Tool Steel'in Manyetik Özellikleri Üzerine Metal Kompozisyon Etkisi

Alet çelik, yüksek performanslı bir malzeme, endüstriyel uygulamalar için eşit derecede kritiktir - manyetik fikre ve manyetik ayırmaya yönelik elektrotoksit, sertleştirici ve sertleştirici bir özelliktir; temel olarak, mikroyapının manyetik özelliklerini belirleyen, faz stabilitesi ve domain duvarı hareketine etki eder.Bu makale, her iki elementin manyetik özelliklerini nasıl etkiler ve manyetik çeliklerin manyetik özelliklerini etkiler.

Tool Steels'te Magnetismin Temelleri

Silikon kompozisyonunun manyetik özellikleri nasıl etkilediğini anlamak için, ilk önce manyetik alanlarda magnetismin nasıl çalıştığını anlamak gerekir. Çelik, manyetik anların fabrikaları ve alanlarının demir atomları ile onarımı nedeniyle manyetik alanlarla uyumlu olmasıdır.

Alet çelikleri için anahtar manyetik parametreler şunları içerir:

• [FONT:0)Magnetic permeability (μ):), kendi içinde bir manyetik alanın oluşumunu destekleme yeteneği. Yüksek geçirgenlik, malzemenin kolayca mıknatıslanması anlamına gelir.
• [FONT:0)Coercivity (Hc):), Düşük koerkivite, yumuşak manyetik bir materyali gösterir; yüksek koercivite sert (permanent) bir mıknatıs gösterir.
• [FONT=0]Saturation Magnetization (Ms): ), demir bazlı alaşımlar için, Bayan büyük ölçüde demir içerik ve nonmanyeter olmayan elemanlar tarafından dilsel olarak belirlenir.
• [FONT:0)Remanence (Br): [Dönetici alanı kaldırıldıktan sonra ikamet eden magnetizasyon.

Tool çelik'in mikroyapısı - martensite karmaşık bir karışımı, austenite, lüttüleri ve bazen bu parametreleri açıkça değiştirir.Bu tür aşamaların hangi aşamaların şekillendirdiğini, göreceli miktarlarını ve elektrik olmayan motorların dağılımını değiştirir.

Manyetik Özelliklerdeki Metallerin Rolü

Her alaşım elemanı, çelikin işlevsel bir amaça hizmet ettiğini ekledi - sertlik, korozyon direnci veya mizaç direnci - ancak varlığı ayrıca manyetik cevabı da birleştirir. Aşağıdaki alt bölümler, temel alaşım elemanlarının etkilerini detaylandırır.

Karbon (C)

Karbon, tüm araç çeliklerinde en temel alaşım elementidir. Demir ve diğer lübünlerle birleştirir (Cr, V, Mo, W) direnç sağlayan sert tırmalar oluşturmak için. manyetik bir bakış açısıyla, karbon iki önemli etkiye sahiptir:

• Katı çözümde karbon demir lattice'yi genişletiyor ve kristal anisotropy'yi artırıyor ve permeability'i yükseltiyor. Küçük miktarlar (0.2-0.5 wt%) manyetik cevabı büyük ölçüde yumuşatabilir.
• Karbon, marten sitesinin drenaj sırasında oluşumunu teşvik eder - vücut merkezli tetragonal aşama yüksek iç stres ve pin domain duvarları olan birçok lattice kusurları ile. Martensitic araç çelikleri, incil veya ferritik yapılardan daha yüksek tutarlılık gösterir.

Yüksek manyetik geçirgenliği gerektiren uygulamalar için (örneğin, manyetik kıkırıklar), düşük karbonlu araç çelikleri (örneğin,% 10 C) genellikle D2 gibi yüksek karbon derecelerini tercih eder.5% C).

Kromium (Cr)

Kromium bir tırma eskidir ve korozyon direncini ve zorluğunu artırır.In araç çelikleri gibi HTTPS D2 (12% Cr) veya H13 (5% Cr), kromium önemli ölçüde manyetizm etkiler:

• Kromium oda sıcaklığında paramansi, bu yüzden demir matrixini ve daha düşük doğranma manyizasyonunu dilletir.Her% 1 Cr ekledi, Bayan% 1-2 azaltır.
• Kromium yüksek sıcaklıklarda ferrite stabil ve austenite oluşumunda geciktirir, ki bu da nonmanyetik olmayanların miktarını azaltabilir - potansiyel olarak permeability geliştirir.
• Ancak, kromium-rich s (e.g., M7C3, M23C6), alan duvarı hareketine engel olarak hareket etmiyor ve klinisyenliği artırıyor.

