Alaşım elementlerinin çelik özellikleri üzerindeki ana etkisi

Alaşımlı Çelik BoruVeKarbon Çelik BoruTedarikçi-GNEE

Alaşım elementlerinin çelik özellikleri üzerindeki ana etkisi

• Çelikteki karbon içeriğinin eritme, haddeleme ve ısıl işlemin sıcaklık rejimi üzerinde büyük etkisi vardır. {{0}.25%'in altında karbon içeriğine sahip düşük çelik, iyi bir plastikliğe sahiptir, sertleşme eğilimi yoktur ve iyi kaynaklanabilirliğe sahiptir. Karbon içeriği %0,25 ila 0,60% arasında olan orta karbonlu çelik, iyi genel özelliklere (yani, iyi mukavemet ve tokluğa) sahiptir. Karbon içeriği %0,60'tan büyük veya buna eşit, yüksek sertliğe ve zayıf dayanıklılığa sahip yüksek karbonlu çeliktir. Karbon, rulman çeliğinde ve takım ve kalıp çeliğinde çeşitli yüksek sertlikte karbürler oluşturur. Çeliğin sertliğini ve aşınma direncini artırabilir.
• Silikon, çelik üretim prosesinde ana indirgeyici ajan ve deoksidandır. Öldürülmüş çelik genellikle %{{{0}},15% ila %0,30% silikon içerir. Çelikteki silikon, oda sıcaklığında ferritte çözünebilir ve çelik üzerinde belirli bir güçlendirme etkisine sahiptir. Çelikteki silikon içeriği %0,50 ila %0,60'ı aşarsa çeliğin elastik sınırı, akma noktası ve çekme mukavemeti önemli ölçüde artırılabilir ve böylece yay çeliğinde kullanılabilir. Silikon, korozyon direncini ve oksidasyon direncini arttırmak için molibden, tungsten, krom vb. ile birleştirilir ve ısıya dayanıklı çelik yapmak için kullanılabilir. %1 ila %4 silikon içeriğine sahip düşük karbonlu çelik, son derece yüksek manyetik geçirgenliğe sahiptir ve elektrikli silikon çelik sacların hammaddesidir. Silikon içeriği yüksek olduğunda, soğuk kırılganlığa neden olmak kolaydır ve orta karbonlu çelik ve yüksek karbonlu çelikte temperlendiğinde grafitleşme üretmek kolaydır.
• Karbon yapı çeliğinde manganez içeriği {{0}}%50 ila %1,50 arasındadır ve yüksek kaliteli karbon yapı çeliğinde %0,20 ila %1,20 bulunur. Ana deoksidasyon ve kükürt giderme elementidir. Öldürülmüş çelik için manganez, silikon ve alüminyumun deoksidasyon yeteneğini geliştirebilir. Çelikte manganez tarafından oluşturulan oksitlerin bir kısmı, yüksek sıcaklıklarda belirli bir plastikliğe sahip olan küresel, yüksek erime noktalı manganez sülfit oluşturmak üzere demir ile birleştirilebilir, böylece kükürtün neden olduğu termal kırılganlığı azaltabilir ve zararlı etkileri ortadan kaldırabilir. çelikte belirli bir dereceye kadar kükürt bulunur. Manganezin diğer kısmı ferrit içinde çözünerek katı çözeltinin güçlendirilmesine neden olur, böylece çelik haddelemeden sonra soğutulduğunda, sıcak haddelemeden sonra çeliğin sertliğini ve mukavemetini artırabilen nispeten ince ve yüksek mukavemetli perlit elde edilir ve Alan büzülmesi (Z) üzerinde önemli bir etkiye sahiptir ve Darbe tokluğu (Akv) biraz etkilenir. Manganez, faz bölgesini güçlü bir şekilde genişleten bir elementtir ve yüksek manganezli östenitik aşınmaya dayanıklı çelik, yüksek mukavemetli manyetik olmayan çelik, östenitik paslanmaz çelik ve aşınmaya dayanıklı çelikte kullanılabilir.
• Fosfor çeliğe hammaddelerle birlikte girer. Fosfor, güçlü bir katı çözelti güçlendirme etkisine sahiptir ve ferrit içinde tamamen çözünebilir; bu, çeliğin mukavemetini ve sertliğini arttırır, ancak plastisitesini ve tokluğunu önemli ölçüde azaltır. Bu kırılganlık olgusu düşük sıcaklıklarda daha ciddidir ve "soğuk kırılganlığı" olarak adlandırılır. Özellikle, fosforun kristalizasyon işlemi sırasında, kristal içi ayrışmanın meydana gelmesi kolaydır, bu da yüksek bir yerel fosfor içeriğine neden olur, bu da soğuk-kırılgan geçiş sıcaklığının artmasına neden olarak daha büyük zarara neden olur. Ayrıca fosforun ayrışması da çeliğin sıcak haddeleme sonrasında bant benzeri bir yapı oluşturmasına neden olur. Çelikteki fosfor içeriği mümkün olduğu kadar azaltılmalıdır (genel çelik 0.045'ten azdır ve yüksek kaliteli çelik daha düşük anlık içerik gerektirir). Belirli koşullar altında, fosfor ve bakırın birlikte kullanılması, düşük alaşımlı yüksek mukavemetli çeliğin atmosferik korozyon direncini artıracaktır.
