Właściwości stali duplex

 

Często, do mieszanki żelaza i węgla dodawane są inne materiały, aby uzyskać stal o pożądanych właściwościach. Nikiel i mangan w stali zwiększają jej wytrzymałość na rozciąganie i sprawiają, że forma austenitu w roztworze żelazo-węglowym jest bardziej stabilna, chrom zwiększa twardość i temperaturę topnienia, a wanad również zwiększa twardość, czyniąc ją mniej podatną na zmęczenie metalu.

Właściwości fizykochemiczne stali

stal super duplexAby zahamować korozję, do stali dodaje się co najmniej 11% chromu, tak aby na powierzchni metalu tworzył się twardy tlenek, znany jako stal nierdzewna (np. stal super duplex). Z drugiej strony, siarka, azot i fosfor są uważane za zanieczyszczenia, które sprawiają, że stal jest bardziej krucha i są usuwane z wytopu podczas przetwarzania. W zależności od składników stopowych, gęstość stali zwykle waha się między 7 750 a 8 050 kg/m3 lub 7,75 a 8,05 g/cm3. Nawet w wąskim zakresie stężeń mieszanin węgla i żelaza, które tworzą stal, może tworzyć się wiele różnych struktur metalurgicznych, o bardzo różnych właściwościach. Zrozumienie takich właściwości jest niezbędne do wytwarzania wysokiej jakości stali. W temperaturze pokojowej, najbardziej stabilną formą czystego żelaza jest struktura kubiczna o nazwie alfa-żelazo lub α-żelazo. Jest to dość miękki metal, który może rozpuścić tylko niewielkie stężenie węgla, nie więcej niż 0,005% w temperaturze 0 °C i 0,021% wagowo w temperaturze 723 °C. Włączenie węgla do żelaza alfa nazywane jest ferrytem.

W temperaturze 910 °C czyste żelazo przekształca się w strukturę sześcienną o powierzchni czołowej, nazywaną gamma iron lub γ-iron. Włączenie węgla do gamma żelaza nazywane jest austenitem. Bardziej otwarta struktura austenitu może rozpuścić znacznie więcej węgla, aż 2,1% (38 razy więcej niż ferryt) węgla w temperaturze 148°C, co odzwierciedla górną zawartość węgla w stali, poza którą znajduje się żeliwo.

 

Top