"비 철강"이 존재합니까?

주로 철, 탄소 및 기타 금속을 포함하는 수많은 강철 합금이 있습니다. 일반적으로, 우리는 그것들이 마치 강철의 일종 인 것처럼 생각할 수 있습니다.

내 질문은 "비 철강"이 존재 하는가? 저는 철을 첨가하여 강철로 바꾸는 것과 같이 작은 탄소를 함유 한 순수한 비철 금속을 생각하고 있습니다. 또는 다른 방법으로, 철과 같은 합금을 형성하기 위해 탄소로 도핑 된 철 외에 다른 금속이 있습니까?

일반적으로 탄소 첨가는 이러한 금속의 특성에 어떤 영향을 줍니까?

철과 탄소는 상호 작용을하여 대부분의 엔지니어링 합금과 다릅니다. 이것은 C와 Fe 원자의 상대적 크기와 화학과 관련이 있습니다.

탄소 원자는 철의 결정 격자에 자신을 삽입하기에 적합한 크기에 불과하며, 이는 순수한 철보다 다소 단단하고 강할 정도로 격자를 변형시킵니다. 그러나 실제로 중요한 부분은 탄소의 존재로 강철을 열처리 할 수 ​​있다는 것입니다. 여기에서 결정 구조가 변하는 임계 온도 이상으로 가열되며, 급속하게 냉각되면 탄소 함량이 상온에서 '정상적인'구조로 되돌아 가지 못하고 대신 응력이 높지만 화학적으로 다상 구조를 형성합니다 안정적이고 높은 인장 강도로 매우 단단합니다. 이것은 제어 된 재가열에 의해 추가로 변형되어이 변형을 부분적으로 역전시키고 제어 가능한 강도 경도 및 인성을 갖는 재료를 생성 할 수있다.

위의 설명은 빠른 개요이며 철-탄소 시스템이 존재할 수 있기 때문에 철의 세부적인 거동에 대한 전체 서적이 있습니다.

이 유형의 열처리는 강철에 매우 독특하며 대부분의 합금이 행동하는 방식과는 상당히 다르며 철과 탄소의 특정 상호 작용의 결과이며 철이 신체 중심 및면 중심으로 존재할 수 있다는 사실에 달려 있습니다 입방 결정.

또한 매우 낮은 농도의 탄소, 일반적으로 1.2 % 이하로 달성됩니다. 실제로, 약 0.7 질량 %의 탄소 만이 철에 용해되고 임의의 잉여는 탄화물을 형성하거나 흑연으로서 석출되는 경향이있다 (주철에서와 같이).

텅스텐 카바이드와 같은 다양한 금속 탄화물이 사용되지만 실제로는 고용 합금이 아닌 세라믹입니다.

또한 침전 경화되고 탄소 대신 질소를 함유하는 하나 이상의 유형의 스테인레스 스틸 (H1)이있다. 이것은 탄소강과 다른 경화 메커니즘입니다. 탄소를 제거하는 목적은 특히 바닷물에서 내식성을 향상시키는 것입니다. 나는 칼에 칼날 강철이 있다는 것을 알게되었습니다. 저탄소 스테인리스 강도 있지만 열처리로 경화 할 수 없으며 용접성이 향상되도록 설계되었습니다.

철강은 철과 탄소의 합금으로 정의됩니다. 비 철강과 같은 것은 없습니다. 다른 금속과 탄소를 합금하면 강철 이외의 금속이됩니다. 철이없는 강철을 찾는 것은 구리가없는 황동이나 청동을 찾는 것과 같습니다. 구리 이외의 것을 아연, 주석 또는 알루미늄과 합금 할 수 있지만, 황동이나 청동은 아닙니다.

탄소를 포함하는 다른 합금에 관해서는, 이 위키 백과 기사 에는 다양한 종류의 합금 목록 이 있으며 (아시다시피 많은 합금이 있습니다 ), 그것을 통해 검색하면 철 외에 탄소와 합금되는 다른 많은 것들. 이것이 왜 그런지에 대해서는 좋은 대답이 없습니다.

요약 : Fe-C 시스템과 그에 따른 강철은 고 용해도 단계에서 저 용해도 단계로의 공융 변형으로 인해 독특하고 매우 미세하게 조정될 수있는 다양한 미세 구조 및 특성을 허용합니다. 다른 1 행 전이 금속은 탄소와 합금 될 때 다르고 덜 악용 될 수있는 거동을 갖는다.

