مقدمة من سبائك الصلب ، ما هو دور سبائك الصلب؟

تقديم

عناصر السبائك الفولاذية الرئيسية هي السيليكون والمنغنيز والكروم والنيكل والموليبدينوم والتنغستن والفاناديوم والتيتانيوم والنيوبيوم والزركونيوم والكوبالت والألمنيوم والنحاس والبورون والأرض النادرة ، إلخ.

الفاناديوم والتيتانيوم والنيوبيوم والزركونيوم عناصر قوية لتشكيل الكربيد في الفولاذ.طالما يوجد ما يكفي من الكربون ، يمكن تكوين كربيداتها في ظل ظروف مناسبة.عندما يكون الكربون غائبًا أو تحت ظروف درجة حرارة عالية ، يدخلون المحلول الصلب في الحالة الذرية.المنغنيز والكروم والتنغستن والموليبدينوم عناصر تشكل كربيدًا ، يدخل بعضها في المحلول الصلب في الحالة الذرية ، ويشكل الجزء الآخر سبيكة الإزاحة السمنتيت.الألومنيوم والنحاس والنيكل والكوبالت والسيليكون عناصر لا تشكل كربيدات وتوجد بشكل عام في الحالة الذرية في المحاليل الصلبة.

وظيفة

سبائك الصلب الهيكلي

سبائك الصلب الهيكلي

1 ، الكربون (C): يزداد محتوى الكربون الصلب ، وتزداد نقطة العائد وقوة الشد ، ولكن اللدونة والتأثير انخفض ، عندما يتجاوز محتوى الكربون 0.23٪ ، يتدهور أداء اللحام الفولاذي ، لذلك يستخدم في لحام الفولاذ الهيكلي منخفض السبائك ، ومحتوى الكربون بشكل عام لا تتجاوز 0.20٪.سيؤدي المحتوى العالي من الكربون أيضًا إلى تقليل مقاومة الفولاذ للتآكل في الغلاف الجوي ، كما أن الفولاذ الكربوني العالي في الحقل المفتوح سهل الصدأ ؛بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للكربون أن يزيد من هشاشة الفولاذ وحساسية تقادمه.

2 ، السيليكون (Si): يُضاف السيليكون كعامل اختزال ومزيل للأكسدة في عملية تصنيع الفولاذ ، لذلك يحتوي الفولاذ على 0.15-0.30٪ سيليكون.يعتبر السيليكون عنصرًا في صناعة السبائك إذا كان الفولاذ يحتوي على أكثر من 0.50 إلى 0.60٪ سيليكون.يمكن للسيليكون أن يزيد بشكل كبير من حد المرونة ونقطة الخضوع وقوة الشد للصلب ، لذلك يستخدم على نطاق واسع كصلب نابض.يمكن أن تؤدي إضافة 1.0-1.2٪ من السيليكون إلى الفولاذ الإنشائي المبرّد والمُخفف إلى زيادة القوة بنسبة 15-20٪.إن الجمع بين السيليكون والموليبدينوم والتنغستن والكروم ، وما إلى ذلك ، له تأثير في تحسين مقاومة التآكل ومقاومة الأكسدة ، ويمكن أن يجعل الفولاذ المقاوم للحرارة.فولاذ منخفض الكربون يحتوي على 1-4٪ سيليكون ، مع موصلية مغناطيسية عالية جدًا ، يستخدم في الصناعة الكهربائية كألواح فولاذية من السيليكون.ستؤدي زيادة السيليكون إلى تقليل أداء اللحام للفولاذ.

3 ، المنغنيز (Mn): في عملية صناعة الصلب ، يعتبر المنجنيز مزيلًا جيدًا للأكسدة ومزيل الكبريت ، وهو الصلب العام الذي يحتوي على المنجنيز 0.30-0.50٪.عند إضافة الفولاذ الكربوني بأكثر من 0.70٪ ، حتى لو كان "فولاذ المنغنيز" ، فإن فولاذ الكمية العامة للصلب ليس فقط لديه صلابة كافية ، ولكن أيضًا لديه قوة وصلابة أعلى ، ويحسن قابلية الصلب للفولاذ ، ويحسن الحرارة أداء العمل للصلب ، مثل الفولاذ 16Mn أعلى بنسبة 40٪ من نقطة العائد A3.منغنيز 11-14٪ فولاذ مع مقاومة عالية للتآكل ، يستخدم في دلو الحفار ، وربط مطحنة الكرة ، إلخ. زيادة المنغنيز ستضعف مقاومة التآكل للفولاذ وتقلل من أداء اللحام.

