Definicja stali węglowej i pięć pierwiastków w stali
Stopy żelaza i węgla zawierające mniej niż 2,11% węgla nazywane są stalą. Udział masowy węgla w powszechnie stosowanej stali węglowej jest na ogół mniejszy niż 1,3%, a jej wytrzymałość i udarność są stosunkowo dobre.
Skład chemiczny stali jest jednym z ważnych czynników wpływających na jakość i końcowe właściwości stali. Jest to także główna podstawa przygotowania stali, a nawet systemu obróbki cieplnej produktu końcowego. Dlatego w części dotyczącej wymagań technicznych normy dotyczącej stali pierwsza pozycja często określa obowiązującą markę (gatunek stali) i jej skład chemiczny stali i jest zawarta w normie w formie tabeli. Jest to akceptacja stali i składu chemicznego stali przez producenta i klienta. ważna podstawa.
Pięć pierwiastków odnosi się do głównych składników składu chemicznego, a mianowicie C, Si, Mn, S, P (węgiel, krzem, mangan, siarka, fosfor). Po drugie, gazy zawierające {{0}}, H i N (tlen, wodór i azot) nieuchronnie będą mieszane podczas procesu wytwarzania stali. Ponadto w procesie odtleniania i sedacji aluminiowo-krzemowej roztopiona stal musi zawierać Al. Gdy Als (glin rozpuszczalny w kwasie) jest większy lub równy 0,020%, ma to również wpływ na rafinację ziaren.
Wpływ pierwiastków chemicznych na właściwości stali:
1. Węgiel (C): Wraz ze wzrostem zawartości węgla w stali wzrasta granica plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie, ale maleje plastyczność i udarność. Gdy zawartość węgla przekracza 0,23%, właściwości spawalnicze stali pogarszają się, dlatego używa się jej do spawania. Niskostopowa stal konstrukcyjna, zawartość węgla na ogół nie przekracza 0. 20%. Wysoka zawartość węgla zmniejszy również odporność stali na korozję atmosferyczną. Stal wysokowęglowa zwojów stali nierdzewnej walcowanych na zimno w składowiskach na wolnym powietrzu jest podatna na rdzę; ponadto węgiel może zwiększać kruchość na zimno i wrażliwość stali na starzenie.
2. Krzem (Si): Krzem dodaje się jako środek redukujący i odtleniający podczas procesu wytwarzania stali, dlatego umartwiona stal zawiera 0,15-0,30% krzemu. Jeżeli zawartość krzemu w stali przekracza 0,50-0,60%, krzem uważa się za pierwiastek stopowy. Krzem może znacznie zwiększyć granicę sprężystości, granicę plastyczności i wytrzymałość stali na rozciąganie, dlatego jest szeroko stosowany w stali sprężynowej. Dodanie 1,0-1,2% krzemu do hartowanej i odpuszczanej stali konstrukcyjnej może zwiększyć wytrzymałość o 15-20%. Krzem i molibden, wolfram,
Połączenie chromu itp. poprawia odporność na korozję i utlenianie i może być stosowane do wytwarzania stali żaroodpornej. Stal niskowęglowa zawierająca 1-4% krzemu ma wyjątkowo wysoką przenikalność magnetyczną i jest wykorzystywana w przemyśle elektrycznymstal krzemowapościel. Zwiększona zawartość krzemu zmniejszy wydajność spawania stali.
3. Mangan (Mn): W procesie produkcji stali mangan jest dobrym odtleniaczem i odsiarczaniem. Generalnie stal zawiera 0.30-0,50% manganu. Gdy do stali węglowej dodaje się więcej niż 0,70%, nazywa się ją „stalą manganową”. Stal o większej zawartości stali niż zwykła stal ma nie tylko wystarczającą wytrzymałość, ale także wyższą wytrzymałość i twardość, poprawia hartowność stali i poprawia wydajność stali podczas pracy na gorąco. Na przykład granica plastyczności stali 16Mn jest o 40% wyższa niż stali A3. Stal zawierająca 11-14% manganu ma wyjątkowo wysoką zawartość
Odporność na zużycie, stosowana w łyżkach koparek, wykładzinach młynów kulowych itp. Zwiększona zawartość manganu osłabia odporność stali na korozję i zmniejsza wydajność spawania.
