Principale influenza degli elementi di lega sulle proprietà dell'acciaio

Tubo in acciaio legatoETubo in acciaio al carbonioFornitore-GNEE

Principale influenza degli elementi di lega sulle proprietà dell'acciaio

• Il contenuto di carbonio nell'acciaio ha una grande influenza sul regime di temperatura di fusione, laminazione e trattamento termico. L'acciaio a basso contenuto di carbonio con un contenuto di carbonio inferiore al {{0}},25% ha una buona plasticità, nessuna tendenza all'indurimento e una buona saldabilità. L'acciaio a medio tenore di carbonio con un contenuto di carbonio compreso tra 0,25% e 0,60% ha buone proprietà complessive (ovvero, buona resistenza e tenacità). Contenuto di carbonio Maggiore o uguale allo 0,60% è un acciaio ad alto tenore di carbonio con elevata durezza e scarsa durata. Il carbonio forma una varietà di carburi ad alta durezza nell'acciaio per cuscinetti e nell'acciaio per utensili e matrici. Può migliorare la durezza e la resistenza all'usura dell'acciaio.
• Il silicio è il principale agente riducente e disossidante nel processo di produzione dell'acciaio. L'acciaio calmato contiene generalmente dallo {{0}}, dal 15% allo 0,30% di silicio. Il silicio presente nell'acciaio può dissolversi nella ferrite a temperatura ambiente e ha un certo effetto rinforzante sull'acciaio. Se il contenuto di silicio nell'acciaio supera lo 0,50%-0,60%, il limite elastico, il limite di snervamento e la resistenza alla trazione dell'acciaio possono essere notevolmente aumentati, quindi può essere utilizzato nell'acciaio per molle. Il silicio è combinato con molibdeno, tungsteno, cromo, ecc. Per migliorare la resistenza alla corrosione e all'ossidazione e può essere utilizzato per produrre acciaio resistente al calore. L'acciaio a basso tenore di carbonio con un contenuto di silicio compreso tra l'1% e il 4% ha una permeabilità magnetica estremamente elevata ed è la materia prima per le lamiere di acciaio al silicio elettrico. Quando il contenuto di silicio è elevato, è facile provocare fragilità a freddo ed è facile produrre grafitizzazione quando temperato in acciaio a medio e alto tenore di carbonio.
• Il contenuto di manganese nell'acciaio strutturale al carbonio è compreso tra {{0}}, dallo 0,50% all'1,50%, mentre nell'acciaio strutturale al carbonio di alta qualità è compreso tra lo 0,20% e l'1,20%. È il principale elemento di disossidazione e rimozione dello zolfo. Per l'acciaio calmato, il manganese può migliorare la capacità di disossidazione del silicio e dell'alluminio. Alcuni degli ossidi formati dal manganese nell'acciaio possono essere combinati con il ferro per formare solfuro di manganese sferico, ad alto punto di fusione, che ha una certa plasticità alle alte temperature, quindi può ridurre la fragilità termica causata dallo zolfo ed eliminare gli effetti dannosi di zolfo nell'acciaio in una certa misura. L'altra parte del manganese si dissolve nella ferrite per rafforzare la soluzione solida, in modo che quando l'acciaio viene raffreddato dopo la laminazione, si otterrà perlite relativamente fine e ad alta resistenza, che può migliorare la durezza e la resistenza dell'acciaio dopo la laminazione a caldo, e ha un impatto significativo sul ritiro dell'area (Z) e la resilienza all'impatto (Akv) è leggermente influenzata. Il manganese è un elemento che espande fortemente la zona di fase e può essere utilizzato in acciaio austenitico resistente all'usura ad alto contenuto di manganese, acciaio non magnetico ad alta resistenza, acciaio inossidabile austenitico e acciaio resistente all'usura.
• Il fosforo entra nell'acciaio con le materie prime. Il fosforo ha un forte effetto rinforzante della soluzione solida e può essere completamente disciolto nella ferrite, il che aumenta la resistenza e la durezza dell'acciaio ma ne riduce significativamente la plasticità e la tenacità. Questo fenomeno di infragilimento è più grave alle basse temperature e prende il nome di “fragilità da freddo”. In particolare, durante il processo di cristallizzazione del fosforo, è facile che si verifichi la segregazione intracristallina, con conseguente elevato contenuto locale di fosforo, che provoca un aumento della temperatura di transizione freddo-fragile, causando maggiori danni. Inoltre, la segregazione del fosforo fa sì che l'acciaio formi una struttura a nastro dopo la laminazione a caldo. Il contenuto di fosforo nell'acciaio dovrebbe essere ridotto il più possibile (l'acciaio generale è inferiore a 0.045 e l'acciaio di alta qualità richiede un contenuto istantaneo inferiore). In determinate condizioni, l'uso combinato di fosforo e rame migliorerà la resistenza alla corrosione atmosferica dell'acciaio ad alta resistenza a bassa lega.