Fe-C는 상 다이어그램에서 공융 변형이있는 유일한 1 행 전이 금속-탄소 시스템입니다. 공융 변환은 냉각시 오스테 나이트가 페라이트 및 시멘타이트로 변경됩니다. 오스테 나이트는 탄소 용해도가 높고 페라이트는 탄소 용해도가 낮다. 1 행 전이 금속은 비슷한 비용, 밀도 및 기타 "명백한"특성 (스파 듐을 제외하고는 매우 드물고 고가 임)과 비슷한 화학적 거동을 갖는 것과 비슷합니다. 70 개 이상의 금속을 모두 검사하는 것은이 답변에 상당한 양의 작업입니다.

공융 변환의 성질은 많은 미세 구조를 허용하고 따라서 높은 조정 가능한 특성을 허용한다. 다양한 비율로 오스테 나이트 화되고 냉각 된 공융 강을 고려하십시오.

• 천천히 식 으면 적당히 연성이고 적당히 강한 펄라이트 미세 구조가 형성됩니다. 펄라이트는 탄소가 페라이트로 변형되는 동안 오스테 나이트를 떠남으로써 페라이트와 시멘타이트의 교대로 라멜라를 형성함에 따라 협력적인 눌림 및 성장 과정에서 발생합니다.
• 적당히 빠르게 식은 다음 일정 시간 동안 등온으로 유지하면 훨씬 단단한 베이 나이트 미세 구조가 형성됩니다. 베이 나이트 형성의 동역학은 잘 이해되지 않았지만, 미세 구조는 오스테 나이트가 페라이트로 변형됨에 따라 탄소가 용액으로부터 나오는 결과로 발생하는 시멘타이트와 페라이트의 조직이 덜 구성되어있다.
• 매우 빠르게 냉각되면 매우 강하고 단단한 마르텐 사이트 미세 구조가 형성됩니다. 마르텐 사이트 형성은 탄소가 오스테 나이트에 갇히는 동안 탄소가 BCC 구조로 변형되어 격자가 변형되기 어려운 변형 된 BCT 구조로 왜곡되어 높은 강도를 갖는 확산없는 공정이다. 탄 소량을 변경하고 열처리 일정에 따라 창의성을 발휘함으로써 광범위한 미세 구조 조합이 가능합니다.

적절한 합금화 및 열처리를 통해, 오스테 나이트, 페라이트, 펄라이트, 베이 나이트 및 마텐 자이 트가 모두 동일한 재료로 보유 된 강을 가질 수있다. 이러한 복잡한 미세 구조는 다른 1 행 전이 금속-탄소 시스템에서는 불가능합니다.

광범위한 열 처리 성 및 광범위한 미세 구조 및 특성은 전적으로 용해도가 높은 단계에서 용해도가 낮은 단계로 공융 변환 (eutectoid transformation)이 존재하기 때문이다. 공융 변형 자체는 오스테 나이트 (FCC)에서 페라이트 (BCC) 로의 상 변화와 그에 따른 탄소 용해도의 현저한 손실로 인한 것이다. 귀하의 질문에 대한 대답은 사실상 아니오 이며, 가공하는 동안 강철처럼 행동하는 다른 합금은 없습니다 (내가 알고있는 것). 다른 질문에 대한 답은 탄소가 다른 1 행 전이 금속에 대해 덜 유용하고 덜 악용 될 수 있다는 것입니다.

아래는 Fe-C, Ni-C 및 Mn-C 위상 다이어그램입니다. Fe-C 상 다이어그램은 0.2 a / a C에서 멈추고 다른 것들은 1.0 a / a C로갑니다. Ni-C는 공융이없고 공융 변환 만하기 때문에 석출 경화 만 가능합니다. 응고 중에는 다른 미세 구조 형성이 발생해야합니다. Mn-C 상 다이어그램은 공융 물질을 갖지만, 고 용해도 단계에서 다른 고 용해도 단계로 이동합니다. 즉, 저온 단계에서 매우 많은 양의 탄소가 존재할 것입니다 (약 10 % a / a C). 강철에서 1 % a / a C 미만의 온도에서).

의견을 참조하십시오. 시작점을 기준으로 :

Super 13cr is defined as a low-carbon stainless steel. The chemical composition specified from suppliers such as Sumitomo specifies Fe min 0%- Max 0%, C is to be below 0,03.
    Commonly used in oil and gass applications to resist sour environments and some H2S. But it's expensive as... 4 chickens, in solid gold.

http://www.howcogroup.com/materials/mechanical-tubing-octg/grade-super-13-cr-13-5-2-tube.html