4 ، الفوسفور (P): بشكل عام ، الفوسفور عنصر ضار في الفولاذ ، يزيد من هشاشة الفولاذ الباردة ، يجعل أداء اللحام سيئًا ، ويقلل من اللدونة ، ويجعل أداء الانحناء البارد سيئًا.لذلك ، عادةً ما يكون محتوى الفسفور في الفولاذ أقل من 0.045٪ ، ويجب أن يكون الفولاذ عالي الجودة أقل.

5 ، الكبريت (S): الكبريت عادة عنصر ضار.إنه يجعل الفولاذ هشًا ساخنًا ، ويقلل من ليونة وصلابة الفولاذ ، ويسبب تشققات أثناء الكير والدرفلة.الكبريت يضر أيضًا بأداء اللحام ويقلل من مقاومة التآكل.لذلك ، يجب أن يكون محتوى الكبريت أقل من 0.055٪ ، ويجب أن يكون الفولاذ عالي الجودة أقل من 0.040٪.يمكن أن تؤدي إضافة 0.08-0.20٪ من الكبريت إلى الفولاذ إلى تحسين قابلية التشغيل الآلي ، وعادة ما يُطلق عليه اسم الفولاذ الحر.

6 ، الكروم (Cr): في الفولاذ الهيكلي وفولاذ الأدوات ، يمكن للكروم أن يحسن بشكل كبير القوة والصلابة ومقاومة التآكل ، ولكن في نفس الوقت يقلل من اللدونة والمتانة.يمكن أن يحسن الكروم مقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل للفولاذ ، لذلك فهو عنصر سبيكة مهم للفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للحرارة.

7 ، النيكل (ني): يمكن للنيكل أن يحسن قوة الفولاذ ، ويحافظ على اللدونة والمتانة الجيدة.النيكل لديه مقاومة عالية للتآكل للأحماض والقلويات ، ومقاومة الصدأ ومقاومة الحرارة في درجات الحرارة العالية.ومع ذلك ، نظرًا لأن النيكل هو مورد نادر ، يجب استخدام عناصر صناعة السبائك الأخرى بدلاً من فولاذ النيكل والكروم.

8 ، الموليبدينوم (Mo): الموليبدينوم يمكن أن يصنع صقل الحبوب الفولاذية ، ويحسن الصلابة وأداء القوة الحرارية ، في درجة حرارة عالية للحفاظ على القوة الكافية والقدرة على مقاومة الزحف (الإجهاد طويل الأجل عند درجة حرارة عالية ، والتشوه ، يسمى الزحف).يمكن تحسين الخواص الميكانيكية للفولاذ الإنشائي بإضافة الموليبدينوم.يمكنه أيضًا كبح هشاشة سبائك الصلب الناتجة عن التبريد.يمكن تحسين الاحمرار في الأدوات الفولاذية.

9 ، التيتانيوم (Ti): التيتانيوم هو مزيل أكسدة قوي في الفولاذ.يمكن أن يجعل الهيكل الداخلي للفولاذ مضغوطًا وصقل قوة الحبوب ؛تقليل حساسية الوقت وهشاشة البرودة.تحسين أداء اللحام.يمكن تجنب التآكل بين الحبيبات عن طريق إضافة التيتانيوم المناسب إلى Cr 18 Ni 9 الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.

10 ، الفاناديوم (الخامس): الفاناديوم مزيل أكسدة ممتاز من الفولاذ.يمكن أن تؤدي إضافة 0.5٪ من الفاناديوم إلى الفولاذ إلى تنقية حبيبات البنية المجهرية وتحسين القوة والمتانة.يمكن للكربيدات المكونة من الفاناديوم والكربون تحسين مقاومة التآكل الهيدروجين تحت درجات الحرارة والضغط المرتفعين.