• Lo zolfo entra nell'acciaio insieme alle materie prime e ai combustibili. Allo stato solido, lo zolfo nell'acciaio esiste sotto forma di FeS e la sua solubilità è estremamente ridotta. A causa della scarsa plasticità del FeS, l'acciaio con un contenuto di zolfo più elevato è più fragile. In particolare, FeS e Fe possono formare un eutettico a basso punto di fusione distribuito sui bordi di grano dell'austenite. Quando l'acciaio viene riscaldato a 1200 gradi per la lavorazione a pressione, a causa dello scioglimento dell'eutettico ai bordi del grano, il legame intergranulare viene distrutto, provocando la rottura dell'acciaio lungo i bordi del grano durante la lavorazione, un fenomeno noto come "infragilimento a caldo". Per eliminare gli effetti nocivi dello zolfo, il contenuto di zolfo deve essere rigorosamente limitato e il contenuto di manganese nell'acciaio deve essere opportunamente aumentato. Generalmente, lo zolfo è considerato un componente dannoso, ma l'acciaio con un contenuto maggiore di zolfo può formare più MnS, che può svolgere un ruolo nella lubrificazione e nella rottura dei trucioli durante il taglio e può migliorare la lavorabilità dell'acciaio al taglio, quindi è facile da usare. per tagliare l'acciaio.
• Il cromo è un metallo prezioso. Ha l'effetto di rafforzare la soluzione solida, rendendo l'acciaio duro a caldo e può migliorare le prestazioni alle alte temperature, la resistenza all'ossidazione e la resistenza alla corrosione. È un importante elemento di lega nelle leghe ad alta temperatura e nell'acciaio rapido super duro. Negli acciai strutturali e per utensili, il cromo può aumentare significativamente la resistenza, la durezza e la resistenza all'usura, ma riduce la plasticità e la tenacità. Può migliorare la resistenza all'ossidazione e alla corrosione dell'acciaio, quindi è anche un importante elemento di lega dell'acciaio inossidabile e dell'acciaio resistente al calore.
• Il nichel ha un'elevata resistenza alla corrosione da acidi e alcali ed è antiruggine e resistente al calore alle alte temperature. Tuttavia, è costoso ed è una risorsa scarsa nel mio paese. Viene spesso utilizzato in combinazione con cromo e molibdeno in acciaio legato di alta qualità per formare un acciaio resistente al calore. E i principali elementi di lega dell'acciaio inossidabile e delle leghe ad alta temperatura. Il nichel può aumentare la resistenza dell'acciaio e mantenere una buona plasticità e tenacità.
• Quando il contenuto di rame è elevato, è dannoso per il processo di deformazione a caldo. Se supera lo {{0}},3%, causerà la fragilità del rame ad alta temperatura durante l'elaborazione della deformazione a caldo. Quando il contenuto è superiore allo 0,75%, dopo il trattamento con soluzione solida e l'invecchiamento può verificarsi un rafforzamento dell'invecchiamento. Negli acciai legati a basso tenore di carbonio, soprattutto la coesistenza di rame e fosforo può migliorare la resistenza alla corrosione atmosferica dell'acciaio. Il 2% -3% di rame nell'acciaio inossidabile può migliorare la resistenza alla corrosione dell'acido solforico, dell'acido fosforico e dell'acido cloridrico.
• Il tungsteno ha un alto punto di fusione e un'alta densità. È una lega con abbondanti riserve in Cina. Il tungsteno e il carbonio formano il carburo di tungsteno, che ha elevata durezza e resistenza all'usura. L'aggiunta di tungsteno all'acciaio per utensili può migliorare significativamente la durezza rossa e la resistenza termica ed è adatta per la produzione di utensili, acciai per stampi e carburo cementato, ecc.
