ensimmäisen rivin siirtymämetalleihin.

Alla ovat Fe-C-, Ni-C- ja Mn-C-vaihekaaviot vertailua varten. Huomaa, että Fe-C-vaihekaavio pysähtyy arvossa 0,2 a / a C, kun taas muut menevät arvoon 1,0 a / a C. Ni-C: llä ei ole eutektoidia, vain eutektinen transformaatio, ja siten se voidaan vain kovettaa saostumalla. Mahdollisen muun mikrorakenteen muodostumisen olisi tapahduttava jähmettymisen aikana. Mn-C-vaihekaaviossa on eutektoidi, mutta se siirtyy suuriliukoisuusvaiheesta toiseen suuriliukoisuusvaiheeseen, mikä tarkoittaa, että alemmassa lämpötilavaiheessa olisi erittäin suuria määriä hiiltä (lähes 10% a / a C verrattuna alle 1% a / a C terästä), mikä johtaisi äärimmäiseen hauruuteen.

Fe-C Phase Diagram Ni-C Phase Diagram Mn-C Phase Diagram

#4
  0
Beltsasar
2016-04-20 17:05:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Katso kommentit. Perustuu seuraavaan:

  Super 13cr määritellään vähähiiliseksi ruostumattomaksi teräkseksi. Toimittajien, kuten Sumitomo, määrittelemä kemiallinen koostumus määrittelee Fe min 0% - Max 0%, C: n on oltava alle 0,03. Yleisesti käytetty öljy- ja kaasusovelluksissa hapan ympäristön ja joidenkin H2S: n vastustamiseen. Mutta se on kallista kuin ... 4 kanaa, kiinteää kultaa. / code> 
En ole varma, onko linkittämälläsi kaavalla järkevää. Jos rautaa (Fe) ei ole, niin mikä muu muodostaa materiaalin? Luetellut luvut ovat% koostumusta, joten niiden on lisättävä jopa 100%. Oletan, että 0min-0max tarkoittaa "ei rajaa" eikä "ei terästä".
Olet usein oikeassa. Etkö ole varma, onko 0 Fe tarkoittaa mitään rajaa, mutta siinä on varmasti Fe. Luulen, että meidän on sitten siirryttävä erityisiin Ni-pohjaisiin seoksiin, jotka sisältävät jopa 6% Fe: tä. N02200 on niinkin alhainen kuin korkeintaan 0,4% min. 99% Ni. Mutta en ole varma, meneekö se sen ulkopuolelle, mitä OP ajattelee. Https://www.nssmc.com/product/catalog_download/pdf/P007fi.pdf
Enintään 0,15% C.Mutta 105MPa Y.s, 380Mpa T.s ja 35% venymä. käyttö rakennesovelluksissa on rajallista.


Tämä Q & A käännettiin automaattisesti englanniksi.Alkuperäinen sisältö on saatavilla stackexchange-palvelussa, jota kiitämme cc by-sa 3.0-lisenssistä, jolla sitä jaetaan.
Loading...