11 ، التنغستن (W): نقطة انصهار التنغستن عالية ، من الرئيسية ، عنصر سبيكة نادر.يتكون كربيد التنجستن من التنجستن والكربون بصلابة عالية ومقاومة للتآكل.يمكن أن تؤدي إضافة التنغستن إلى فولاذ الأداة إلى تحسين الصلابة الحمراء والقوة الحرارية بشكل كبير ، والتي يمكن استخدامها كأدوات قطع وتزوير القوالب.

12 ، النيوبيوم (ملحوظة): يمكن للنيوبيوم تنقية الحبوب وتقليل الحساسية الزائدة وهشاشة الفولاذ ، وتحسين القوة ، ولكن اللدونة والمتانة انخفضت.يمكن أن تؤدي إضافة النيوبيوم إلى سبائك الصلب العادية المنخفضة إلى تحسين مقاومة التآكل في الغلاف الجوي وتآكل الهيدروجين والنيتروجين والأمونيا في درجات الحرارة العالية.يمكن أن يحسن النيوبيوم أداء اللحام.يمكن منع التآكل الحبيبي عن طريق إضافة النيوبيوم إلى الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ.

13 ، الكوبالت (Co): الكوبالت معدن ثمين نادر ، يستخدم في الغالب في الفولاذ والسبائك الخاصة ، مثل الفولاذ الساخن والمواد المغناطيسية.

14 ، النحاس (Cu): ووهان للحديد والصلب مع صهر خام داي الصلب ، وغالبًا ما يحتوي على النحاس.يمكن أن يحسن النحاس القوة والمتانة ، خاصة بالنسبة للتآكل الجوي.العيب هو أنه من السهل إنتاج التقصف الساخن أثناء المعالجة الساخنة ، كما تقل اللدونة بشكل كبير عندما يتجاوز محتوى النحاس 0.5٪.عندما يكون محتوى النحاس أقل من 0.50٪ ، فإنه لا يؤثر على قابلية اللحام.

15 ، ألومنيوم (Al): الألومنيوم هو مزيل للأكسدة شائع الاستخدام في الفولاذ.يمكن أن تؤدي إضافة كمية صغيرة من الألومنيوم إلى الفولاذ إلى تنقية التحبب وتحسين صلابة الصدمات ، مثل 08Al فولاذ لألواح السحب العميق.يحتوي الألمنيوم أيضًا على مقاومة للأكسدة ومقاومة للتآكل.يمكن للألمنيوم الممزوج بالكروم والسيليكون أن يحسن بشكل كبير أداء مقاومة التقشير بدرجة الحرارة العالية ومقاومة الفولاذ للتآكل بدرجة حرارة عالية.عيب الألمنيوم هو أنه يؤثر على خصائص الصلب ، اللحام والقطع على الساخن.

16 ، البورون (ب): إضافة كمية ضئيلة من البورون إلى الفولاذ يمكن أن يحسن التكثيف وخصائص الدرفلة الساخنة للصلب ، ويحسن القوة.

17 ، النيتروجين (N): يمكن للنيتروجين أن يحسن قوة الفولاذ ، وصلابة درجات الحرارة المنخفضة وقابلية اللحام ، ويزيد من حساسية الشيخوخة.

18. الأرض النادرة (Xt): تشير العناصر الأرضية النادرة إلى 15 لانثانيدًا بأعداد ذرية من 57-71 في الجدول الدوري للعناصر.هذه العناصر كلها معادن ، لكن أكاسيدها تشبه الأرض ، لذلك يطلق عليها اسم الأتربة النادرة.يمكن أن تؤدي إضافة الأرض النادرة إلى الفولاذ إلى تغيير التكوين والتشكل والتوزيع وخصائص الادراج في الفولاذ ، وبالتالي تحسين الخصائص المختلفة للصلب ، مثل المتانة وقابلية اللحام وأداء العمل البارد.يمكن تحسين مقاومة التآكل لفولاذ ploughshare عن طريق إضافة الأرض النادرة.