Vad varje legering faktiskt bidrar med
Ferromolybden levereras huvudsakligen som FeMo60 och FeMo70 med ungefär 55 till 75 procent molybden, och det används för att förbättra härdbarheten, för att höja hållfastheten vid höga temperaturer och kryphållfastheten och för att motstå försprödning av temperament. Ferronickel innehåller vanligtvis 10 till 30 procent nickel med balansjärnet, och det används för att stabilisera austenit, för att förbättra seghet vid låg temperatur och för att bidra till korrosionsbeständighet i legerade och rostfria stål. De två elementen är därför inte utbytbara i generell mening. Molybden ersätter järn i den fasta lösningen och bildar karbider, medan nickel förändrar stålets fasbalans. Substitution fungerar endast där den nödvändiga funktionen är den som molybden kan leverera.
Härdbarhet och kostnad per fastighetsenhet
Molybden är ett mycket starkt härdbarhetsmedel, ungefär tre gånger så effektivt som nickel på lika massa i många låglegerade stål, så en mindre tillsats ger samma härdningsdjup. Denna skillnad är den kommersiella kärnan i substitutionsargumentet: eftersom det behövs mindre legering kan kostnaden för legeringstillsatsen per enhet härdbarhet vara lägre även när molybden kostar mer per kilogram än nickel. Huruvida aritmetiken faktiskt gynnar ferromolybden beror på rådande metallpriser, på sektionsstorleken som härdas och på basnivån av kol och mangan i stålet, vilket också bidrar till härdbarheten. Ett ersättningsbeslut måste räknas om mot gällande priser snarare än antas en gång.
Applikationer där ersättning fungerar
Substitution är mest trovärdig i kylda och härdade låglegerade stål där nickel inkluderades för härdbarhet och seghet snarare än för ett fasbalanskrav. Exempel inkluderar vissa kugghjuls-, axel- och konstruktionsstål i intervallet 0,3 till 0,5 procent kol, där molybdenhaltiga kvaliteter som kompositioner av typen 4140 levererar jämförbara eller bättre genom härdning med mindre legeringsvikt. Det fungerar också i värmebeständigt och krypbeständigt stål, där molybden är standardtillsatsen och nickel är närvarande främst för struktur. I dessa fall måste ersättningen stödjas av en om-utvärdering av värmebehandlingen, eftersom härdningsresponsen och härdningsbeteendet hos stålet kommer att förändras.
Där nickel inte kan ersättas
Nickel är fortfarande viktigt där austenitstabilitet är målet. Austenitiska rostfria stål behöver nickel för att hålla den austenitiska strukturen vid rumstemperatur, och molybdentillsatser, som är vanliga i dessa kvaliteter för gropbeständighet, kan inte ersätta det. Lågtemperaturstål och kryogena stål förlitar sig på nickel för seghet vid låg temperatur, och molybden höjer den sega till spröda övergången snarare än att sänka den, så substitution skulle vara skadligt. Maråldring och vissa höghållfasta stål använder nickel som bas för utfällningsreaktionen. I alla dessa fall har molybden sin egen roll, vanligtvis i kombination med nickel snarare än att ersätta det, och varje förändring kräver fullständig mekanisk och korrosionstestning.
Kommersiella och tekniska kontroller
Ett ersättningsförslag bör bedömas på levererad kostnad per ton stål, inte på enbart legeringspriset, eftersom tillsatsvikten, återvinningen i smältan, densiteten och hanteringsegenskaperna för legeringen alla påverkar den verkliga kostnaden. Ferromolybden är tätt och löser sig lätt, medan ferronickel kan tillföras i en form som kräver noggrann laddning. Utvärderingen bör inkludera härdbarhetstestning såsom ändhärdning eller Jominy-arbete, drag- och slagprovning och en översyn av tillämplig stålstandard, eftersom många specifikationer fastställer det tillåtna kemiområdet och en icke godkänd ersättning skulle sätta produkten utanför standarden. Slutligen spelar tillgänglighet och ledtid betydelse, eftersom molybden- och nickelmarknaderna rör sig oberoende och en utbudsfördel kan försvinna snabbt.
Vanliga frågor
F: Kan ferromolybden ersätta ferronickel i vilket stål som helst?
Endast där den nödvändiga funktionen är härdbarhet eller hög temperaturhållfasthet. Den kan inte ersätta nickel där austenitstabilitet, lågtemperaturseghet eller korrosionsbeständighet beror på nickel.
F: Varför används molybden i mindre tillsatser än nickel?
Molybden är ett mycket starkare härdbarhetsmedel på lika massabasis, så en mindre tillsats kan uppnå ett liknande härdningsdjup i många låglegerade stål.
F: Vilka är de vanligaste ferromolybdenkvaliteterna?
FeMo60 och FeMo70 är de kommersiella standardkvaliteterna, som innehåller ungefär 55 till 75 procent molybden med kontrollerat kol, kisel, koppar och fosfor.
F: Vilka stål är lämpliga för ersättningen?
Härdade och härdade låglegerade stål där nickel tillsattes främst för härdbarhet, och värmebeständiga eller krypbeständiga stål där molybden är det främsta förstärkningstillskottet.
F: Vilka tester krävs innan utbyte?
Härdbarhetsprovning, drag- och slagprovning, en kontroll mot tillämplig stålstandard och en genomgång av värmebehandlingssvaret för den modifierade kompositionen.
F: Hur ska kostnadsjämförelsen göras?
På levererad kostnad per ton producerat stål, med hjälp av erforderlig tillsatsvikt och smältåtervinning för varje legering, snarare än på priset per kilogram för själva legeringen.