Yüksek kromozomlu araç çelikleri genellikle aşınma ve korozyonun önemli olduğu uygulamalarda kullanılır, ancak manyetik cezalar ısı tedavisi yoluyla kabul edilebilir veya azaltılmalıdır.

T Morgan (W) ve Molybdenum (Mo)

TKV ve molybdenum yüksek hızda yüksek çözünürlükte (HSS) M2 (%% W,% 5 Mo) ve T1 (% 50 W) Bu elementler çok sert, istikrarlı tır (MC, M2C, M6C) yüksek sıcaklıklarda sertliği korumak için kullanılır (kırmızı sert).

• Her ikisi de sağlam çözüm veya tırmalarda mevcut olduğunda terterasyon mıknatısı önemli ölçüde azaltır. Mo özellikle zararlıdır çünkü matrixe güçlü bir şekilde bölmektedir.
• Sıcaklık tedavisi sırasında austenite tahıl boyutunu geliştirirler, ince bir martensite yapısına, alan duvarlarına engel olan daha fazla tahıl sınırları ile yol açarlar.
• Sert lübünlerin büyük kısmı ( HSS’de% 10-20’den fazla) fiziksel olarak yüzey duvarı hareketine bağlı olmayan bileşik bir yapı oluşturur, daha fazla coercivity yükseltmektedir.

Manyetik uygulamalar için, yüksek hızlı çelikler genellikle yüksek sıcaklık gücü vazgeçilmez değildir. Ne zaman kullanılmalıdır, austenitating temperature ve liking döngülerinin optimize edilmesi kısmen manyetik yumuşaklığı kurtarabilir.

(V)

Boyadium güçlü bir tırmadır, direnç ve tahıl rafinerisi giymek için çelikler eklenir. Magnetism üzerindeki etkisi büyük ölçüde tırbünlerle doludur:

• Valvedium (VC) son derece zor ve çok iyi - doğru ısı tedavisi sonrası <1 μm. Bu iyi parçacıklar yüksek tutarlılığa yol açan manyetik alan duvarlarında son derece etkilidir.
• Valvedium ayrıca, ince bir martensite lath yapısını da destekler ve bu da, ters alan rotasyonunu engelleyen kusurların yoğunluğunu arttırır. Permeability is correspondingly mitigate.
• Katı çözümde, kullanım süresi paramanyasıdır ve Bayan'ı azaltır, ancak demirdeki sınırlı çözünürlük (<1% tipik bir austenitating sıcaklıklar) doğrudan dilsel etki Cr veya W için daha küçük anlamına gelir.

Yüksek kullanım süresine sahip çelikler (örneğin,% 9 V ile 11) son derece dirençli ama manyetik olarak çok sert. Manyetik uygulamalar için nadiren seçilirler.

Silikon (Si) ve Manganese (Mn)

Her zaman araç çeliklerinde birincil alaşım elementleri dikkate alınmamış olsa da, silikon ve manganese neredeyse tüm sınıflarda mevcut ve önemli manyetik etkilere sahip:

• [FONT:0]Silicon[[[Dönetici:0) Benzersizdir, çünkü elektrik direncini arttırır (eskiden mevcut kayıpları azaltır) ve aslında düşük karbonlu çeliklerde manyetik geçirgenlik geliştirir.
• [FONT:0]Manganese[[Dönetici:0) Bir austenite stabilizatörüdür. Aracı çeliklerde, manganese genellikle manyetik özellikler üzerinde küçük bir etkiye sahiptir.Komştan sıcaklığı biraz daha azaltır ve bir miktar daha artırabilir ve bu da, nonmanter olmayan bir miktar artabilir.

Nickel (Ni) ve Cobalt (Co)

Nickel ve kobalt standart araç çeliklerinde yaygın değildir, ancak diğer yandan da ferromanyatik ve Curie sıcaklıklarını yükseltmektedir.In araç çeliklerinde, kobalt bazen sıcak çalışma notları mizaçlarını artırmak için eklenir.Bu, çelik tamamen hafif bir şekilde ve hatta dışsal olmayan bir elektriksel ve elektriksel olmayan bir şekilde artırabilir, ancak yüksek çözünürlükte yüksek çelik uygulamaları için yüksek ölçüde ekonomik olmayan bir şekilde arttırılır.

Mikroyapısal Fazlar ve Manyetik İmzaları

Kumaş kompozisyonu ısı tedavisi sırasında form gösteren aşamaları dikte eder. Aracın manyetik cevabı, bileşenlerinin aşamalarının yanıtlarının toplamıdır.Her aşamadaki manyetik karakter tahmin edici alaşım tasarımı için gereklidir.

