Herstellungsverfahren und Anwendungen von nichtrostendem Stahl
Produktionsverfahren
Die Konverterschmelze von rostfreiem Stahl wird mit Bodenluftblasen (Bessemer- und Thomas-Verfahren) sowie mit Sauerstoffblasen von oben und unten durchgeführt. Der Luftsauerstoff oxidiert die Verunreinigungen, was zur Umwandlung von Gusseisen in Stahl führt. Die bei der Oxidation freigesetzte Wärme heizt die Schmelze auf 1600 °C auf. Um die Oberflächenqualität des Barrens zu verbessern, muss der Edelstahl mit hoher Geschwindigkeit gegossen werden, die Oberfläche des Metalls in der Form muss mit einer reduzierenden Atmosphäre oder Schlacke geschützt werden, und der Metallstrahl muss während des Gießens mit Inertgasen geschützt werden. Auremo, ein Anbieter von zertifizierten Stahlerzeugnissen, bietet heute Qualitätsprodukte zum Kauf an.
Korrosionsbeständigkeit
Die Grundanforderung an nichtrostenden Stahl ist die Korrosionsbeständigkeit, die von der Zusammensetzung der Legierung, ihrem Gefügezustand, der Aggressivität des korrosiven Mediums und den einwirkenden Belastungen abhängt. Die Korrosionsbeständigkeit ist auf die Bildung eines starken Passivfilms auf der Oberfläche des Produkts zurückzuführen, der das Eindringen der aggressiven Substanz in die tieferen Schichten des Materials verhindert. Chrom ist eines der stärksten passivierenden Elemente in oxidierenden Umgebungen. Der Cr-Gehalt von 12-13% macht die Legierung widerstandsfähig gegen atmosphärische und Bodenfeuchtigkeit. Eine Erhöhung des Cr-Gehalts auf 28-30% macht die Legierung widerstandsfähig gegen aggressive Atmosphären.
Festigkeit und Duktilität
Diese Eigenschaften hängen von vielen Faktoren ab: von der Kristallstruktur, der Bindungsenergie der Atome im Kristallgitter, der Reinheit des Metalls, den Legierungszusätzen, der Korngröße und anderen Faktoren. Nach modernen Konzepten wird die plastische Verformungsbeständigkeit hauptsächlich durch die Anzahl der Unvollkommenheiten in der Kristallgitterstruktur, insbesondere der Versetzungen, bestimmt.
Härtung
Die Härtung von nichtrostendem Stahl resultiert aus der Wechselwirkung von Fremdatomen - die nicht das Gitter des Grundmischkristalls bilden - mit Versetzungen. Die Härtung einer Legierung kann jedoch erheblich verstärkt werden, wenn durch das Legieren und die damit verbundenen Wärmebehandlungen hochdisperse Teilchen einer anderen Phase entstehen. Die beste Verfestigung entspricht einem feinen Gefüge mit 20-50 nm (200-500 A) Abscheidung der zweiten Phase, die gleichmäßig über das Korn verteilt ist. Eine Erhöhung der Größe der Ausscheidungen auf 100 nm (1000 A) und mehr führt zu einer Erweichung des Stahls.
Die Verwendung von
Chromstahl ist die am häufigsten verwendete Stahlsorte. Sie zeichnen sich durch ihre Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus und sind relativ preiswert. Er wird häufig als Konstruktionsmaterial in der Verkehrstechnik, der Luftfahrt und für die Herstellung von Waffen verwendet. Manganlegierungen zeichnen sich durch ihre Verschleißfestigkeit aus. Die Stahlsorte G13 ist besonders verschleißfest und wird für die Ketten von Traktoren oder Panzern verwendet. Silizium- und Chrom-Silizium-Stähle haben eine außergewöhnliche Härte und Zähigkeit. Nickelstähle weisen eine außergewöhnliche Duktilität und einen hohen elektrischen Widerstand auf, ebenso wie außergewöhnlich harte Wolframlegierungen. Letztere sind für die Herstellung von Metallwerkzeugen und das Schlagbohren unverzichtbar. Titanlegierungen, die leicht und korrosionsbeständig sind, werden zunehmend im Flugzeug- und U-Bootbau eingesetzt.
Legierungen der martensitischen Klasse
Martensitische Chromstähle mit einem reduzierten Chromgehalt (12-18 %) werden dort eingesetzt, wo sowohl Korrosionsbeständigkeit als auch hohe Festigkeit erforderlich sind. Der Kohlenstoffgehalt beträgt in der Regel 0,1-0,4 % (1X13-4X13-Stähle). Sie können gehärtet werden. Wenn nach dem Härten eine hohe Härte erforderlich ist, kann der Kohlenstoffgehalt auf 1 % erhöht werden (Legierung 9X18). Diese Metalle werden für die Herstellung von Messern, Scheren, chirurgischen Werkzeugen, Kunststoffformen und Kugellagern für korrosive Umgebungen verwendet, die aus Stählen mit hohem Kohlenstoffgehalt hergestellt werden.
Furnizor
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