Warum bricht Stahl?

Es gibt Tausende von Arten von Stahl, die in verschiedenen Branchen verwendet werden.Obwohl die Bruchfestigkeitswerte die Auswahl jedes Stahls erheblich erleichternDie wichtigsten Gründe dafür sind:

• 1Da beim Schmelzen von Stahl eine gewisse Menge von einigen oder mehreren Legierungselementen hinzugefügt werden muss, kann nach einfacher Wärmebehandlung eine andere Mikrostruktur erhalten werden.Die ursprünglichen Eigenschaften des Stahls werden dadurch verändert.;
• 2Da die bei der Stahlherstellung und beim Gießen entstehenden Defekte, insbesondere konzentrierte Defekte (z. B. Poren, Einschlüsse usw.) während des Walzens äußerst empfindlich sind,und unterschiedliche Veränderungen zwischen verschiedenen Ofenzeiten des gleichen chemischen Stahls auftreten, und sogar in verschiedenen Teilen derselben Baugruppe, was sich auf die Qualität des Stahls auswirkt.Da die Zähigkeit von Stahl hauptsächlich von der Mikrostruktur und der Verteilung der Defekte abhängt (konzentrierte Defekte streng verhindern)Daher ändert sich die Zähigkeit nach der Wärmebehandlung erheblich.

Um die Eigenschaften des Stahls und die Ursachen für Bruch zu erforschen, ist es auch notwendig, die Beziehung zwischen physikalischer Metallurgie und Mikrostruktur und Stahlzähne zu beherrschen.

Einfluss der Verarbeitungstechnik

Aus der Praxis ist bekannt, daß der Aufprallvermögen von wassergetötetem Stahl besser ist als der von gegrilltem oder normalisiertem Stahl.weil die schnelle Abkühlung die Bildung von Zementit an den Korngrenzen verhindert und die Feinheit der Ferritkörner fördert.

Bei vielen Stählen handelt es sich um warmgewalzte Stähle, deren Aufprallverhältnisse einen großen Einfluß auf die Aufprall-Eigenschaften haben.die Kühlgeschwindigkeit erhöhen und das Ferritkorn feiner machenDa die Kühlgeschwindigkeit der dicken Platte langsamer ist als die der dünnen Platte, ist das Ferritkorn dicker als das der dünnen Platte.unter den gleichen Bedingungen der WärmebehandlungDabei wird die Verarbeitung mit normalisierender Behandlung nach Warmwalzungen zur Verbesserung der Eigenschaften von Stahlplatten eingesetzt.

Das Warmwalzen kann auch anisotrope Stähle und richtungsweisende duktile Stähle mit verschiedenen gemischten Strukturen, Perlitbändern und Einschlusskorngrenzen in der gleichen Walzrichtung erzeugen.Das Perlitband und die länglichen Einschlüsse sind grob in Schuppen zerstreut, die einen großen Einfluß auf die Kerbfestigkeit bei niedrigen Temperaturen im Charpy-Übergangstemperaturbereich haben.

Die Auswirkungen des Kohlenstoffgehalts in 0,3% ~ 0,8%

Der Kohlenstoffgehalt des hypoeutectoiden Stahls beträgt 0,3% bis 0,8%, und der proeutectoide Ferrit ist eine kontinuierliche Phase und bildet sich zuerst an der austenitischen Korngrenze.Pearlit wird in Austenitkörnern gebildet und macht 35% ~ *** der Mikrostruktur ausDarüber hinaus bilden sich in jedem Austenitkorn verschiedene Aggregationsstrukturen, wodurch der Perlit polykristallin wird.

Da die Perlitfestigkeit höher ist als die des vor-eutectoiden Ferrites, ist der Ferritfluss begrenzt.so dass die Ausgangsfestigkeit und die Dehnungsfestigkeitsrate des Stahls mit der Zunahme des Kohlenstoffgehalts von Perlit zunehmenDie Beschränkung wird durch die Zunahme der Anzahl der gehärteten Blöcke und die Verfeinerung der präeutectoiden Korngröße von Perlit verstärkt.

Bei hoher Perlitmenge im Stahl können bei niedrigen Temperaturen und/oder hohen Dehnungsraten bei Verformungen Mikro-Spalt-Risse entstehen.Obwohl es einige interne Aggregatgewebesektionen gibt, ist der Bruchkanal zunächst entlang der Spaltfläche.Es gibt einige bevorzugte Ausrichtungen in den Ferritkörnern zwischen den Ferritplatten und in den angrenzenden Aggregationsstrukturen..

Bruch aus Edelstahl

Edelstahl besteht hauptsächlich aus Eisen-Chrom-, Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen und anderen Elementen, die die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit verbessern.Die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl ist auf die Bildung von Chromoxid auf der Metalloberfläche zurückzuführen, um eine weitere Oxidation zu verhindern - eine undurchlässige Schicht.

Daher kann Edelstahl in einer oxidierenden Atmosphäre Korrosion verhindern und die Chrom-Oxid-Schicht stärken.Die Korrosionsbeständigkeit steigt mit dem Chrom- und NickelgehaltNickel kann die Passivierung von Eisen verbessern.

Der Zusatz von Kohlenstoff soll die mechanischen Eigenschaften verbessern und die Stabilität der austenitischen Edelstahl-Eigenschaften gewährleisten.

• Martensitische Edelstahl ist eine Eisen-Chrom-Legierung, die austenisiert und nach Wärmebehandlung zu Martensit hergestellt werden kann.
• Ferritischer Edelstahl. Chromgehalt etwa 14% ~ 18%, Kohlenstoff 0,12%.die austenitische Phase wird vollständig durch mehr als 13% Chrom unterdrückt und ist daher eine vollständige Ferritphase.
• Nickel ist ein starker Stabilisator von Austenit, so dass bei Raumtemperatur, unter Raumtemperatur oder hoher Temperatur ein Nickelgehalt von 8%Chromgehalt von 18% (Typ 300) kann die Austenitphase sehr stabil machenAustenitische Edelsteile ähneln ferritischen Formen und können nicht durch martensitische Umwandlung gehärtet werden.

Die Eigenschaften von ferritischen und martensitischen Edelstahlen, wie z. B. die Korngröße, sind denen anderer ferritischer und martensitischer Stähle derselben Klasse ähnlich.