• Kükürt, hammaddeler ve yakıtlarla birlikte çeliğe girer. Katı halde çelikteki kükürt FeS formunda bulunur ve çözünürlüğü son derece küçüktür. FeS'in zayıf plastikliği nedeniyle yüksek kükürt içeriğine sahip çelik daha kırılgandır. Özellikle FeS ve Fe, ostenitin tane sınırlarında dağılmış, düşük erime noktalı bir ötektik oluşturabilir. Çelik, basınçlı işleme için 1200 dereceye ısıtıldığında, tanecik sınırlarındaki ötektiğin erimesi nedeniyle, tanecikler arası bağ tahrip olur ve çeliğin işleme sırasında tanecik sınırları boyunca çatlamasına neden olur; bu, "sıcak gevrekleşme" olarak bilinen bir olgudur. Sülfürün zararlı etkilerini ortadan kaldırmak için kükürt içeriğinin kesinlikle sınırlandırılması ve çelikteki manganez içeriğinin uygun şekilde arttırılması gerekir. Genellikle kükürt zararlı bir bileşen olarak kabul edilir, ancak daha fazla kükürt içeriğine sahip çelik daha fazla MnS oluşturabilir, bu da kesme sırasında yağlamada ve talaş kırılmasında rol oynayabilir ve çeliğin kesme işlenebilirliğini geliştirebilir, bu nedenle yaygın olarak kullanılan katkı maddelerinin işlenmesi kolaydır. çelik kesmek için.
• Krom değerli bir metaldir. Katı çözeltiyi güçlendirme, çeliği sıcak-sert hale getirme etkisine sahiptir ve yüksek sıcaklık performansını, oksidasyon direncini ve korozyon direncini artırabilir. Yüksek sıcaklık alaşımlarında ve süper sert yüksek hız çeliğinde önemli bir alaşım elementidir. Yapısal çeliklerde ve takım çeliklerinde krom, mukavemeti, sertliği ve aşınma direncini önemli ölçüde artırabilir, ancak plastisiteyi ve tokluğu azaltır. Çeliğin oksidasyon direncini ve korozyon direncini artırabilir, bu nedenle aynı zamanda paslanmaz çelik ve ısıya dayanıklı çeliğin önemli bir alaşım elementidir.
• Nikel, asitlere ve alkalilere karşı yüksek korozyon direncine sahiptir ve yüksek sıcaklıklarda paslanmaya ve ısıya dayanıklıdır. Ancak pahalıdır ve ülkemde kıt bir kaynaktır. Isıya dayanıklı çelik oluşturmak için genellikle yüksek dereceli alaşımlı çelikte krom ve molibden ile birlikte kullanılır. Ve ana alaşım elementleri paslanmaz çelik ve yüksek sıcaklık alaşımlarıdır. Nikel çeliğin gücünü artırabilir ve iyi plastiklik ve tokluğu koruyabilir.
• Bakır içeriği yüksek olduğunda sıcak deformasyon işlemine zarar verir. %{{0}}.3%'ü aşarsa, sıcak deformasyon işlemi sırasında yüksek sıcaklıkta bakır kırılganlığına neden olur. İçeriğin %0,75'ten yüksek olması durumunda, katı çözelti muamelesi ve yaşlandırma sonrasında yaşlanma güçlendirmesi meydana gelebilir. Düşük karbonlu alaşımlı çeliklerde özellikle bakır ve fosforun bir arada bulunması çeliğin atmosferik korozyon direncini arttırabilmektedir. Paslanmaz çelikteki %2 -3% bakır, sülfürik asit, fosforik asit ve hidroklorik asidin korozyon direncini artırabilir.
• Tungsten yüksek erime noktasına ve yüksek yoğunluğa sahiptir. Çin'de bol miktarda rezervi bulunan bir alaşımdır. Tungsten ve karbon, yüksek sertliğe ve aşınma direncine sahip olan tungsten karbür oluşturur. Takım çeliğine tungsten eklenmesi, kırmızı sertliği ve termal mukavemeti önemli ölçüde artırabilir ve takımların, kalıp çeliklerinin ve semente karbür vb. imalatı için uygundur.
