Κραματικά Στοιχεία: Επεξήγηση του Τι Κάνει Κάθε Στοιχείο στον Χάλυβα

Πώς να διαβάσετε αυτόν τον πίνακα

Τα στοιχεία δρουν μαζί και το ίδιο στοιχείο μπορεί να είναι χαρακτηριστικό σε μια ποιότητα και περιορισμένο υπόλειμμα σε άλλη. Οι παρακάτω καταχωρίσεις περιγράφουν το κύριο, επιδιωκόμενο αποτέλεσμα σε τυπικούς κραματωμένους και ανοξείδωτους χάλυβες· οι σελίδες ποιοτήτων σε αυτόν τον ιστότοπο δίνουν τα πραγματικά επιτρεπόμενα εύρη για κάθε ονομασμένη ποιότητα.

Element	Main effects	Worth knowing
Carbon (C)	Ο κύριος ενισχυτής: σχηματίζει καρβίδια και επιτρέπει μαρτενσίτη κατά τη βαφή, αυξάνοντας τη σκληρότητα και την αντοχή σε εφελκυσμό	Η ολκιμότητα, η σκληρότητα και η συγκολλησιμότητα μειώνονται καθώς αυξάνεται ο άνθρακας· το πιο σημαντικό στοιχείο στη συνταγή
Manganese (Mn)	Αποξειδωτής· αυξάνει την αντοχή και τη βαφή· δεσμεύει το θείο ως αβλαβές MnS αντί για ψαθυρές μεμβράνες FeS	Παρόν σε σχεδόν κάθε χάλυβα· υψηλά επίπεδα (11–14%) δημιουργούν τους χάλυβες φθοράς Hadfield που σκληρύνονται με κατεργασία
Silicon (Si)	Αποξειδωτής· ενισχυτής στερεού διαλύματος· βασικό στοιχείο σε χάλυβες ελατηρίων και ηλεκτρικούς χάλυβες	Αυξημένα επίπεδα μπορούν να επιδεινώσουν την ποιότητα επιφάνειας και τη συμπεριφορά γαλβανισμού
Chromium (Cr)	Βαφή, καρβίδια ανθεκτικά στη φθορά, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία· σε περίπου 10.5% και άνω, η παθητική μεμβράνη που ορίζει τον ανοξείδωτο χάλυβα	Φέρνει επίσης ευαισθησία σε ευθραυστοποίηση επαναφοράς σε ορισμένους χάλυβες Cr-Mo εάν η ψύξη είναι απρόσεκτη
Molybdenum (Mo)	Αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία (ερπυσμός), βαφή, αντοχή στην επαναφορά· βελτιώνει έντονα την αντοχή σε βελονισμούς στους ανοξείδωτους (είναι ο όρος Mo στον τύπο PREN)	Ακριβό — οι ποιότητες το χρησιμοποιούν σκόπιμα, συνήθως μερικά δέκατα του τοις εκατό σε κραματωμένους χάλυβες
Nickel (Ni)	Σκληρότητα, ιδιαίτερα σε χαμηλή θερμοκρασία· βαφή· σταθεροποιεί τον ωστενίτη (η βάση των ανοξείδωτων σειράς 300)	Συνήθως η ακριβότερη κοινή προσθήκη· καθορίζει τη διαφορά τιμής μεταξύ 304 και 430
Vanadium (V)	Λεπτά καρβίδια: εκλέπτυνση κόκκων, δευτερογενής σκλήρυνση σε χάλυβες εργαλείων, αντοχή στη φθορά, αντοχή στον ερπυσμό σε μικρές δόσεις	Αποτελεσματικό σε χαμηλά επίπεδα, συνήθως 0.05–0.30%
Tungsten (W)	Πολύ σκληρά, θερμοσταθερά καρβίδια: η θερμή σκληρότητα των ταχυχαλύβων (ο M2 φέρει περίπου 6% W)	Βαρύ και δαπανηρό· αντικαθίσταται εν μέρει από μολυβδαίνιο σε πολλούς σύγχρονους χάλυβες εργαλείων
Niobium (Nb)	Εκλέπτυνση κόκκων και ενίσχυση με καθίζηση σε χάλυβες HSLA· σταθεροποιεί τους ανοξείδωτους έναντι ευαισθητοποίησης (ποιότητα 347)	Λειτουργεί σε εκατοστά του τοις εκατό στους δομικούς χάλυβες
Titanium (Ti)	Ισχυρός σχηματιστής καρβιδίων/νιτριδίων: σταθεροποιεί τους ανοξείδωτους (ποιότητα 321), προστατεύει το βόριο από το άζωτο, δεσμεύει τον άνθρακα σε χάλυβες IF	Η περίσσεια τιτανίου μπορεί να βλάψει την ποιότητα επιφάνειας και τη σκληρότητα
Boron (B)	Σε μόνο μερικά μέρη ανά εκατομμύριο, αυξάνει δραματικά τη βαφή χαλύβων χαμηλού και μεσαίου άνθρακα	Το αποτέλεσμά του εξαφανίζεται εάν συνδυαστεί με άζωτο ή οξυγόνο — οι χάλυβες βορίου το προστατεύουν με τιτάνιο ή αλουμίνιο
Sulfur & phosphorus (S, P)	Συνήθως υπολείμματα προς περιορισμό: το θείο βλάπτει την εγκάρσια σκληρότητα, ο φώσφορος ευθραυστοποιεί και διαχωρίζεται	Προστίθενται σκόπιμα σε χάλυβες ελεύθερης κοπής — θείο για κατεργασιμότητα (π.χ. 1215, 11SMn30), φώσφορος σε ορισμένες επαναφωσφοριωμένες ποιότητες και ποιότητες ανθεκτικές στις καιρικές συνθήκες

Οι αλληλεπιδράσεις έχουν μεγαλύτερη σημασία από τα μεμονωμένα στοιχεία

Οι πραγματικές ποιότητες είναι ισορροπίες: χρώμιο συν μολυβδαίνιο δίνει αντοχή στον ερπυσμό σε 2.25Cr-1Mo· νικέλιο συν χρώμιο δίνει την ωστενιτική δομή του 304· το δυναμικό σκληρότητας του άνθρακα είναι προσβάσιμο μόνο μέσω του μεγέθους διατομής όταν το μαγγάνιο, το χρώμιο ή το βόριο παρέχουν τη βαφή. Τα πρότυπα καθορίζουν επομένως τα στοιχεία ως πακέτο ευρών και η υποκατάσταση μεταξύ «ισοδύναμων» ποιοτήτων είναι ασφαλέστερη όταν συγκρίνεται το πλήρες πακέτο, όχι ένα στοιχείο κάθε φορά.