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Warum bricht Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt leicht?

Anzahl Durchsuchen:0     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2022-06-24      Herkunft:Powered

Antriebswelle mit U -Fugen: Warum bricht Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt leicht?

1. Einfluss des Kohlenstoffgehalts auf die Gleichgewichtsmikrostruktur der Fe-C-Legierung

Die quantitative Beziehung zwischen Kohlenstoffgehalt und Mikrostruktur und Phasenzusammensetzung der Fe-C-Legierung bei Raumtemperatur kann nach dem Hebelgesetz abgeschlossen werden

2. Einfluss des Kohlenstoffgehalts auf mechanische Eigenschaften

Je mehr Zementitgehalt, desto gleichmäßigerer Verteilung die Härte und Stärke des Materials desto niedriger ist die Plastizität und Zähigkeit; Wenn jedoch Zementit an der Korngrenze oder als Matrix existiert, nimmt die Plastizität und Zähigkeit des Materials stark ab und die Festigkeit nimmt ebenfalls ab.

3. Einfluss des Kohlenstoffgehalts auf die Prozessleistung

Für die Machungbarkeit wird allgemein angenommen, dass die Plastizität von Kohlenstoffstahl mäßig ist, die Härte bei HB200 und die Schneidleistung die beste. Ein zu hoch oder zu niedriger Kohlenstoffgehalt verringert die Bearbeitungsleistung.

Niedriger Kohlenstoffstahl ist besser als hoher Kohlenstoffstahl für die Formbarkeit. Da die Stahlheizung ein Phasen-Austenitzustand, gute Plastizität, niedrige Festigkeit, leicht zu plastische Verformung ist, liegt das allgemeine Schmieden im Austenitzustand. Beim Schmieden muss die geeignete Temperatur gemäß dem Eisen -Kohlenstoff -Phasen -Diagramm bestimmt werden. Die anfänglichen Roll- und Schmiedenstemperaturen sollten nicht zu hoch sein, um eine Überbrennung zu vermeiden. Starten Sie das Rollen und die Temperatur sollte nicht zu niedrig sein, um nicht zu knacken.

Für das Gießen ist die Fluidität von Gusseisen besser als Stahl, leicht zu gießen, insbesondere in der Nähe der eutektischen Zusammensetzung von Gusseisen, seine Kristallisationstemperatur niedrig, die Fluidität ist gut und mehr hat eine gute Gussleistung. Aus Sicht des Phasendiagramms, je größer der Erstarrtemperaturbereich, desto leichter zu dispergierter Schrumpfhöhlen und Segregation, desto schlechter die Gussleistung.

Je niedriger der Kohlenstoffgehalt ist, desto besser ist die Schweißleistung von Stahl, so dass niedriger Kohlenstoffstahl leichter zu schweißen ist als mit hohem Kohlenstoffstahl.

4. Warum bricht Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt leicht?

Balken mit hohem Kohlenstoffgehalt sind anfällig für Frakturen, wie z. B. Schächte aus 45# Stahl, die nicht lange dauern. Wenn Sie Proben aus den gebrochenen Teilen entnommen und metallographische Analysen leiteten, wird die Ursache häufig nicht gefunden. Auch wenn einige Ursachen weit hergeholt sind, sind sie nicht die tatsächliche Ursache.

Um eine höhere Festigkeit zu gewährleisten, muss dem Stahl auch Kohlenstoff zugesetzt werden, was Eisenkarbid ausfällt. Aus elektrochemischer Sicht wirkt Eisenkarbid als Kathode und beschleunigt die anodische Auflösungsreaktion um die Matrix. Die Erhöhung des Volumenanteils von Eisencarbid in der Mikrostruktur wird auch auf die niedrigen Wasserstoffüberspannungseigenschaften des Carbids zurückgeführt.

Die Oberfläche von Stahl ist leicht zu erzeugen und zu adsorbieren Wasserstoff. Als Wasserstoff infiltriert in den Stahl, den Volumenanteil vonbenutzerdefinierte Halbwelle mit Doppel -U -Gelenk - XinsanmingWasserstoff kann zunehmen, was zu einer signifikanten Abnahme der Wasserstoffbrechessresistenz des Materials führt.

Die signifikante Verringerung der Korrosionsbeständigkeit und der Wasserstoffbrittersresistenz von Hochfestigkeitsstahl schadet nicht nur die Eigenschaften von Stahl, sondern begrenzt auch die Anwendung von Stahl erheblich.

Wenn Automobilstahl Chlorid und anderen korrosiven Umgebungen ausgesetzt ist, stellt das Phänomen der möglichen Spannungskorrosion Cracking (SCC) eine ernsthafte Bedrohung für die Sicherheit des Automobilkörpers unter Stress dar.

