191191. lajstromszámú szabadalom • Nagyszilárdságú, szívós, hegeszthető szerkezeti acél
7 191 191 8 Ha a fenti táblázatokban szereplő adatok összehasonlítjuk a technika állásának ismertetésénél bemutatott szabadalmi leírásokban szereplő acélok tulajdonságaival, jól látható, hogy a találmány szerinti acél egyes mechanikai tulajdonságai is általában kedvezőbbek az ismertekénél, a szilárdsági és szívóssági tulajdonságokat együtt vizsgálva pedig megállapítható, hogy a találmány szerinti acélok a felhasználás szempontjából jelentősen kedvezőbb tulajdonságokkal rendelkeznek, azaz a bevezetőben felsorolt követelményeket messzemenően kielégítik. A találmány szerinti acél hidegszívós és melegszilárd, a szokásos hideg- és melegalakítási eljárásokkal jól megmunkálható. Az anyag mechanikai és hőkifáradással szembeni ellenállása kiváló, előmelegítés nélkül végzett használatos ömlesztő hegesztési eljárásoknál nem reped. A légköri korróziónak jól ellenáll és a szokásos zománcozási eljárások során az un. fehérleválás veszélye nélkül alkalmazható. A találmány szerinti acélból előállított lemez izotrop tulajdonságokkal rendelkezik. A fenti kedvező tulajdonságokat az ötvöző elemek elméleti elemzések cs kísérletek alapján történő megválasztásával értük el. Az alábbiakban ismertetjük az általunk alkalmazott ötvözőelemek hatásmechanizmusát. Az általunk javasolt szerkezeti acéltípusban a mohódén legjelentősebb hatását azáltal fejti ki, hogy késlelteti az ausztenit átalakulásának időpontját, így az inkubációs idő meghosszabbodásával a természetes körülmények között hülő termék szövetszerkezete tűs ferrites lesz. A Mo gátolja a szemcsék poligonizálódását. A Mo mentes hasonló összetételű acéloknak a szövetszerkezete ugyanis durva, poligonális ferrites, 0,5 tömeg% körüli Mo tartalomnál pedig csaknem 100 tömeg%-ig tüsferrites az acél. A Mo szemcsefinomító hatású, mivel a többi szubsztitúciós ötvöző elemhez hasonlóan akadályozza a deformált ausztenit újrakristályosodását és így egy finomított ferrites szubstruktúra jön létre. A létrejött finom szemcsés, perlitmentes szövetszerkezetet szubsztitúciós ötvözőclemkcnt szilárdítja. A szubsztitúciós ötvözőelcmek a kritikus csúsztató feszültséget atomszázalékos mennyiségükkel arányos mértékben növelik. Az a-vasban oldott Mo tehát azáltal változtatja a tulajdonságokat, hogy az a- vagy rácsparaméter a kél elem atomrádiuszának különbségéből adódóan megnövekszik. rFE = 1,27 Â és rMo = 1,40 Â. Az oldott atomok más helyszükségletének következtében a csúszási síkok nagyobb „érdessége” jön létre. Növekszik a csúszással szemben az ellenállás, megnövekszik a transzlációs megindító feszültség. Az alakváltozó képesség és a szívósság azonban mégis a színféméhez hasonló a szilárd oldatnál is, mivel a szubsztitúciós ötvöző elemek az oldófém kristályait a csúszási síkjaiktól mm fosztják meg. 9 atomszázalék Mo a folyási határt 1.60 N/mm2-tel növeli az acélnál. Az acél kúszási határát a Mo és a Cr növeli a legerősebben, a körülbelül 600 °C-ig használható nagy íartősfolyáshatárú acélnak a Mo és a Cr a ieg jobb ötvöző eleme. A kifáradási határfeszültségeí a T« istán a Mo növeli a legjobban. Ismeretes, hogy