Kuidas molübdeeni kasutatakse terases: karastatavus, tugevus ja korrosioonikindlus

Molübdeen on terasetootjale üks mitmekülgsemaid legeerelemente. Isegi väikesed lisandid, sageli alla ühe protsendi, muudavad terase kõvenemist, käitumist kõrgel temperatuuril ja teatud söövitavate ainete vastupidavust. See on spetsifikatsioonides nii erinev nagu ASTM A335 kroom-molübdeenkatla toru, AISI 4140 karastatud ja karastatud varras ja tüüp 316 austeniitsest roostevaba teras, mistõttu on molübdeeni toimimise mõistmine klassi valimisel esimene samm.

Mida teeb molübdeen terasmaatriksi sees

Molübdeen lahustub ferriidis ja kuna see on tugev karbiidi moodustaja, ühineb see ka süsinikuga, moodustades stabiilsed sulamikarbiidid. Tahkes lahuses tõstab see temperatuuri, mille juures teras hakkab pehmenema, nii et tugevus säilib karastamisel ja kuumtöötlemisel kauem. Karbiidimoodustajana aitab see kaasa sekundaarsele kõvenemisele, täpsustab karbiidi jaotust ja aitab stabiliseerida mikrostruktuuri karestumise vastu. Need mõjud koos selgitavad kolme omadust, mille pärast molübdeeni ostetakse: kõvastuvus, kõrgel temperatuuril tugevus ja korrosioonikindlus.

Karastavus: madalam karastusaste sama tugevusega

Karastavus kirjeldab, kui sügavale sektsiooni saab terast karastada. Molübdeen on üks tõhusamaid kõvenemise soodustajaid: see aeglustab austeniidi muutumist perliidiks ja bainiidiks, mistõttu martensiidi tootmiseks vajalik kriitiline jahutuskiirus langeb. Tootmises tähendab see, et raske sektsioon võib tugeva vesijahutuse asemel karastada õliga jahutamise või isegi õhkjahutusega. Õrnam karastamine vähendab moonutusi, jääkpinget ja karastuspragude tekkimise ohtu, mis on määrav võllide, hammasrataste, stantside ja suurte sepistuste puhul, mida ei saa pärast kuumtöötlemist mõõtu tagasi lihvida.

Kõrge -temperatuuritugevus, libisemis- ja karastuskindlus

Kõrgendatud temperatuuril tugevdab molübdeen maatriksit ja hoiab ära karbiidide ühinemise, suurendades roome- ja pingerebenemistugevust. Täpselt seetõttu on olemas kroom-molübdeenkatla ja surveanuma klassid: 0,5 Mo teras, nagu ASTM A335 P1 ja A213 T1, 1,25Cr-0,5Mo kui A335 P11 ja A213 T11, 2,25Cr-1Mo ja A335 P2C, T211 P2C ja A213. A335 P9. Karastatud ja karastatud terastes aeglustab molübdeen karastamise ajal pehmenemist, mistõttu detail säilitab töötemperatuuril kõvaduse ja kulumiskindluse. Väikesi molübdeeni lisandeid kasutatakse ka kroomi kandvate teraste tundlikkuse vähendamiseks hapruse suhtes.

Korrosioonikindlus ja molübdeeni roll roostevabas terases

Nagu kroom, mõjutab ka molübdeen terase korrosioonikindlust. Austeniitses roostevabas terases parandab see vastupidavust punkt- ja pragukorrosioonile kloriidlaagrite keskkonnas, mistõttu tüüp 316 ja selle madala süsinikusisaldusega variant 316L sisaldavad 2,00–3,00% Mo ja on valitud üle 304 mere-, keemia- ja protsessitehaste jaoks. Molübdeen parandab ka jõudlust happe vähendamisel, muutes selle standardseks lisandiks väävel- ja fosforhappeseadmetes kasutatavates terastes. Kroomi, molübdeeni ja lämmastiku kombineeritud mõju võrreldakse tavaliselt punktide löömise takistuse ekvivalentarvuga, mis on väljendatud kui Cr + 3.3 Mo + 16 N – lihtne järjestus, mida ostjad kasutavad roostevaba terase klasside võrdlemisel.

Tüüpilised molübdeeni{0}}kandeastmed ja lisamispraktika

Molübdeen siseneb sulatisse ferromolübdeenina, kõige sagedamini FeMo60 klass, mis sisaldab 55–65% Mo, lisatakse ahju või kulbi pärast hapniku puhumist. Taastumine on kõrge ja prognoositav, nii et lisamine arvutatakse sihtanalüüsi põhjal ja kinnitatakse seejärel valatud proovil optilise emissioonispektroskoopia abil. Kriitiliste kuumuste puhul on sama otsesed-järelkatsed: kõvadus ja kõvenevus Jominy otsakustutuskatsega, tõmbeomadused eraldi valatud kupongist ja roostevaba terase klasside puhul teradevahelise korrosiooni testimine, kui spetsifikatsioonid seda nõuavad.

Korduma kippuvad küsimused

K: Miks lisatakse terasele molübdeeni?
V: Seda lisatakse kõvastuvuse suurendamiseks,{0}}kõrgtemperatuuri tugevuse ja libisemiskindluse suurendamiseks ning punkt- ja pragukorrosioonikindluse parandamiseks. Samuti aeglustab see karastamise ajal pehmenemist, nii et kõvadus säilib töötemperatuuril.

K: Kuidas molübdeen parandab kõvenemist?
V: See aeglustab austeniidi muutumist perliidiks ja bainiidiks, mis vähendab martensiidi moodustamiseks vajalikku jahutuskiirust. Paksud osad saab seejärel karastada õlis või õhus, mitte vees, vähendades moonutusi ja pragunemise ohtu.

K: Millised terased sisaldavad molübdeeni?
V: kroom-molübdeenkatelde ja surveanumate terased, nagu A335 P1, P11, P22 ja P9, karastatud ja karastatud varraste klassid, nagu 4140 ja 4340, paljud tööriistaterased ning molübdeeni kandvad roostevabad terased, nagu tüüp 316 ja 316L.

K: Kui palju molübdeeni on roostevabast terasest 316?
V: Tüüp 316 ja selle madala süsinikusisaldusega variant 316L määravad 2,00–3,00% molübdeeni. See lisand eraldab need tüübist 304 ja annab neile parema vastupidavuse kloriididele.

K: Kas molübdeen mõjutab tugevust?
V: Õige kuumtöötlusega parandab see tugevuse ja sitkuse tasakaalu, rafineerides karbiide ja suurendades karastuskindlust. Karastustemperatuuri ja lisandite taset kontrollimata võib kasu kaduda rabedaks muutumise tõttu, seetõttu on kuumtöötlus täpsustatud koos keemiaga.

K: Millises vormis molübdeeni ahju laetakse?
V: Ferromolübdeen, tavaliselt 55–65% Mo-sisaldusega FeMo60 klass, on standardne lisand, laetud nii, et see lahustub täielikult ja mida kinnitab valatud proovi analüüs.