1. Hoe worden de hoge sterkte en hardheid van koud-gewalste stalen buizen van gelegeerd staal weerspiegeld?
Versterkende effecten van legeringselementen:
Het toevoegen van Cr (chroom) verbetert de hardbaarheid en hardheid van het staal, Mo (molybdeen) verfijnt de korrelgrootte en verbetert de sterkte bij hoge- temperaturen, en Mn (mangaan) verhoogt de treksterkte aanzienlijk. Bijvoorbeeld:
40Cr (dat 0,8%-1,1% Cr bevat) kan een treksterkte bereiken van meer dan 980 MPa na koudwalsen en ontlaten (afschrikken gevolgd door ontlaten bij hoge temperatuur), veel groter dan 20 # koolstofstaal (ongeveer 590 MPa na ontlaten).
42CrMo (bevat 0,9%-1,2% Cr en 0,15%-0,25% Mo) heeft een vloeigrens van meer dan 800 MPa en is bestand tegen langdurige hoge drukken (zoals die in hydraulische systemen van meer dan 30 MPa) zonder plastische vervorming. Koudwalsen Superpositie Versterking:
Het "arbeidshardende effect" van koudwalsen zorgt ervoor dat de interne korrels van het gelegeerde staal sterk georiënteerd zijn in de walsrichting, waardoor de oppervlaktehardheid verder toeneemt. De oppervlaktehardheid van 40Cr-staal na koudwalsen en ontlaten is ongeveer HB 220-250, terwijl die van 20# koolstofstaal na koudwalsen slechts HB 140-180 bedraagt. Daarom bieden koudgewalste buizen van gelegeerd staal superieure slijtvastheid (voor tandwielen en assen) en krasbestendigheid.
2.Wat is de weerstand tegen vermoeidheid van koud-gewalste stalen buizen van gelegeerd staal?
In mechanische transmissies (zoals spindels en spindels) en technische apparatuur (zoals hydraulische stangen van graafmachines) zijn componenten onderhevig aan herhaalde wisselende spanningen, waardoor ze vatbaar zijn voor defecten als gevolg van vermoeiingsscheuren. Gelegeerd staal verbetert de weerstand tegen vermoeidheid door de volgende methoden:
Elementen zoals Mo en Ni verminderen de kerfgevoeligheid van het staal, waardoor het ontstaan van scheuren veroorzaakt door spanningsconcentratie tot een minimum wordt beperkt.
Het hoge-precisieoppervlak (Ra 0,4-0,8 μm) dat wordt bereikt door het koudwalsproces voorkomt dat oppervlaktedefecten (zoals krassen en putjes) bronnen van vermoeidheid worden, waardoor de levensduur van vermoeiing 2-3 keer wordt verlengd in vergelijking met warmgewalste buizen van hetzelfde materiaal. Koudgewalste 20Cr-buizen (gecarboneerd) die worden gebruikt in transmissietandwielen voor auto's zijn bijvoorbeeld bestand tegen vermoeiingscycli van meer dan 10⁷, veel groter dan de 5×10⁶ cycli van koolstofstalen tandwielen.
3.Wat is de hittebestendigheid van gelegeerd staal?
Kernlegeringselementen: Cr (verbetert de oxidatieweerstand bij hoge- temperaturen), Mo (remt kruip bij hoge- temperaturen) en Ti (voorkomt intergranulaire corrosie).
Typische toepassingen en resultaten:
15CrMo (bevat 1,0%-1,5% Cr en 0,4%-0,6% Mo) koudgewalste buizen-behouden meer dan 70% van hun normale-temperatuursterkte bij 500 graden en zijn bestand tegen de vorming van oppervlakteaanslag. Daarom worden ze veel gebruikt in oververhitterbuizen van ketels, luchtkanalen van stoomturbines (in de energiesector) en leidingen van chemische reactoren (die langdurig worden blootgesteld aan media met hoge temperaturen).
Koudgewalste buizen van roestvrij staal 321 (met Ti) bieden geen risico op intergranulaire corrosie, zelfs niet na lassen bij 600 graden, en kunnen worden gebruikt in hoge- vloeistoftransportleidingen in de lucht- en ruimtevaartindustrie.
4. Hoe corrosiebestendig is gelegeerd staal?
Hoewel de corrosieweerstand van gelegeerd staal niet zo goed is als die van roestvrij staal (zoals 304 en 316), verbetert de toevoeging van chroom de corrosieweerstand aanzienlijk in vergelijking met koolstofstaal, waardoor het geschikt is voor gebruik in minder corrosieve omgevingen.
20Cr koud-gewalste pijp (die 0,7%-1,0% Cr bevat) corrodeert met slechts 1/3-1/2 van de snelheid van 20# koolstofstaal in vochtige lucht. Het kan worden gebruikt voor structurele componenten van buitenmachines (zoals bussen van torenkranen) zonder dat er regelmatig een anticorrosiebehandeling nodig is.
16Mn (Q345B, bevat 1,2%-1,6% Mn) koud-gewalste buizen vertonen een superieure corrosieweerstand ten opzichte van Q235-koolstofstaal in mild zure en alkalische omgevingen (zoals industrieel afvalwater met een pH van 5-9), waardoor het geschikt is voor lagedrukrioolbuizen in de chemische industrie.
5. Wat is de taaiheid bij lage temperaturen van gelegeerd staal?
Gelegeerd staal met nikkel-toevoeging (zoals 12CrNi3A) vertoont een uitstekende taaiheid bij lage- temperaturen. Ze behouden een goede plasticiteit (rek groter dan of gelijk aan 15%) bij temperaturen zo laag als -40 graden of zelfs -60 graden, waardoor het probleem van "koude brosheid" wordt vermeden dat vaak voorkomt bij koolstofstaal bij lage temperaturen. Koudgewalste stalen buizen van deze legering worden bijvoorbeeld vaak gebruikt in oliepijpleidingen in koude noordelijke gebieden en structurele componenten van poolonderzoeksapparatuur om de veiligheid en betrouwbaarheid bij lage temperaturen te garanderen.