Определението за въглеродна стомана и петте елемента в стоманата
Желязо-въглеродните сплави, съдържащи по-малко от 2,11% въглерод, се наричат стомана. Въглеродната масова част на често използваната въглеродна стомана обикновено е по-малка от 1,3%, а нейната здравина и издръжливост са сравнително добри.
Химическият състав на стоманата е един от важните фактори, свързани с качеството и крайните характеристики на стоманата. Той е и основната основа за подготовката на стоманата и дори системата за термична обработка на крайния продукт. Следователно, в частта за техническите изисквания на стандарта за стомана, първата точка често определя приложимата марка (клас стомана) и нейния химически състав на стоманата и е включена в стандарта под формата на таблица. Това е приемането на стоманата и химическия състав на стоманата от производителя и клиента. важна основа.
Петте елемента се отнасят до основните компоненти в химичния състав, а именно C, Si, Mn, S, P (въглерод, силиций, манган, сяра, фосфор). Второ, газовете, съдържащи {{0}}, H и N (кислород, водород и азот) неизбежно ще бъдат смесени по време на процеса на производство на стомана. В допълнение, в процеса на алуминиево-силициево деоксидиране и седиране, разтопената стомана трябва да съдържа Al. Когато Als (киселинноразтворим алуминий) е по-голям или равен на 0,020%, това също има ефект на рафиниране на зърната.
Ефект на химичните елементи върху свойствата на стоманата:
1. Въглерод (C): Тъй като съдържанието на въглерод в стоманата се увеличава, границата на провлачване и якостта на опън се увеличават, но пластичността и устойчивостта на удар намаляват. Когато съдържанието на въглерод надвиши 0.23%, заваръчните характеристики на стоманата се влошават, така че тя се използва за заваряване. Нисколегирана структурна стомана, съдържанието на въглерод обикновено не надвишава 0. 20%. Високото съдържание на въглерод също ще намали устойчивостта на стоманата на атмосферна корозия. Високовъглеродната стомана от студено валцувани рулони от неръждаема стомана в открити складове е склонна към ръжда; в допълнение, въглеродът може да увеличи студената крехкост и чувствителността на стоманата към стареене.
2. Силиций (Si): Силицият се добавя като редуциращ агент и деоксидант по време на процеса на производство на стомана, така че умъртвената стомана съдържа 0.15-0.30% силиций. Ако съдържанието на силиций в стоманата надвишава 0.50-0.60%, силицийът се счита за легиращ елемент. Силицият може значително да увеличи границата на еластичност, границата на провлачване и якостта на опън на стоманата, така че се използва широко в пружинната стомана. Добавянето на 1.0-1.2% силиций към закалената и темперирана конструкционна стомана може да увеличи якостта с 15-20%. Силиций и молибден, волфрам,
Комбинацията от хром и др. има ефект на подобряване на устойчивостта на корозия и устойчивост на окисление и може да се използва за направата на топлоустойчива стомана. Нисковъглеродна стомана, съдържаща 1-4% силиций, има изключително висока магнитна пропускливост и се използва в електротехническата индустрия засиликонова стоманалисти. Повишеното съдържание на силиций ще намали ефективността на заваряване на стоманата.
3. Манган (Mn): В процеса на производство на стомана манганът е добър дезоксидант и десулфуратор. Обикновено стоманата съдържа 0.30-0.50% манган. Когато към въглеродната стомана се добави повече от 0,70%, тя се нарича "манганова стомана". Стоманата с по-голямо количество стомана в сравнение с обикновената стомана има не само достатъчна якост, но също така има по-висока якост и твърдост, подобрява закаляемостта на стоманата и подобрява работата на стоманата при гореща обработка. Например границата на провлачване на стомана 16Mn е с 40% по-висока от тази на A3. Стоманата, съдържаща 11-14% манган, има изключително високи
Устойчивост на износване, използва се в кофи на багери, обшивки на топкови мелници и др. Повишеното съдържание на манган отслабва устойчивостта на корозия на стоманата и намалява ефективността на заваряване.
4. Фосфор (P): При нормални обстоятелства фосфорът е вреден елемент в стоманата. Повишава студената крехкост на стоманата, влошава ефективността на заваряване, намалява пластичността и влошава характеристиките на студено огъване. Следователно обикновено се изисква съдържанието на фосфор в стоманата да бъде по-малко от 0.045%, а изискването за висококачествена стомана е дори по-ниско.
5. Сяра (S): Сярата също е вреден елемент при нормални обстоятелства. Това кара стоманата да стане горещо крехка, намалява нейната пластичност и издръжливост и причинява пукнатини по време на коване и валцуване.
Сярата също е вредна за ефективността на заваряване, намалявайки устойчивостта на корозия. Следователно обикновено се изисква съдържанието на сяра да бъде по-малко от {{0}}.055%, а висококачествената стомана трябва да бъде по-малко от 0,040%. Добавянето на 0.08-0.20% сяра към стоманата може да подобри обработваемостта и обикновено се нарича стомана със свободно рязане.
6. Хром (Cr): В структурната стомана и инструменталната стомана хромът може значително да подобри здравината, твърдостта и устойчивостта на износване, но в същото време намалява пластичността и якостта. Хромът може също така да подобри устойчивостта на окисляване и устойчивостта на корозия на стоманата, така че е важен легиран елемент от неръждаема стомана и топлоустойчива стомана.
7. Никел (Ni): Никелът може да увеличи здравината на стоманата, като същевременно поддържа добра пластичност и издръжливост. Никелът има висока устойчивост на корозия към киселини и основи и има устойчивост на ръжда и топлина при високи температури. Въпреки това, тъй като никелът е оскъден ресурс, трябва да се използват други легиращи елементи вместо никел-хром стомана.
8. Молибден (Mo): Молибденът може да рафинира зърната на стоманата, да подобри свойствата на закаляемост и термична якост и да поддържа достатъчна якост и устойчивост на пълзене при високи температури (продължителното напрежение при високи температури ще причини деформация, която се нарича пълзене). Добавянето на молибден към конструкционната стомана може да подобри механичните свойства. Може също така да попречи на крехкостта на легираната стомана, причинена от пожар. В инструменталната стомана зачервяването може да се подобри.
9. Титан (Ti): Титанът е силен дезоксидант в стоманата. Може да направи вътрешната структура на стоманата плътна и да подобри силата на зърното; намаляват чувствителността към стареене и студената чупливост. Подобрете ефективността на заваряване. Добавянето на подходящ титан към хром 18 никел 9 аустенитна неръждаема стомана може да избегне междукристална корозия.
10. Ванадий (V): Ванадият е отличен деоксидант за стомана. Добавянето на 0,5% ванадий към стоманата може да подобри структурата на зърната и да подобри здравината и издръжливостта. Карбидът, образуван от ванадий и въглерод, може да подобри устойчивостта на водородна корозия при висока температура и налягане.
11. Волфрам (W): Волфрамът има висока точка на топене и голямо специфично тегло. Това е сплавен елемент от живота ви. Волфрамът и въглеродът образуват волфрамов карбид, който има висока твърдост и устойчивост на износване.
