Care sunt rolurile elementelor chimice prezente în oțel?

Rolul elementelor chimice în oțel

Oamenii consideră adesea oțelul ca fier pur, dar, de fapt, oțelul se bazează pe fier și combină diverse elemente precum carbonul, siliciul, manganul și cuprul. Aceste elemente acționează ca condimente, îmbunătățind performanța oțelului în ceea ce privește duritatea, rezistența, rezistența la coroziune și performanța. Mai jos, vom introduce rolurile elementelor de bază: carbon, siliciu, mangan și cupru.

• Proprietăți mecanice

Carbonul este cel mai important element de aliere din oțel, determinând proprietățile oțelului.

Între atomii de carbon și de fier se formează un tip de carbură interstițială, care ajută la prevenirea deformării atomilor de fier. În același timp, crește rezistența la curgere, rezistența la tracțiune și duritatea oțelului.

Cu cât este mai mare conținutul de carbon, cu atât mai multe carburi casante sunt prezente în oțel. Oțelul cu conținut ridicat de-carbon este predispus la rupere în medii cu temperaturi scăzute-, în timp ce oțelul cu-carbon scăzut are o duritate ridicată.

• Proprietăți de tratament termic

Cu cât conținutul de carbon este mai mare, cu atât duritatea oțelului în timpul călirii este mai mare, ceea ce crește adâncimea stratului întărit. Dacă duritatea după călire nu este mare, aceasta indică călirea slabă a oțelului cu conținut scăzut de-carbon. Oțelurile cu carbon mediu- și înalt{-obțin o călire mai bună prin călire urmată de revenire.

• Performanța de procesare

Cu cât conținutul de carbon este mai mare, cu atât este mai probabil să apară fisuri în zona afectată de căldură-în timpul sudării. De obicei, conținutul de carbon al oțelului care trebuie sudat ar trebui să fie mai mic sau egal cu 20%. Un conținut moderat de carbon (0,3% ~ 0,5%) poate echilibra eficient duritatea și plasticitatea oțelului.

• Rezistenta la coroziune

Cu cât este mai mare conținutul de carbon, cu atât crește eterogenitatea Fenomenelor electrice și chimice în interiorul oțelului, accelerând coroziunea; oțelul cu conținut scăzut de-carbon este mai puțin predispus la rugină în comparație cu oțelul cu conținut ridicat de-carbon.

Element carbon

• Proprietăți mecanice

Când atomii de fier încorporează siliciu, efectul de întărire a soluției solide care rezultă poate îmbunătăți forța de curgere și rezistența la tracțiune a oțelului.

• Proprietăți fizice

Siliciul formează o peliculă protectoare pe suprafața oțelului, care poate preveni invazia oxigenului la temperaturi ridicate și poate spori rezistența la oxidare și rezistența la căldură a oțelului.

• Performanța de procesare

Conținutul de siliciu mai mare de 0,6% crește riscul de formare a fisurilor în timpul sudării oțelului. Prin urmare, conținutul de siliciu din oțel pentru sudare este de obicei mai mic sau egal cu 0,3%.

Siliciu

• Procesul de bază

Manganul se combină cu oxigenul din oțelul topit, ceea ce poate reduce conținutul de oxigen din oțel, poate reduce impuritățile de oxid și poate îmbunătăți puritatea oțelului.

• Procesul de tratament termic

Manganul poate îmbunătăți în mod eficient călibilitatea oțelului, poate lărgi intervalul de temperatură de călire și poate reduce riscul de călire a fisurilor.

• Performanța de procesare

Adăugarea unei cantități adecvate de mangan la oțel poate îmbunătăți rezistența și duritatea metalului de sudură, astfel încât oțelul este mai puțin probabil să dezvolte fisuri în timpul procesării.

 Mangan

Cuprul poate forma un strat protector pe suprafața oțelului, prevenind oxidarea. Acest lucru controlează eficient pătrunderea apei și a oxigenului, reducând rata la care oțelul ruginește.

• Proprietăți mecanice

Cuprul se poate integra bine cu atomii de fier, creând un efect de soluție solidă între cei doi. Acest lucru crește efectiv limita de curgere și rezistența la tracțiune a oțelului, fără a reduce plasticitatea și duritatea acestuia.

• Performanța de procesare

O cantitate mică de cupru poate reduce ștanțarea la rece a oțelului, poate avea un efect redus asupra performanței sale de îndoire la rece și poate minimiza uzura sculelor în timpul procesului de fabricare a oțelului.

Element de cupru