Aké sú úlohy chemických prvkov prítomných v oceli?

Úloha chemických prvkov v oceli

Ľudia si často myslia, že oceľ je čisté železo, ale v skutočnosti je oceľ založená na železe a kombinuje rôzne prvky, ako je uhlík, kremík, mangán a meď. Tieto prvky pôsobia ako ochucovadlá, ktoré zlepšujú výkon ocele z hľadiska húževnatosti, pevnosti, odolnosti proti korózii a výkonu. Nižšie predstavíme úlohy základných prvkov: uhlík, kremík, mangán a meď.

• Mechanické vlastnosti

Uhlík je najdôležitejším legujúcim prvkom ocele, ktorý určuje vlastnosti ocele.

Medzi atómami uhlíka a železa sa vytvára typ intersticiálneho karbidu, ktorý pomáha predchádzať deformácii atómov železa. Zároveň zvyšuje medzu klzu, pevnosť v ťahu a tvrdosť ocele.

Čím vyšší je obsah uhlíka, tým je v oceli viac krehkých karbidov. Vysoko-uhlíková oceľ je náchylná na zlomenie v prostredí s nízkou-teplotou, zatiaľ čo nízko-uhlíková oceľ má vysokú húževnatosť.

• Vlastnosti tepelného spracovania

Čím vyšší je obsah uhlíka, tým vyššia je tvrdosť ocele pri kalení, čím sa zväčšuje hĺbka vytvrdenej vrstvy. Ak tvrdosť po kalení nie je vysoká, znamená to slabú prekaliteľnosť nízkouhlíkovej-ocele. Stredne- a vysoko{4}}uhlíkové ocele dosahujú lepšiu prekaliteľnosť prostredníctvom kalenia, po ktorom nasleduje popúšťanie.

• Výkon spracovania

Čím vyšší je obsah uhlíka, tým je pravdepodobnejší výskyt trhlín v tepelne-ovplyvnenej oblasti počas zvárania. Obsah uhlíka v oceli, ktorú je potrebné zvárať, by mal byť zvyčajne menší alebo rovný 20 %. Mierny obsah uhlíka (0,3 % ~ 0,5 %) môže účinne vyvážiť tvrdosť a plasticitu ocele.

• Odolnosť proti korózii

Čím vyšší je obsah uhlíka, tým viac sa zvyšuje heterogenita elektrických javov a chemických javov v oceli, čo urýchľuje koróziu; nízkouhlíková-oceľ je menej náchylná na hrdzavenie v porovnaní s-vysokouhlíkovou oceľou.

Uhlíkový prvok

• Mechanické vlastnosti

Keď atómy železa obsahujú kremík, výsledný účinok spevnenia tuhého roztoku môže zlepšiť medzu klzu a pevnosť v ťahu ocele.

• Fyzikálne vlastnosti

Kremík vytvára na povrchu ocele ochranný film, ktorý môže zabrániť invázii kyslíka pri vysokých teplotách a zvýšiť odolnosť ocele proti oxidácii a tepelnú odolnosť.

• Výkon spracovania

Obsah kremíka väčší ako 0,6 % zvyšuje riziko vzniku trhlín pri zváraní ocele. Preto je obsah kremíka v oceli na zváranie zvyčajne menší alebo rovný 0,3 %.

kremík

• Základný proces

Mangán sa spája s kyslíkom v roztavenej oceli, čo môže znížiť obsah kyslíka v oceli, znížiť oxidové nečistoty a zlepšiť čistotu ocele.

• Proces tepelného spracovania

Mangán môže účinne zlepšiť kaliteľnosť ocele, rozšíriť rozsah teplôt kalenia a znížiť riziko vzniku trhlín pri kalení.

• Výkon spracovania

Pridanie vhodného množstva mangánu do ocele môže zlepšiť pevnosť a húževnatosť zvarového kovu, takže je menej pravdepodobné, že sa v oceli počas spracovania vytvoria trhliny.

 mangán

Meď môže vytvoriť ochrannú vrstvu na povrchu ocele, ktorá zabraňuje oxidácii. To účinne kontroluje prenikanie vody a kyslíka, čím sa znižuje rýchlosť hrdzavenia ocele.

• Mechanické vlastnosti

Meď sa môže dobre integrovať s atómami železa, čím sa medzi nimi vytvorí efekt pevného roztoku. To účinne zvyšuje medzu klzu a pevnosť v ťahu ocele bez zníženia jej plasticity a húževnatosti.

• Výkon spracovania

Malé množstvo medi môže znížiť lisovanie ocele za studena, má malý vplyv na jej výkon pri ohýbaní za studena a minimalizuje opotrebovanie nástroja počas procesu výroby ocele.

Medený prvok