a periódusos rendszerben a vastól balra található elemek karbidképzők, mégpedig annál erősebben, minél magasabb a periódus számuk és minél kevésbé van betöltve a d elektronhéjuk. A Mo tehát erősebb karbidképző, mint a Mn vagy a Cr, de kevésbé képez karbidokat, mint a W, V, Nb, Ti, Zr vagy a Hf. A Mo eddig felsorolt tulajdonságaihoz hasonlókat más ötvözőelemek is kifejtenek. Magasabb nikkel tartalom szintén tüsferrites nagyszilárdságú szövetszerkezetet eredményez a levegőn hűlt acélokban. A Mo magában is képes olyan komplex hatás kifejtésére, amelyet egyébként csak több ötvözőelem tud előidézni és sajátos tulajdonsága, hogy csökkenti a megfordítható lágyítási elridégedést. Ha ugyanis a Cr-Ni acélokat hosszabb ideig kitesszük 500-600 *C hőmérsékletnek, akkor a szívósságukban jelentős csökkenés áll be. A kifejlesztett melegszilárd acéltípust olyan alkalmazási területekre is javasoljuk, ahol az üzemi hőmérséklet 500-600 °C körül van. Mi a Mo-t választottuk bázis-ötvözőnek, szemben a korábbi 2 407 338. számú NSZK-beli és a benne hivatkozott 3 386 862. számú amerikai egyesült államokbeli, 1 084 231. számú egyesült királyságbeli, valamint a 2 157 305. számú NSZ-beli szabadalmi leírásokban bemutatott ötvözetekkel, amelyekben az alapötvöző a különböző, de egyaránt jelentős mennyiségben adagolt nikkel, illetve réz. A mangán, a nikkel, a volfrám és a hozzájuk hasonló többi acél-ötvözőfém annál jobban növeli az átalakulás kezdetének és végének idejét, minél nagyobb mennyiségben oldódik az ausztenitben. A mangán hatása a nikkelénél erősebb: 2 tömeg % Mo hatása mintegy 4 tömeg % nikkel hatásnak felel meg. A Mn az a vasban oldódik. A Mo-nél már ismertetett hatásmechanizmus szerinti szubsztitúciós szilárd oldatos szilárdság növelő hatása háromszor nagyobb mértékű, mint a molibdéné. Az általunk maximálisan 2 tömeg%-nak megadott mangán tartalom körülbelül 120 N/mm2 szilárdságnövelést eredményez. A mangán szintén jelentősen hozzájárul a poligonális feritté való átalakulás megakadályozásához, ezen hatását a moübdcnnc! együtt fejti ki. Ugyancsak a molibdénnel együtt csökkenti a korai Nb(C, N) kiválások keletkezésére való hajlamot az ausztenitben. A szívósságra is egyértelműen jó hatással van. A kifejlesztett acéltípushoz maximálisan 2 tömeg% krómot is ötvözve annak kúszási határa jelentősen meghaladja akár a normalizált ferrit-perlites, akár a nemesilett acélok ezen értékét. Krómot azonban csak akkor ötvözünk, ha nagy kúszáshatárú acélra van szükségünk. A króm, a molibdén és a mangán igen nagy hatást fejt ki abban az irányban, hogy az átalakulás ne perlitesen, vagy martenzitesen, hanem tüsferritesen menjen végbe. Szilárdságnövelő hatását szubsztitúciós és karbidképző ötvözőclemként fejti ki. Sziliciumot legfeljebb 0,35 tömeg%-ban engedjük meg az acélban. Nagyobb mennyiségben ugyanis igen káros az acél mechanikai tulajdonságaira. Poligonális ferrilct képez, erősen lokalizálja az elcsúszás! vonalakat. Nemcsak a ridegségi átmeneti hőmérsékletet növeli, de csökkenti a folyáshalárt is. Hatása csak többlet ötvözőelem, nikkel, molibdén vagy mangán adagolá-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6'* 5