Martensite

Martensite, çoğu araç çeliklerinde birincil sertleştirme aşamasıdır. Vücut merkezli tetragonal demirde karbonun süper bir çözümdür. Martensite ferromansi, ancak yüksek oranda lattice kusurlarının yüksek yoğunlukları (parçalar, ikizler, iç stresler) yüksek karbonatlara karşı ılımlı bir şekilde yumuşaktır (yaklaşık 100-600 A /m).

Emekli Austenite

Yavaşlamadan sonra, bazı austenite, genel olarak doygunlaştırmayı azaltabilir ve mayınsızlığı azaltır (veya Curie ısısının üzerindeki sert fermanonik matris). Yüksek hacimli araç çelikleri (örneğin, D2, M2) genellikle birkaç tane muhafaza edilmiş bir austenite varlığı, soğuk tedavi ile azaltılabilir ve çok fazla mizaç döngüsü azaltılabilir, bu da daha düşük olabilir.

Motel

Tüm alaşımlar (M3C, M7C3, M23C6, M2C, MC, M6C) oda sıcaklığında paramansi veya nonmansiyel olmayanlar.Bu yüzden klinisyenlik alanı duvarı hareketi. pinning kuvveti, yüksek hacimli yüzeylere bağlıdır, ve dağıtım. Coarses onları daha zayıf bir şekilde yayabilir; iyi, yakından uzaylı duvarlar ve kollektifleri güçlü bir şekilde artırabilir.

Ferrite ve Pearlite

Annealed araç çelikleri ferrite (yumuş manyetik) ve inci (daha fazla ferrite/cementite) sahip olabilir, ancak bazı yumuşak manyetik alet çelikleri (örneğin, Pearlitesi) uygun bir şekilde ısıtıldığında uygun bir kombinasyon elde edebilir.

Kompozisyon ve ısı Tedavisi arasındaki etkileşim

Aracın son manyetik özellikleri tek başına kompozisyonla ayarlanmaz; ısı tedavisi, malzemenin ısı tedavisine tepkiyi belirler, çift optimizasyon problemi yaratır.

• [FONT:0]Austeniting sıcaklık: [DÜDÜT:1] Yüksek sıcaklıklar, matrixteki daha fazla alaşım içeriği çözmektedir. Bu, sertliği artırır, ancak aynı zamanda bir miktar daha sağlam ve sağlam güçlendirme hacmini artırır, her ikisine de manyetik-kritik uygulamalar için, mühendisler en aza indirgenme sıcaklıklarını azaltır.
• [FONT=0)Quench oranı: [Dönetici: [Dönder] Hızlıca temizleme martensite oluşumunu teşvik eder ve tırma tırmalarını azaltır, ancak aynı zamanda iç stresi arttırır ve daha yavaş bir gider (örneğin, su yerine petrol) daha düşük bir oturma alanı sunar.
• [FONT:0]Tempering:[Dönetici:[Dönetici] Tempering iç stresleri azaltır, dekompolar bir austeniteyi korur ve iyileştiriciler sağlar.Bu değişikliklerin her biri magnetism farklı etkiler. Stres rahatlaması düşüklüğü arttırır; ancak iyi yağışlar coercivity arttırır.
• [FONT:0]Cold tedavisi:[Dönetici:[Dönetici: 0 ) Ağojenik işlem (-80 °C veya daha düşük) dönüşümler, stoklama ve sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık nükletivitenin daha dağınık nükleksiyon siteleri olması için manyetik özelliklerde net bir gelişme sağlayabilir.

Gerçek dünya örneği: PNG A2 (5% Cr,% 1 Mo) manyetik kıkırda kullanılan% 10,9 °C daha yüksek hacim nedeniyle önemli ölçüde daha düşük verimsizliğe sahip olacaktır ve 500-520 °C'de yüksek bir aşınma direnci elde etmek için yüksek oranda azaltılabilir.

Vaka Çalışmaları: Belirli uygulamalar için kompozisyon Trades

Manyetik Chuck Plakları

Manyetik kıkırıklar yüksek manyetik geçirgenlik ile araç çelik gerektirir (en verimli bir şekilde elektromagnetten çalışma parçalarından) ve iyi aşınma direnci ( tekrarlanan fikre karşı tekrarlanır). Common Choice include Atari O1 (1% C, 0,5,% Cr, 0.5 W) ve HEM S7 (% 0.5 C, 3.2% ..% 5, 3.2% C, 3.2% 1,4 C,3) ve daha düşük içerik nedeniyle D2 daha iyi permeability.

Elektromanyetik Şekil için araç

Elektromanyetik form (EMF), araç çelikleri alanı yoğunlaştırmak için biraz manyetik olmalıdır, ancak yüksek koercivite enerji kayıplarına neden olur. Çelikler <0.5% C ve minimum Cr, V veya W tercih edilir. genellikle, düşük ücretli çelikler yüksek çözünürlükte yüksek.

