+86-510-83958900

Роль легуючих елементів у сталі (частина 2)

May 03, 2022

8. Цирконій(Zr) Цирконій є міцним карбідоутворювачем, і його роль у сталі подібна до ролі ніобію, танталу та ванадію. Додавання невеликої кількості цирконію має ефект дегазації, очищення та рафінування зерен, що сприятливо впливає на низькотемпературні характеристики сталі та покращує характеристики штампування. хромована планка

9. Кобальт(Co) Кобальт переважно використовується для виготовлення спеціальних сталей і сплавів. Кобальтовмісна швидкорізальна сталь має високу високотемпературну твердість. Одночасне додавання молібдену до мартенситно-стареючої сталі може отримати надвисоку твердість і хороші комплексні механічні властивості. Крім того, кобальт також є важливим легуючим елементом у термічно міцних сталях і магнітних матеріалах. Кобальт може знизити загартовуваність сталі, тому додавання його до вуглецевої сталі лише призведе до зниження комплексних механічних властивостей після загартування та відпустки. Кобальт може зміцнити ферит. При додаванні до вуглецевої сталі він може покращити твердість, межу текучості та міцність на розрив сталі в відпаленому або нормалізованому стані. зменшується зі збільшенням вмісту кобальту. Завдяки своїм антиокислювальним властивостям кобальт використовують у жароміцних сталях і жароміцних сплавах. Газові турбіни зі сплавів на основі кобальту демонструють свою унікальну роль. шток поршня

10. Кремній(Si) Кремній може розчинятися у фериті та аустеніті для покращення твердості та міцності сталі, його роль поступається лише фосфору та міцніша за марганець, нікель, хром, вольфрам, молібден, ванадій та інші елементи. Однак, коли вміст кремнію перевищує 3 відсотки, пластичність і міцність сталі значно знижуються. Кремній може покращити межу пружності, межу текучості та коефіцієнт текучості (σs/σb), а також втомну міцність і коефіцієнт втоми (σ-1/σb) сталі. Це тому, що кремнієва або кремнієво-марганцева сталь може використовуватися як пружинна сталь. Кремній може зменшити щільність, теплопровідність і електропровідність сталі. Це може сприяти укрупненню феритових зерен і зниженню коерцитивної сили. Існує тенденція до зменшення анізотропії кристала, що полегшує намагнічування та зменшує магнітоопір, який можна використовувати для виробництва електротехнічної сталі, тому втрати магнітоопору листової кремнієвої сталі є низькими. Кремній може покращити магнітну проникність фериту, завдяки чому сталевий лист має вищу магнітну індукцію в слабшому магнітному полі. Але кремній зменшує магнітну індукцію сталі під впливом сильних магнітних полів. Кремній має сильну розкислювальну здатність, тим самим зменшуючи ефект магнітного старіння заліза. Коли сталь, що містить кремній, нагрівається в окислювальній атмосфері, на поверхні утворюється шар плівки SiO2, що покращує стійкість сталі до окислення при високій температурі. Кремній може сприяти зростанню стовпчастих кристалів у литій сталі та знижувати пластичність. Якщо кремнієва сталь швидко охолоджується при нагріванні, через низьку теплопровідність різниця температур між внутрішньою та зовнішньою сторонами сталі велика, тому вона зламається. Кремній може погіршити зварюваність сталі. Оскільки кремній має сильнішу здатність зв’язувати кисень, ніж залізо, під час зварювання легко утворювати легкоплавкий силікат, який збільшує текучість шлаку та розплавленого металу, викликає бризки та впливає на якість зварювання. Кремній є хорошим розкислювачем. Під час розкислення алюмінієм додавання певної кількості кремнію за потреби може значно покращити швидкість розкислення. У сталі є певна кількість залишкового кремнію, який вноситься як сировина під час виробництва чавуну та сталі. У киплячій сталі кремній обмежений<0.07%, and="" when="" intentionally="" added,="" ferrosilicon="" is="" added="" during="" steelmaking.="" hollow="">

11. Марганець(Mn) Марганець є хорошим розкислювачем і десульфуратором. Сталь зазвичай містить певну кількість марганцю, який може усунути або послабити гарячеламкість сталі, спричинену сіркою, тим самим покращуючи оброблюваність сталі в гарячому стані. Твердий розчин, утворений марганцем і залізом, підвищує твердість і міцність фериту і аустеніту в сталі; в той же час це елемент, утворений карбідами, і він входить до цементиту для заміщення частини атомів заліза. Марганець знижує критичну температуру перетворення в сталі. Він відіграє роль рафінування перліту та опосередковано покращує міцність перлітної сталі. Марганець займає друге місце після нікелю за своєю здатністю стабілізувати аустеніт, а також сильно підвищує прогартуваність сталі. З марганцю з вмістом не більше 2% і ін. елементів виготовляють різні леговані сталі. Марганець має характеристики багатих ресурсів і різноманітних характеристик і широко використовується, наприклад, вуглецева конструкційна сталь і пружинна сталь з високим вмістом марганцю. У зносостійкій сталі з високим вмістом вуглецю та марганцю вміст марганцю може досягати від 10 до 14 відсотків, і вона має хорошу міцність після обробки розчином. Коли він деформується ударом, поверхневий шар буде зміцнюватися внаслідок деформації, і він має високу стійкість до абразивності. Марганець і сірка утворюють MnS з вищою температурою плавлення, що може запобігти гарячій крихкості, викликаній FeS. Марганець має тенденцію збільшувати укрупнення зерна сталі та чутливість до відпускної крихкості. Неправильне охолодження після плавлення, лиття та кування легко спричинить появу білих плям на сталі. шток гідравлічного поршня