• Molibden çeliğin tanelerini inceltebilir, sertleşebilirliği ve termal mukavemet özelliklerini iyileştirebilir ve yüksek sıcaklıklarda yeterli mukavemeti ve sürünme direncini koruyabilir. Yapısal çeliğe molibden eklenmesi mekanik özellikleri iyileştirebilir, alaşımlı çeliğin tavlama nedeniyle kırılganlığını önleyebilir ve takım çeliğinin kırmızı sertliğini ve aşınma direncini iyileştirebilir.
• Ferritteki vanadyum katı çözeltisi, taneleri inceltebilen güçlü bir katı çözelti güçlendirme etkisi üretir. Östenit içindeki katı vanadyum çözeltisi çeliğin sertleşebilirliğini artırabilir ve düşük sıcaklıkta darbe dayanıklılığını geliştirebilir. Ancak vanadyumun birleşik halde bulunması çeliğin sertleşebilirliğini azaltacak, çeliğin tavlama stabilitesini artıracak ve güçlü bir ikincil sertleştirme etkisine sahip olacaktır. Vanadyum karbür, son derece yüksek sertliğe ve mükemmel aşınma direncine sahip bir metal sertleştiricidir. Takım çeliğinin ömrünü önemli ölçüde uzatabilir ve çeliğin sünme ve kalıcı mukavemetini artırabilir.
• Titanyum çelik için güçlü bir oksit gidericidir. Çeliğin iç yapısını yoğunlaştırabilir, taneleri inceltebilir ve yaşlanma hassasiyetini ve soğuk kırılganlığını azaltabilir. Titanyumun güçlü katı çözelti güçlendirme etkisi vardır ve östenit içindeki katı çözeltisi çeliğin sertleşebilirliğini artırır, ancak aynı zamanda katı çözeltinin tokluğunu da azaltır. Titanyum bileşikleri çeliğin sertleşebilirliğini azaltır, tavlama stabilitesini artırır ve ikincil sertleştirme etkisine sahiptir. Isıya dayanıklı çeliğin oksidasyon direncini, termal mukavemetini, sürünme ve kalıcı mukavemetini artırabilir ve çeliğin kaynaklanabilirliğini arttırmada iyi bir etkiye sahiptir.
• Son yıllarda geliştirilen mikro alaşımlı çelik (alaşım elementi içeriği %0,1'den az olan çelik) alaşım elementleri olarak esas olarak niyobyum, vanadyum ve titanyum kullanır. Bunlar arasında niyobyum çeliğin mukavemetini arttırmada önemli bir rol oynar. Özelliği, nitrürler ve karbonitritler oluşturmak için karbon ve nitrojenle birleşebilmesidir. Bu bileşikler yüksek sıcaklıklarda çözünür ve düşük sıcaklıklarda çöker. İşlevi, ısıtma sırasında orijinal ostenit tanelerinin büyümesini engellemek, yeniden kristalleşmeyi ve haddeleme sırasında yeniden kristalleşmeden sonra tane büyümesini engellemek ve güçlendirmek için düşük sıcaklıklarda çökelmektir. Mikroalaşımlı çeliğe eklenen eser elementler mukavemeti arttırabilir, ancak basınçlı işleme için kontrollü haddeleme prosesi kullanılmalıdır, aksi takdirde tokluk bozulur. Bunun nedeni, kontrollü haddeleme işleminin taneleri inceltebilmesi ve çökelme güçlendirmesinden kaynaklanan tokluk bozulmasını telafi edebilmesidir.
• Alüminyum son derece aktif kimyasal özelliklere sahip elementlerden biridir ve oksijen ve nitrojenle güçlü bir ilgisi vardır. Oksidasyonu gidermek için genellikle çelik üretimine alüminyum eklenir. Taneleri inceltebilir, düşük karbonlu çeliğin yaşlanmasını engelleyebilir ve çeliğin düşük sıcaklıklarda dayanıklılığını artırabilir. Alaşım elementi olarak kullanıldığında çeliğin oksidasyon direncini artırabilir. Ayrıca çeliğin elektromanyetik özelliklerini geliştirmek ve nitrürlemeyi iyileştirmek için de kullanılabilir. Çeliğin aşınma direnci ve yorulma mukavemeti. Bu nedenle nitrürlenmiş çelik, ısıya dayanıklı soyma çeliği, manyetik çelik ve elektrotermal alaşımlarda yaygın olarak kullanılır.
• Bor son derece aktif kimyasal özelliklere sahip elementlerden biridir. Azot, oksijen ve karbon ile güçlü bir ilgisi vardır. Esas olarak sertleşebilirliği arttırmak için çeliğe eklenir. 300~400 derecede temperleme darbe direncini artırabilir. Genellikle dişli çeliği, yay çeliği, ısıya dayanıklı çelik vb. üretmek için kullanılır. Ancak yüksek karbonlu çelikte kullanıldığında veya çelikteki artık oksijen içeriği yüksek olduğunda düzgün işlevi etkilenecektir.