Optik olmayan Alet Çelik MR-Compatible Instruments için

Manyetik olmamalıdır tıbbi veya bilimsel ekipman için, austenitik araç çelikleri gereklidir. Bunlar yüksek miktarda nikel veya manganez (örneğin, 18Ni maraging notları veya yüksek-Mn Hadfield-type aracı çelikler) ile üretilir.

Kompozisyon Etkileri: Pratik Bir Rehber

Tamam manyetik özellikler işlemeye bağlı olsa da, genel eğilimler özetlenebilir:

Alloying Element	Effect on Permeability	Effect on Coercivity	Effect on Saturation
Carbon	Strong decrease	Increase	Decrease (via dilution and retained austenite)
Chromium	Moderate decrease	Increase (via carbides)	Decrease (dilution)
Tungsten/Molybdenum	Large decrease	Large increase	Large decrease
Vanadium	Large decrease	Large increase	Small decrease
Silicon	Increase (up to ~1.5%)	Little effect	Little effect
Manganese	Small decrease	Small increase	Decrease (via austenite)

Not: Bunlar nitelikseldir; mutlak değerler ampirik test veya termodinamik /mantik modelleme gerektirir.

Gelişmiş Alaşım Tasarımı ve Future Yol Tarifi

Modern hesaplama malzemeleri bilimi, herhangi bir ısı tedavisi yapılmadan önce binlerce alaşım kompozisyonunu ekranlayabilir. Bu, uygun manyetik cevaplarla araç çeliklerinin geliştirilmesine yol açtı - örneğin,% 00.5 C, 3-4% Cr ve düşük W /Mo ile% 55 HRC'nin üzerinde sertliği sağlamak için 1000'den fazla.

Bir diğer ortaya çıkan alan, azotun bir alaşım elementi olarak kullanılmasıdır.jen çelik Nitros, tırıllardan daha iyi manyetik performansı eşit karbon-sadece çeliklerden daha iyi korurken, potansiyel olarak aşınma direncini artırabilir. Ancak, azot araçları çelikler hala manyetik uygulamalar için deneyseldir.

Ek olarak, ek olarak, ek olarak, ek olarak, manyetik özelliklerin kısmen değiştiği işlevsel olarak derecelendirilmiş bir araç çelik bileşenleri oluşturabilir (örneğin, alan konsantrasyonu ve sert, aşınmaya dayanıklı bir temel için yüksek kaliteli bir temel.

Mühendisler için Pratik Öneriler

Manyetik-kritik bir uygulama için araç çeliklerini seçerken, bu yönergeleri takip edin:

1. [FONT:0) Gerekli manyetik mülkü haklı çıkarır: Yüksek kullanılabilirlik (manterlikli fikre) veya düşük koerkivite (enerji verimliliği) veya belirli bir saturasyon mıknatısı gereklidir?
2. [FONT:0) Mineralik olmayan eskileri dikkate almak: V, W, Mo ve Cr'yi hala sert ve aşınma gereksinimleri karşılayan en düşük seviyelere indir.
3. [FONT:0)Demokrat karbon:[Dönetici: 0) Katı karbon içeriği sert hedeflerle tutarlı olarak en düşük karbon içeriği kullanın. Bazı karbonu azot ile değiştirmeyi veya sert partiküllerin dağılımı ile daha düşük karbon matrisini kullanmayı düşünün.
4. [FONT:0) Manyetik hedefler için tedavi: [Döneticileri alt austenitize sıcaklıklar, yavaş yavaş giderler (eğer sert olabilirlik sağlar), ve çok yüksek sıcaklık sıfatları iç stresi azaltır ve austeniteyi koruyabilir.
5. [FONT:0)Test ve doğrulayın:[Döneticileri küçük kimya varyasyonlarına duyarlıdır. Belirli ısınızda bir BH döngü izleyici veya permeameter kullanın.

Daha ayrıntılı rehberlik için, [[0.S.D.D.D[D) gibi kaynakları danışmak (D.D) veya D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.D.C.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Alet çeliklerinin manyetik özellikleri, alaşım kompozisyonunun hassas bir fonksiyonudur, manyaklık ve ısı tedavisi yoluyla medyaya aktarılmıştır.Her alaşım elemanı - Karbondan silikona kadar - manyetik gereksinimlerle farklı bir etki sağlar ve modern modelleme ve ısı tedavisi stratejileri ile, her iki katın da elektrikli çeliklerini tasarlar, bu ilişkileri anlamak uygun malzeme seçiminin temelidir.