12. Алюміній (Al) Алюміній в основному використовується для розкислення та очищення зерна. У азотованій сталі він сприяє утворенню твердого, стійкого до корозії азотованого шару. Алюміній може перешкоджати старінню сталі з низьким вмістом вуглецю та покращувати міцність сталі при низькій температурі. Коли вміст високий, можна покращити стійкість сталі до окислення та стійкість до корозії в окисній кислоті та газі H2S, а також можна покращити електричні та магнітні властивості сталі. Алюміній має чудовий ефект зміцнення твердого розчину в сталі, що покращує зносостійкість, втомну міцність і механічні властивості серцевини цементованої сталі. Алюмінійвмісні залізо-хром-алюмінієві сплави мають майже постійні властивості опору та чудову стійкість до окислення при високих температурах і підходять для електрометалургійних сплавів і хром-алюмінієвих опорних проводів. Коли деякі сталі розкислюються, якщо кількість алюмінію занадто велика, сталь матиме аномальну структуру та тенденцію до сприяння графітизації сталі. У феритних і перлітних сталях, коли вміст алюмінію високий, їх високотемпературна міцність і в'язкість будуть знижені, і це спричинить деякі труднощі при плавленні та лиття.

13. Мідь(Cu) Видатна роль міді в сталі полягає в покращенні стійкості до атмосферної корозії звичайної низьколегованої сталі, особливо при використанні в поєднанні з фосфором, додавання міді також може покращити міцність і коефіцієнт текучості сталі без негативного впливу на продуктивність зварювання. Рейкова сталь (U-Cu), яка містить від 0,20 відсотків до 0,50 відсотків міді, окрім зносостійкості, її стійкість до корозії в 2-5 разів більше, ніж із звичайних рейок з вуглецевої сталі. Коли вміст міді перевищує 0,75 відсотка, ефект посилення старіння може бути досягнутий після обробки розчином і старіння. При низькому вмісті його дія подібна до дії нікелю, але слабша. Коли вміст високий, це несприятливо для обробки гарячою деформацією, що призводить до окрихчення міді під час обробки гарячою деформацією. Від 2 до 3 відсотків міді в аустенітній нержавіючій сталі може мати корозійну стійкість до сірчаної кислоти, фосфорної кислоти та соляної кислоти та стійкість до корозії під напругою.

14. Бор(B) Основною функцією бору в сталі є підвищення прогартуваності сталі, тим самим зберігаючи інші більш рідкісні метали, такі як нікель, хром, молібден тощо. Для цього його вміст, як правило, вказується в діапазоні 0.00Від 1 відсотка до 0,005 відсотка . Він може замінити 1,6% нікелю, 0,3% хрому або 0,2% молібдену. Слід зазначити, що молібден можна замінити бором, тому що молібден може запобігти або зменшити відпускну крихкість, тоді як бор має невелику тенденцію сприяти відпускній крихкості, тому його не можна використовувати. Бор повністю замінює молібден. Додавання бору до середньовуглецевої вуглецевої сталі може значно покращити властивості сталі товщиною понад 20 мм після загартування та відпустки завдяки покращенню загартуваності. Таким чином, сталь 40B і 40MnB можна використовувати замість 40Cr, а сталь 20Mn2TiB можна використовувати замість цементованої сталі 20CrMnTi. Однак, оскільки вплив бору послаблюється або навіть зникає зі збільшенням вмісту вуглецю в сталі, при виборі борвмісної цементованої сталі необхідно враховувати, що після науглерожування деталей прогартовуваність науглерожуваного шару буде нижчою. ніж у ядра. Це особливість водопроникності.