Je höher der Kohlenstoffgehalt ist, der Wasserstoffdiffusionskoeffizient nimmt ab und die Wasserstofflöslichkeit nimmt zu. Scholar Chan hat einmal vorgeschlagen, dass verschiedene Gitterdefekte wie Niederschläge (als Fallenstellen für Wasserstoffatome), Potential und leere Löcher proportional zum Kohlenstoffgehalt sind, und die Zunahme des Kohlenstoffgehalts hemmt die Wasserstoffdiffusion, sodass der Wasserstoffdiffusionskoeffizient ebenfalls gering ist .

Da der Kohlenstoffgehalt direkt proportional zur Wasserstofflöslichkeit ist, desto größer ist der Volumenanteil des Carbids als Wasserstofffalle, je kleiner der Wasserstoffdiffusionskoeffizient im Stahl und desto höher die Wasserstofflöslichkeit. Die Wasserstofflöslichkeit enthält auch Informationen über den diffusionsfähigen Wasserstoff, sodass die Empfindlichkeit der Wasserstoffverspräche am höchsten ist. Mit dem Zunahme des Kohlenstoffgehalts nimmt der Wasserstoffdiffusionskoeffizient ab und die Wasserstoffkonzentration nimmt aufgrund der Abnahme der Wasserstoffüberspannung auf Stahloberfläche zu.

Die Ergebnisse des getriebenen Spannungspolarisationstests zeigen, dass je höher der Kohlenstoffgehalt der Probe ist, die kathodische Reduktionsreaktion (Reaktion der Wasserstofferzeugung) und die anodische Auflösungsreaktion tendenziell in saurer Umgebung auftreten. Im Vergleich zur umgebenden Matrix mit niedriger Wasserstoffüberspannung spielt das Carbid die Rolle der Kathode und seine Volumenanteile nimmt zu.

Nach den Ergebnissen des elektrochemischen Wasserstoffpermeationstests nimmt der Diffusionskoeffizient des Wasserstoffatoms ab und die Löslichkeit nimmt mit zunehmender Kohlenstoffgehalt und Volumenanteil von Carbiden in der Probe zu. Mit dem Zunahme des Kohlenstoffgehalts nimmt die Wasserstoffbrittersresistenz ab.

Es wird durch eine langsame Zugtest mit langsamer Dehnungsrate bestätigt, dass der Widerstand der Spannungskorrosionsrisse mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt abnimmt. Es ist direkt proportional zum Volumenanteil von Carbiden. Mit der Erhöhung der Wasserstoffreduktionsreaktion und der Wasserstoffinjektion in die Probe tritt eine anodische Auflösungsreaktion auf und die Bildung des Schlupfbandes beschleunigt.

Mit dem Zunahme des Kohlenstoffgehalts fällt Carbid in Stahl aus, und die Möglichkeit einer Wasserstoffverspritzung erhöht sich unter der Wirkung der elektrochemischen Korrosionsreaktion. Um sicherzustellen, dass Stahl eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Wasserstoffbritterresistenz aufweist, ist die Kontrolle der Carbidausfällung und der Volumenfraktion ein wirksames Kontrollmethode.

Die begrenzte Verwendung von Stahl in Automobilteilen ist auch auf einen deutlichen Rückgang seiner Resistenz gegen Wasserstoffverspräche zurückzuführen, die durch die Korrosion wässriger Lösungen verursacht wird. Tatsächlich hängt diese Empfindlichkeit der Wasserstoffbritter eng mit dem Kohlenstoffgehalt zusammen, und Eisencarbide (Fe2.4C/Fe3C) werden unter geringen Wasserstoffüberspannungsbedingungen ausgefällt.

Im Allgemeinen wird die durch Spannungskorrosionsrisse oder Wasserstoffverspräche verursachte partielle Oberflächenkorrosionsreaktion durch Wärmebehandlung durchgeführt, um die Restspannung zu entfernen und die Effizienz der Wasserstofffalle zu erhöhen. Es ist nicht einfach, ultrahochfestes Automobilstahl mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit und Wasserstoffbrittersresistenz zu entwickeln.

Mit dem Zunahme des Kohlenstoffgehalts steigt die Wasserstoffreduktionsrate, während die Wasserstoffdiffusionsrate signifikant abnimmt. Mit mittlerer Kohlenstoff- oder hoher Kohlenstoffstahl als Teile oder Antriebswellen besteht die Schlüsseltechnologie darin, die Carbidkomponenten in der Mikrostruktur effektiv zu steuern.

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