• Il molibdeno può affinare i grani dell'acciaio, migliorare le proprietà di temprabilità e resistenza termica e mantenere una resistenza sufficiente e resistenza al creep alle alte temperature. L'aggiunta di molibdeno all'acciaio strutturale può migliorare le proprietà meccaniche, inibire la fragilità dell'acciaio legato dovuta al rinvenimento e migliorare la durezza rossa e la resistenza all'usura dell'acciaio per utensili.
• La soluzione solida di vanadio nella ferrite produce un forte effetto rinforzante della soluzione solida, che può affinare i grani. La soluzione solida di vanadio nell'austenite può migliorare la temprabilità dell'acciaio e migliorare la resistenza agli urti a bassa temperatura. Tuttavia, la presenza di vanadio nello stato combinato ridurrà la temprabilità dell'acciaio, aumenterà la stabilità al rinvenimento dell'acciaio e avrà un forte effetto di indurimento secondario. Il carburo di vanadio è un indurente per metalli con durezza estremamente elevata ed eccellente resistenza all'usura. Può prolungare significativamente la durata dell'acciaio per utensili e migliorare la resistenza allo scorrimento e alla duratura dell'acciaio.
• Il titanio è un forte disossidante per l'acciaio. Può rendere densa la struttura interna dell'acciaio, affinare i grani e ridurre la sensibilità all'invecchiamento e la fragilità al freddo. Il titanio ha un forte effetto rinforzante della soluzione solida e la sua soluzione solida in austenite migliora la temprabilità dell'acciaio, ma riduce anche la tenacità della soluzione solida. I composti di titanio riducono la temprabilità dell'acciaio, migliorano la stabilità al rinvenimento e hanno un effetto di indurimento secondario. Può migliorare la resistenza all'ossidazione, la resistenza termica, la viscosità e la resistenza duratura dell'acciaio resistente al calore e ha un buon effetto sul miglioramento della saldabilità dell'acciaio.
• L'acciaio microlegato (acciaio con un contenuto di elementi leganti inferiore al 0,1%) sviluppato negli ultimi anni utilizza principalmente niobio, vanadio e titanio come elementi leganti. Tra questi, il niobio svolge un ruolo di primo piano nel migliorare la resistenza dell'acciaio. La sua caratteristica è che può combinarsi con il carbonio e l'azoto per formare nitruri e carbonitruri. Questi composti si dissolvono ad alte temperature e precipitano a basse temperature. La sua funzione è quella di ostacolare la crescita dei grani di austenite originali durante il riscaldamento, inibire la ricristallizzazione e la crescita dei grani dopo la ricristallizzazione durante la laminazione e precipitare a basse temperature per rafforzarsi. Gli oligoelementi aggiunti all'acciaio microlegato possono migliorare la resistenza, ma il processo di laminazione controllata deve essere utilizzato per la lavorazione a pressione, altrimenti la tenacità si deteriorerà. Questo perché il processo di laminazione controllata può affinare i grani e compensare il deterioramento della tenacità causato dal rafforzamento delle precipitazioni.
• L'alluminio è uno degli elementi con proprietà chimiche estremamente attive e ha una forte affinità con l'ossigeno e l'azoto. Per disossidarsi, l'alluminio viene solitamente aggiunto alla produzione dell'acciaio. Può affinare i grani, inibire l'invecchiamento dell'acciaio a basso tenore di carbonio e migliorare la tenacità dell'acciaio alle basse temperature. Se utilizzato come elemento di lega, può migliorare la resistenza all'ossidazione dell'acciaio. Può anche essere utilizzato per migliorare le proprietà elettromagnetiche dell'acciaio e migliorare la nitrurazione. Resistenza all'usura e resistenza alla fatica dell'acciaio. Pertanto, è ampiamente utilizzato nell'acciaio nitrurato, nell'acciaio da pelatura resistente al calore, nell'acciaio magnetico e nelle leghe elettrotermiche.
• Il boro è uno degli elementi con proprietà chimiche estremamente attive. Ha una forte affinità con l'azoto, l'ossigeno e il carbonio. Viene aggiunto all'acciaio principalmente per migliorarne la temprabilità. Il rinvenimento a 300~400 gradi può migliorare la resistenza agli urti. Viene spesso utilizzato per produrre acciaio per ingranaggi, acciaio per molle, acciaio resistente al calore, ecc. Tuttavia, quando viene utilizzato in acciaio ad alto tenore di carbonio o quando il contenuto di ossigeno residuo nell'acciaio è elevato, il suo corretto funzionamento sarà compromesso.