15. Рідкоземельні елементи (Re) Загалом, рідкоземельні елементи відносяться до лантаноїдів (15) з атомними номерами від 57 до 71 у періодичній таблиці, а також скандій № 21 та ітрій № 39, загалом 17 елементів. Вони близькі за своєю природою і не можуть бути легко розділені. Нерозділені змішані рідкоземельні елементи є відносно дешевими, а рідкоземельні елементи можуть покращити пластичність і ударну в’язкість кованої сталі, особливо литої сталі. Це може покращити опір повзучості термостійких сталевих електротермічних сплавів і суперсплавів. Рідкоземельні елементи також можуть підвищити стійкість сталі до окислення та корозії. Ефект стійкості до окислення перевищує вплив таких елементів, як кремній, алюміній і титан. Це може покращити текучість сталі, зменшити неметалічні включення та зробити структуру сталі щільною та чистою. Додавання відповідних рідкоземельних елементів до звичайної низьколегованої сталі має хороший ефект розкислення та десульфурації, покращує ударну в’язкість (особливо низькотемпературну в’язкість) і покращує анізотропні властивості. Рідкоземельні елементи підвищують стійкість сплаву до окислення в сплавах Fe-Cr-Al, зберігають дрібні зерна сталі при високих температурах і покращують високотемпературну міцність, таким чином значно покращуючи термін служби електротермічного сплаву.

16. Азот(N) Азот може бути частково використаний у залізі, і він має ефект зміцнення твердого розчину та покращення загартуваності, але це несуттєво. Завдяки випаданню нітридів на межі зерен можна покращити високотемпературну міцність меж зерен і збільшити межу повзучості сталі. У поєднанні з іншими елементами в сталі він має ефект дисперсійного зміцнення. Корозійна стійкість сталі незначна, але після азотування поверхні сталі не тільки підвищується її твердість і зносостійкість, а й значно підвищується корозійна стійкість. Залишковий азот у м'якій сталі може спричинити старільну крихкість.

17. Сірка(S) Збільшення вмісту сірки та марганцю може покращити оброблюваність сталі. У вільну сталь додають сірку як корисний елемент. Сірка серйозно відокремлюється в сталі. Погіршує якість сталі, при високих температурах, знижує пластичність сталі, шкідливий елемент, який існує у вигляді FeS з більш низькою температурою плавлення. Точка плавлення лише FeS становить лише 1190 градусів, тоді як температура евтектики, яка утворює евтектику із залізом у сталі, ще нижча, лише 988 градусів. Коли сталь твердне, сульфід заліза збирається на первинній межі зерна. Коли сталь прокатується на 1100-1200 градус, FeS на межі зерен плавиться, що значно послаблює силу зв’язку між зернами, що призводить до гарячої крихкості сталі, тому вміст сірки слід суворо контролювати. Зазвичай контролюється від 0.020 відсотка до 0,050 відсотка. Щоб запобігти крихкості через сірку, слід додати достатню кількість марганцю для утворення MnS з вищою температурою плавлення. Якщо швидкість течії в сталі занадто висока, у зварюваному металі будуть утворюватися пори та пористість через утворення SO2 під час зварювання.

18. Фосфор(P) Фосфор має сильний ефект зміцнення сталі твердим розчином і холодної обробки. Додавання його як легуючого елемента до низьколегованої конструкційної сталі може покращити її міцність і стійкість до атмосферної корозії сталі, але знизити її продуктивність холодного штампування. Комбіноване використання фосфору, сірки та марганцю може збільшити продуктивність різання сталі та покращити якість поверхні заготовки. Він використовується для вільного різання сталі, тому вільна сталь містить відносно багато фосфору. Фосфор використовується у фериті. Незважаючи на те, що це може підвищити міцність і твердість сталі, найбільша шкода полягає в тому, що сегрегація є серйозною, що підвищує крихкість під час відпустки, значно підвищує пластичність і в’язкість сталі та призводить до легкої крихкості сталі під час холодної обробки. Фосфор також негативно впливає на зварюваність. Фосфор є шкідливим елементом і його слід суворо контролювати, а загальний вміст не перевищує 0.03 відсотка до 0,04 відсотка.

19. Вуглець(C) Вуглець є основним легуючим елементом сталевих матеріалів, тому сталеві матеріали також можна назвати залізовуглецевими сплавами. Основна функція вуглецю в сталі полягає у формуванні структури твердого розчину та покращенні міцності сталі, такої як структура фериту та аустеніту, усі з яких розчинені у вуглеці; утворення карбідної структури може підвищити твердість і зносостійкість сталі. Отже, вуглець у сталі, чим вищий вміст вуглецю, тим вище міцність і твердість сталі, але пластичність і в'язкість також зменшаться; навпаки, чим нижче вміст вуглецю, тим вище пластичність і в'язкість сталі, а її міцність, твердість також зменшиться.

  

Як професійний виробник сталевих виробів, Jiangsu New Heyi Machinery Co., Ltd має більш ніж 20-річний досвід, індукційно загартований стрижень, стрижень із мікролегованої сталі, хромований вал і гідравлічний порожнистий стрижень також є нашими гарячими продуктами, якщо у вас є запит, будь ласка, не соромтеся зв'язатися з нами.



Послати повідомлення