4. Fosfor (P): W normalnych warunkach fosfor jest szkodliwym pierwiastkiem w stali. Zwiększa kruchość stali na zimno, pogarsza wydajność spawania, zmniejsza plastyczność i pogarsza wydajność zginania na zimno. Dlatego też wymagana jest zwykle zawartość fosforu w stali mniejsza niż 0,045%, a zapotrzebowanie na stal wysokiej jakości jest jeszcze niższe.
5. Siarka (S): Siarka jest również pierwiastkiem szkodliwym w normalnych warunkach. Powoduje, że stal staje się krucha na gorąco, zmniejsza jej ciągliwość i wytrzymałość oraz powoduje pęknięcia podczas kucia i walcowania.
Siarka ma również szkodliwy wpływ na wydajność spawania, zmniejszając odporność na korozję. Dlatego też wymagana jest zwykle zawartość siarki mniejsza niż {{0}}.055%, a stal wysokiej jakości – mniejsza niż 0,040%. Dodanie 0,08-0,20% siarki do stali może poprawić skrawalność i jest zwykle nazywane stalą automatową.
6. Chrom (Cr): W stali konstrukcyjnej i narzędziowej chrom może znacznie poprawić wytrzymałość, twardość i odporność na zużycie, ale jednocześnie zmniejszyć plastyczność i wytrzymałość. Chrom może również poprawić odporność stali na utlenianie i korozję, dlatego jest ważnym pierwiastkiem stopowym stali nierdzewnej i stali żaroodpornej.
7. Nikiel (Ni): Nikiel może zwiększyć wytrzymałość stali, zachowując jednocześnie dobrą plastyczność i wytrzymałość. Nikiel ma wysoką odporność na korozję na kwasy i zasady oraz ma odporność na rdzę i ciepło w wysokich temperaturach. Ponieważ jednak nikiel jest zasobem rzadkim, zamiast stali niklowo-chromowej należy stosować inne pierwiastki stopowe.
8. Molibden (Mo): Molibden może rozdrobnić ziarna stali, poprawić hartowność i wytrzymałość cieplną oraz utrzymać wystarczającą wytrzymałość i odporność na pełzanie w wysokich temperaturach (długotrwałe naprężenia w wysokich temperaturach powodują odkształcenie, które nazywa się pełzaniem). Dodanie molibdenu do stali konstrukcyjnej może poprawić właściwości mechaniczne. Może również hamować kruchość stali stopowej spowodowaną ogniem. W przypadku stali narzędziowej zaczerwienienie można poprawić.
9. Tytan (Ti): Tytan jest silnym odtleniaczem stali. Może sprawić, że wewnętrzna struktura stali będzie gęsta i udoskonalić siłę ziarna; zmniejszyć wrażliwość na starzenie i łamliwość na zimno. Popraw wydajność spawania. Dodanie odpowiedniego tytanu do austenitycznej stali nierdzewnej chromowo-18-niklowo-9 pozwala uniknąć korozji międzykrystalicznej.
10. Wanad (V): Wanad jest doskonałym odtleniaczem stali. Dodanie 0,5% wanadu do stali może udoskonalić strukturę ziaren oraz poprawić wytrzymałość i wytrzymałość. Węglik utworzony przez wanad i węgiel może poprawić odporność na korozję wodorową w wysokiej temperaturze i ciśnieniu.
11. Wolfram (W): Wolfram ma wysoką temperaturę topnienia i duży ciężar właściwy. Jest to element stopowy Twojego życia. Wolfram i węgiel tworzą węglik wolframu, który ma wysoką twardość i odporność na zużycie.