• L'azoto presente nell'acciaio proviene dalla carica del forno. Durante la fusione e la colata, l'acciaio liquido assorbe azoto dal gas del forno e dall'atmosfera. L'azoto provoca l'estinzione e l'invecchiamento per deformazione dell'acciaio al carbonio, che ha un impatto significativo sulle proprietà dell'acciaio al carbonio. A causa dell'effetto di invecchiamento dell'azoto, sebbene la durezza e la resistenza dell'acciaio siano aumentate, la plasticità e la tenacità diminuiranno. Soprattutto in caso di invecchiamento per deformazione, la plasticità e la tenacità diminuiscono notevolmente. Per gli acciai comuni bassolegati il ​​fenomeno dell’invecchiamento è dannoso, per questo l’azoto è considerato un elemento dannoso. Tuttavia, quando applicato ad alcuni acciai a grana fine, acciai contenenti vanadio e niobio e acciai superinossidabili, il nitruro ha l'effetto di rafforzare e affinare i grani, quindi i suoi effetti benefici sono stati scoperti negli ultimi anni. Inoltre, come elemento di lega, l'azoto viene utilizzato in alcuni acciai inossidabili resistenti agli acidi e nel trattamento di nitrurazione. Il trattamento di nitrurazione può consentire alle parti della macchina di ottenere eccellenti proprietà meccaniche complete e prolungare la durata delle parti, quindi il trattamento di nitrurazione è la scelta migliore per l'acciaio per utensili. Un metodo utilizzato per aumentare la durezza.
• Il punto di fusione del piombo è molto basso. Si distribuisce ai bordi del grano sotto forma di particelle metalliche fini a basso punto di fusione nell'acciaio, provocandone la fragilità. È un elemento dannoso per l'acciaio generale. Tuttavia, quando viene utilizzato per produrre acciaio automatico senza piombo, poiché il piombo aderirà al solfuro circostante, il piombo fuso fuoriuscirà durante il taglio, lubrificando e rompendo i trucioli, riducendo l'avvolgimento dell'utensile; inoltre, pur migliorando le prestazioni di taglio dell'acciaio, incide poco sulle proprietà meccaniche a temperatura ambiente.
• Gli elementi delle terre rare si riferiscono ai 15 elementi lantanidi con numeri atomici da 57 a 71 nella tavola periodica, oltre a un totale di 17 elementi tra cui ittrio e scandio. Gli elementi delle terre rare possono migliorare la struttura dell'acciaio come fusione, modificare la composizione, la forma, la distribuzione e le proprietà delle inclusioni nell'acciaio, migliorando così varie proprietà dell'acciaio, come tenacità, saldabilità, prestazioni di lavorazione a freddo e migliorando la resistenza all'ossidazione e l'elevata -resistenza alla temperatura. e resistenza al creep, aumentando la resistenza alla corrosione.
• L'idrogeno nell'acciaio viene introdotto dalla carica contenente acqua o arrugginita oppure assorbito dall'aria contenente vapore acqueo. L'idrogeno è molto dannoso per l'acciaio e può causare "infragilimento da idrogeno", ovvero quando la tensione ammissibile dell'acciaio è inferiore alla tensione ammissibile dell'acciaio, dopo un certo tempo di funzionamento, l'acciaio si romperà improvvisamente senza alcun preavviso, causando danno catastrofico. Conseguenze; causerà anche un gran numero di sottili crepe all'interno dell'acciaio: macchie bianche, cioè macchie bianche argentate lisce sulla sezione trasversale dell'acciaio e crepe sottili sulla sezione longitudinale dopo il decapaggio. Questo tipo di linea sottile riduce significativamente l'allungamento, il restringimento dell'area e la resistenza agli urti dell'acciaio. Questo tipo di difetto si presenta spesso negli acciai legati ed è gravemente dannoso.
• La solubilità dell'ossigeno nell'acciaio è molto bassa e quasi tutto esiste sotto forma di inclusioni di ossidi, come Fe0, AL2O3, MnO, CaO, MgO, ecc. Inoltre, FeS, MnS, silicati , nitruri e fosfuri esistono anche nell'acciaio. Queste inclusioni distruggono la continuità della matrice di acciaio e diventano fonte di fessurazioni sotto carichi statici e dinamici. I vari stati di queste inclusioni non metalliche influenzano a vari livelli la plasticità, la tenacità, la resistenza alla fatica e la resistenza alla corrosione dell'acciaio.