K A32 Stahlplatte

Mechanische Eigenschaften

Streckgrenze

Während der Alterung bei mittlerer Temperatur bei 150 - 250 Grad werden die Legierungselemente im KA32-Stahl mit einer angemessenen Geschwindigkeit ausgeschieden, um Niederschläge zu bilden. Diese Ausscheidungen können die Bewegung von Versetzungen wirksam behindern. Beispielsweise müssen bei etwa 200 Grad für etwa 15 Stunden Alterung, während sich die Ausscheidungen bilden und wachsen, Versetzungen diese Ausscheidungen während der Bewegung umgehen, was mehr Energie erfordert und somit die Streckgrenze des Materials deutlich erhöht. Im Vergleich zum KA32-Stahl ohne Alterungsbehandlung kann die Streckgrenze um etwa 30 % - 50 % steigen. Dadurch kann der Stahl einer plastischen Verformung bei Einwirkung äußerer Kräfte besser standhalten und die Stabilität der Struktur verbessern.

Zugfestigkeit

Während des Alterungsprozesses bei mittlerer Temperatur wird neben der Verbesserung der Streckgrenze auch die Zugfestigkeit erhöht. Aufgrund der vorhandenen Ausscheidungen kann das Material im Zugversuch größeren Zugkräften standhalten. Die Ausscheidungen können als Festigungsphase wirken und die Entstehung und Ausbreitung von Mikrorissen im Material verhindern. Nach der Alterung in diesem Temperaturbereich kann die Zugfestigkeit um etwa 20 % - 40 % ansteigen. Beispielsweise können die im Schiffbau verwendeten KA32-Stahlkomponenten nach einer Alterungsbehandlung bei mittlerer Temperatur höheren äußeren Einflüssen wie Wind und Wellen standhalten und das Risiko von Strukturschäden verringern.

Physikalische Eigenschaften

Dichteänderung

Während des Alterungsprozesses bei 150 - 250 Grad ändert sich die Dichte von KA32-Stahl aufgrund der Neuanordnung von Atomen und der Bildung von Ausscheidungen geringfügig. Im Allgemeinen unterscheidet sich die Dichte der Ausscheidungen von der des Matrixmaterials. Wenn sich Niederschläge bilden, kann die Gesamtdichte des Materials leicht zunehmen oder abnehmen, diese Änderung ist jedoch sehr gering und beträgt normalerweise weniger als ein Tausendstel. In den meisten praktischen Anwendungen hat diese Dichteänderung kaum Auswirkungen auf die Verwendung des Materials. Beispielsweise hat diese geringfügige Dichteänderung bei Gebäudestrukturen oder mechanischen Teilen keine offensichtlichen negativen Auswirkungen auf deren Leistung.

 

 

 

Änderung des Wärmeausdehnungskoeffizienten

Die Alterung bei mittlerer Temperatur verändert den Wärmeausdehnungskoeffizienten von KA32-Stahl. Die thermischen Ausdehnungseigenschaften der neu gebildeten Ausscheidungen und der Matrix sind unterschiedlich, was zu einer Änderung des Ausdehnungsverhaltens des Materials bei Erwärmung führt. Nach der Alterung in diesem Temperaturintervall kann der Wärmeausdehnungskoeffizient um etwa 10 % - 20 % abnehmen. Bei einigen Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Maßhaltigkeit, beispielsweise bei Teilen von Präzisionsinstrumenten, muss diese Änderung des Wärmeausdehnungskoeffizienten berücksichtigt werden, um Auswirkungen auf die Maßhaltigkeit der Teile in einer Umgebung mit Temperaturschwankungen zu vermeiden.

Korrosionsbeständigkeit

Mitteltemperaturalterung kann die Korrosionsbeständigkeit von KA32-Stahl verbessern. Während des Alterungsprozesses kann sich auf der Oberfläche des Stahls ein dichter Oxidfilm bilden oder es können sich Legierungselemente an der Oberfläche anreichern. Beispielsweise diffundieren nach 18-stündiger Alterung bei 180 Grad einige Legierungselemente (wie Chrom, Nickel usw.) an die Oberfläche und bilden einen Schutzfilm, der den Kontakt mit korrosiven Medien (wie Meerwasser, saure Lösungen, etc.) mit der Stahlmatrix. Gleichzeitig können die gleichmäßig verteilten Ausscheidungen im Inneren auch die Korrosionskanäle im Material reduzieren und die Korrosionsbeständigkeit des Materials verbessern. Dies ist sehr wichtig für KA32-Stahlkonstruktionen, die in rauen Umgebungen wie der Meeresumwelt eingesetzt werden.

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