Auswirkungen chemischer Elemente auf die Verschleißfestigkeit der Produkte.

Wie Sie wissen, wird der Gehalt an chemischen Elementen die Leistung der Endprodukte beeinflussen. Heute möchte der Ingenieur von Raymond Machinery Co.,Ltd einige Informationen über die Wirkung chemischer Elemente auf die Verschleißbeständigkeit von Produkten teilen.

1. CO2 (C)
   1. In Stahl: Kohlenstoff ist in Stahlen ein entscheidendes Element, das die Verschleißfestigkeit erheblich beeinflusst. Die Erhöhung des Kohlenstoffgehalts führt im Allgemeinen zu einer Erhöhung der Härte. In einfachen Kohlenstoffstählen zum Beispiel, wenn der Kohlenstoffgehalt von 0,2% auf 0,8% steigt, steigt die Härte des Stahls aufgrund der Bildung von mehr Hartmetallphasen. Diese Hartmetallpartikel, wie Eisencarbid (Fe₃ C), wirken als harte Partikel, die Abrieb und Verschleiß widerstehen. Kohlenstoffreiche Stahle werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen Verschleißfestigkeit entscheidend ist, wie z. B. Schneidwerkzeuge und Federn.
   2. In Gusseisen: in Gusseisen kann Kohlenstoff in verschiedenen Formen vorhanden sein. Graugusseisen hat eine flockenförmige Graphitstruktur, und das Vorhandensein von Graphit bietet eine gewisse Schmierwirkung, reduziert Reibung und Verschleiß in bestimmten Anwendungen wie in Motorblöcken. Weißes Gusseisen hingegen hat einen hohen Anteil an Zementit (Fe₃ C), was ihm eine sehr hohe Härte und eine hervorragende Verschleißfestigkeit verleiht. Es wird für Anwendungen wie Brecherhammer und Schleifkugeln verwendet.
2. Chrom (Cr)
   1. In Edelstahl: Chrom ist ein Schlüsselelement in Edelstählen. Es bildet einen passiven Oxidfilm auf der Oberfläche des Materials. Wenn der Chromgehalt ausreichend ist (in der Regel mindestens 10,5% in Edelstählen), bietet dieser Oxidfilm eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und trägt auch zur Verschleißbeständigkeit bei. Der Oxidfilm wirkt als Barriere gegen Schleifpartikel und reduziert die Haftung anderer Materialien während des Verschleißprozesses. Beispielsweise trägt der Chromgehalt in Edelstahl 316 dazu bei, die Integrität der Oberfläche in korrosiven und abrasiven Umgebungen wie in Meeresanwendungen aufrechtzuerhalten.
   2. In legierten Stahlen: in legierten Stählen bildet Chrom Chromcarbide (crіc₃, crі₂₃ cù), die sehr hart sind und die Verschleißfestigkeit des Materials erhöhen. Diese Karbide können abrasiven Verschleiß widerstehen und auch eine gewisse Beständigkeit gegen Klebverschleiß bieten. Beispielsweise tragen Chromcarbide bei Hochgeschwindigkeitsstählen für Werkzeugschneiden dazu bei, die Lebensdauer des Werkzeugs zu verbessern, indem sie den Verschleiß während der Bearbeitung reduzieren.
3. Nickel (Ni)
   1. In Legierungen: Nickel wird häufig in Kombination mit anderen Elementen verwendet, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern. In Edelstählen erhöht Nickel die Zähigkeit und Duktilität des Materials. Obwohl seine direkte Wirkung auf die Verschleißfestigkeit nicht so ausgeprägt ist wie Kohlenstoff oder Chrom, hilft es, die Integrität des Materials während des Verschleißes zu erhalten. Beispielsweise stabilisiert Nickel in austenitischen Edelstählen die austenitische Struktur, die Schlag- und Verschleiß besser standhalten kann. In einigen verschleißfähigen Legierungen wird Nickel zugefügt, um die Beständigkeit gegen korrosiv-abrasiven Verschleiß zu verbessern, wie beispielsweise bei Superlegierungen auf Nickelbasis, die in Turbinenschaufeln in korrosiven und hohen Temperaturumgebungen verwendet werden.
4. Molybdän (Mo)
   1. In Stahl und Legierungen: Molybdän ist ein wirksames Element zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit. In legierten Stahlen bildet es Molybdäncarbide (Mo₂ C), die hart und stabil sind. Diese Karbide können abrasiven Verschleiß widerstehen und wirken sich auch positiv auf die Beständigkeit des Materials gegen Hochtemperaturverschleiß aus. Beispielsweise trägt Molybdän bei Hochgeschwindigkeitsstählen und Werkzeugstählen dazu bei, die Schneidleistung und die Werkzeuglebensdauer zu verbessern, indem es den Verschleiß bei hohen Schneidgeschwindigkeiten und Temperaturen reduziert. In einigen Chrom-Molybdänstählen bietet die Kombination von Chrom und Molybdän eine hervorragende Beständigkeit sowohl gegen Korrosion als auch gegen Verschleiß, was sie für Anwendungen in der chemischen und petrochemischen Industrie geeignet macht.
5. Vanadium (V)
   1. In Stahl: Vanadium bildet sehr harte Vanadiumcarbide (VC). Diese Karbide sind gleichmäßig in der Stahlmatrix verteilt und wirken als verschleißfeste Partikel. In hochfesten und Werkzeugstählen können Vanadiumcarbide die Verschleißfestigkeit erheblich verbessern. Beispielsweise hilft das Vorhandensein von Vanadiumcarbiden bei einigen kaltbearbeiteten Werkzeugstählen, Verschleiß bei Kaltformvorgängen wie Stanzen und Stanzen zu widerstehen. Die Vanadiumcarbide tragen auch zur Verfeinerung der Kornstruktur bei, wodurch die mechanischen Eigenschaften und Verschleißfestigkeit des Materials weiter verbessert werden.
6. Wolfram (W)
   1. In Legierungen: Wolfram ist ein schweres und hartes Element. In Wolfram-basierten Legierungen und Hochgeschwindigkeitsstählen, es bildet Wolframcarbide (WC). Wolframcarbide haben extrem hohe Härte und Verschleißfestigkeit. Sie werden in breiten Teilen von Werkzeugen wie Hartmetallbohrern und Fräsen eingesetzt. Die wc-Partikel können abrasiven Verschleiß widerstehen und aufgrund ihres hohen Schmelzpunkts und ihrer thermischen Stabilität auch eine gute Widerstandsfähigkeit gegen thermische Verschleiß haben. Darüber hinaus werden in einigen verschleißfeste Beschichtungen Verbindungen auf Wolframbasis verwendet, um die Verschleißfestigkeit der Substratoberfläche zu verbessern.