Die Rolle von Stickstoff in Stahl: Was Sie wissen sollten

1. Auswirkung von Stickstoff auf das Gefüge und die Wärmebehandlung von Stahl

① Stickstoff kann sich, ähnlich wie Kohlenstoff, in Eisen auflösen und einen interstitiellen Mischkristall bilden.

② Stickstoff vergrößert die Größe der Austenit Phasenzone im Stahl, die ein robustes Element zur Bildung und Aufrechterhaltung der Stabilität im Austenit ist.

Seine Wirkung ist etwa 20-mal größer als die von Nickel, und es kann Nickel in Stahl teilweise ersetzen.

Stickstoff, zusammen mit Elementen wie Chrom, Aluminium und Vanadium, Titanund andere, die in die Stahloberfläche eindringen, können sehr stabile Nitride bilden. Diese Nitride dienen als Oberflächenhärtung und verstärkende Elemente.

Stickstoff macht die Struktur von Hochchrom- und Hochchrom-Nickel-Stahl kompakter und fester.

⑤ Ein zu hoher Reststickstoffgehalt im Stahl kann zu makrostruktureller Porosität oder Löchern in der Struktur führen.

2. Einfluss von Stickstoff auf die mechanischen Eigenschaften von Stahl

Stickstoff hat eine mischkristallverfestigende Wirkung und erhöht die Härtbarkeit von Stahl.

② Bei stickstoffhaltigen ferritischen Stählen kann es zu einer Ausscheidungshärtung kommen, die durch die Bildung ultra-mikroskopischer Nitride beim Anlassen nach schneller Abkühlung oder längerem Aufenthalt bei Raumtemperatur entsteht.

Stickstoff kann auch bei kohlenstoffarmen Stählen zu einer Reckalterung führen.

Da die Festigkeit und Härte des Stahls steigt, nimmt seine Zähigkeit ab und seine Kerbempfindlichkeit zu.

Die durch Stickstoff verursachte Sprödigkeit von Stahl ist mit der von Phosphor vergleichbar und wirkt sich wesentlich stärker aus als Phosphor.

Auch Stickstoff trägt in erheblichem Maße zur Blauversprödung von Stahl bei.

③ Die Festigkeit und Kerbschlagzähigkeit von hochchromhaltigem Stahl und hochchromhaltigem Nickelstahl werden ohne Einbußen bei der Plastizität verbessert.

④ Auch die Kriechfestigkeit und die Hochtemperaturbruchfestigkeit des Stahls werden verbessert.

3. Auswirkungen von Stickstoff auf die physikalischen, chemischen und technologischen Eigenschaften von Stahl

① Die Anwesenheit von Stickstoff hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Korrosionsbeständigkeit von nichtrostendem Stahl.

② Übersteigt der Stickstoffgehalt 0,16% nach Masse, nimmt die Oxidationsbeständigkeit des Stahls ab.

③ Stickstoffhaltiger Stahl hat eine höhere Härtungsrate aufgrund von Kaltverformung.

④ Stickstoff kann die Tendenz zum Kornwachstum in hochchromhaltigem Ferritstahl verringern und seine Schweißbarkeit verbessern.

4. Anwendung von Stickstoff in Stahl

Stickstoff wird in der Regel als Legierungselement in Stahl verwendet, wobei der Gehalt in der Regel unter 0,3% (nach Masse) liegt und unter bestimmten Umständen bis zu 0,6% betragen kann.

② Es wird hauptsächlich in nitrierten abgeschreckt und vergütet Stahl, gewöhnlicher niedrig legierter Stahl, rostfreier säurebeständiger Stahl und hitzebeständiger nicht abblätternder Stahl. Der hitzebeständige, nicht abblätternde Stahl kann für die Herstellung von Komponenten für Dampfturbinen verwendet werden.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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