• Çelikteki nitrojen fırın yükünden gelir. Eritme ve döküm sırasında sıvı çelik, fırın gazından ve atmosferden nitrojeni emer. Azot, karbon çeliğinin özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olan karbon çeliğinin su verme ve deformasyon yaşlanmasına neden olur. Azotun yaşlandırma etkisinden dolayı çeliğin sertliği ve mukavemeti artmasına rağmen plastisite ve tokluğu azalacaktır. Özellikle deformasyon yaşlanması durumunda plastisite ve tokluk önemli ölçüde azalır. Sıradan düşük alaşımlı çelikler için yaşlanma olgusu zararlıdır, dolayısıyla nitrojen zararlı bir element olarak kabul edilir. Ancak bazı ince taneli çeliklere, vanadyum ve niyobyum içeren çeliklere ve süper paslanmaz çeliklere uygulandığında nitrürün taneleri güçlendirme ve inceltme etkisi vardır, dolayısıyla son yıllarda faydalı etkileri keşfedilmiştir. Ayrıca bazı paslanmaz aside dayanıklı çeliklerde ve nitrürleme işlemlerinde alaşım elementi olarak nitrojen kullanılır. Nitrasyon işlemi, makine parçalarının mükemmel kapsamlı mekanik özellikler elde etmesini ve parçaların servis ömrünü uzatmasını sağlayabilir; dolayısıyla nitrürleme işlemi, takım çeliği için en iyi seçimdir. Sertliği arttırmak için kullanılan bir yöntem.
• Kurşunun erime noktası çok düşüktür. Çelikte erime noktası düşük olan ince metal parçacıkları halinde tane sınırlarında dağılarak kırılganlığa neden olur. Genel çeliğe zararlı bir elementtir. Bununla birlikte, kurşunlu otomat çeliği yapmak için kullanıldığında, kurşun çevredeki sülfüre yapışacağından, erimiş kurşun kesme sırasında dışarı sızacak, bu da talaşları yağlayacak ve kıracak, aletin sarımını azaltacaktır; Üstelik çeliğin kesme performansını arttırırken oda sıcaklığındaki mekanik özellikler üzerinde çok az etkisi olacaktır.
• Nadir toprak elementleri, periyodik tabloda atom numaraları 57'den 71'e kadar olan 15 lantanit elementinin yanı sıra itriyum ve skandiyum dahil olmak üzere toplam 17 elementi ifade eder. Nadir toprak elementleri çeliğin döküm yapısını iyileştirebilir, çelikteki kalıntıların bileşimini, şeklini, dağılımını ve özelliklerini değiştirebilir, böylece çeliğin tokluk, kaynaklanabilirlik, soğuk çalışma performansı gibi çeşitli özelliklerini iyileştirebilir ve oksidasyon direncini iyileştirebilir ve yüksek -sıcaklık mukavemeti. ve sürünme mukavemeti, korozyon direncini artırır.
• Çelikteki hidrojen, su içeren veya paslı yük tarafından getirilir veya su buharı içeren havadan emilir. Hidrojen çeliğe çok zararlıdır ve "hidrojen kırılganlığına" neden olabilir, yani çeliğin izin verilen gerilimi çeliğin izin verilen geriliminin altında olduğunda, belirli bir çalışma süresinden sonra çelik herhangi bir uyarı vermeden aniden kırılır ve bu durum felaket hasarı. Sonuçlar; aynı zamanda çeliğin içinde çok sayıda ince çatlaklara neden olacaktır - beyaz noktalar, yani çeliğin kesitinde pürüzsüz gümüşi beyaz lekeler ve dekapajdan sonra uzunlamasına kesitte kılcal çizgi benzeri çatlaklar. Bu tür ince çizgi çeliğin uzamasını, alan büzülmesini ve darbe dayanıklılığını önemli ölçüde azaltır. Bu tür kusurlar genellikle alaşımlı çelikte meydana gelir ve ciddi şekilde zararlıdır.
• Oksijenin çelikteki çözünürlüğü çok düşüktür ve neredeyse tamamı Fe0, AL2O3, MnO, CaO, MgO vb. gibi oksit kalıntıları formunda bulunur. Ayrıca FeS, MnS, silikatlar Nitritler ve fosfitler de çelikte mevcuttur. Bu kalıntılar çelik matrisin sürekliliğini bozar ve statik ve dinamik yükler altında çatlak kaynağı haline gelir. Bu metalik olmayan katkıların çeşitli durumları çeliğin plastisitesini, tokluğunu, yorulma mukavemetini ve korozyon direncini değişen derecelerde etkiler.