Fest – Lösungsverstärkungsmechanismus

 

Prinzip: Legierungselemente lösen sich in der Eisenmatrix unter Bildung einer festen Lösung auf, was zu einer Gitterverzerrung der Eisenatome führt. Diese Gitterverzerrung erhöht den Widerstand gegen Versetzungsbewegungen. Wenn beispielsweise Elemente wie Mangan (Mn) und Silizium (Si) hinzugefügt werden, besetzen sie bestimmte Positionen im Eisengitter und erzeugen im Gitter ein elastisches Spannungsfeld. Wenn sich Versetzungen in diesem verzerrten Gitter bewegen, müssen sie eine höhere Energiebarriere überwinden und dadurch die Streckgrenze des Stahls erhöhen.

 

Beispiel: In niedriglegiertem Stahl liegt der Mangangehalt im Allgemeinen bei etwa 1,0 % - 1,6 %. Nachdem Manganatome in das Eisengitter eingebaut wurden, wird die Bewegung von Versetzungen erschwert und die Streckgrenze des Stahls kann deutlich erhöht werden. Im Allgemeinen kann mit jeder Erhöhung des Mangangehalts um 1 % die Streckgrenze um etwa 30 - 50 MPa erhöht werden.

 

Mechanismus zur Niederschlagsverstärkung (Dispersionsverstärkung).

 

Prinzip: Bestimmte Legierungselemente können feine, gleichmäßig verteilte ausgefällte Phasen (oder dispergierte Phasen) im Stahl bilden. Diese ausgefällten Phasenpartikel behindern die Bewegung von Versetzungen. Wenn sich die Versetzungslinie zu den Partikeln der ausgeschiedenen Phase bewegt, muss sie diese Partikel umgehen oder durchschneiden, was zusätzliche Spannung erfordert und dadurch die Streckgrenze des Stahls erhöht.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KR/R D56 mit extra starker Eigenschaft
Grad	Mechanisches Eigentum			Charpy-V-Schlagtest
	Ertrag	Zugfest	Verlängerung	Grad	Energie 1	Energie 2
	Min. Mpa	Mpa	Min. %	-20	55	37
KR/R D56	550	670-830	16
Hinweis: Energie 1 ist ein Längsaufpralltest, Energie 2 ist ein Querstoßtest

 

 

Feinkornverstärkungsmechanismus (im Zusammenhang mit Legierungselementen)

 

Prinzip: Einige Legierungselemente können den Kornwachstumsprozess von Stahl beeinflussen und eine Rolle bei der Kornverfeinerung spielen. Nach der Hall-Petch-Formel ist die Streckgrenze von Stahl umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Korngröße. Daher kann eine Kornverfeinerung die Streckgrenze wirksam erhöhen. Diese Legierungselemente können Körner verfeinern, indem sie die Keimbildungsrate und die Kornwachstumsrate verändern.

 

Beispiel: Wenn das Element Aluminium (Al) während des Stahlherstellungsprozesses hinzugefügt wird, kann sich Aluminium mit Sauerstoff (O) im Stahl verbinden und Aluminiumoxid (Al₂O₃)-Einschlüsse bilden. Diese Einschlüsse können als Keime einer nicht spontanen Keimbildung dienen, wodurch die Keimbildungsrate erhöht und somit die Körner verfeinert werden. Darüber hinaus hat das Element Titan (Ti) eine ähnliche Wirkung. Es kann mit Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) Karbide und Nitride bilden, das Austenit-Kornwachstum hemmen und die Körner weiter verfeinern, um die Streckgrenze des Stahls zu erhöhen.

 

 

 

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