28 องค์ประกอบที่มีอิทธิพลต่อเหล็ก: ผลกระทบต่อคุณสมบัติและประสิทธิภาพ

I. บทนำ: ทำไมองค์ประกอบจึงกำหนดคุณสมบัติเหล็ก?

เหล็กเป็นวัสดุโลหะผสมที่มีเหล็ก (FE) เป็นเมทริกซ์ คุณสมบัติของมันไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับเหล็กเท่านั้น แต่ยังได้รับอิทธิพลจากองค์ประกอบพื้นฐานเช่นคาร์บอน (C), ซิลิคอน (SI) และแมงกานีส (MN) โดยการเพิ่มองค์ประกอบการผสมเช่นโครเมียม (CR), นิกเกิล (NI) และโมลิบดีนัม (MO) เหล็กสามารถได้รับคุณสมบัติพิเศษรวมถึงความต้านทานการกัดกร่อนความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานอุณหภูมิสูง ในขณะเดียวกันองค์ประกอบของสิ่งเจือปนและองค์ประกอบการติดตามก็มีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อคุณสมบัติที่ครอบคลุมของเหล็ก บทความนี้แนะนำฟังก์ชั่นขององค์ประกอบที่แตกต่างกันอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับคุณสมบัติของเหล็กและการใช้งานทั่วไป

ii. องค์ประกอบพื้นฐาน: การวางรากฐานสำหรับคุณสมบัติเหล็ก

2.1 คาร์บอน (c): ตัวควบคุมหลักของคุณสมบัติเหล็ก

คาร์บอนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในเหล็ก เนื้อหาของมันจะกำหนดความแข็งความแข็งแรงพลาสติกและความทนทานของเหล็กโดยตรง เหล็กคาร์บอนต่ำ (C <0.25%) มีความเหนียวที่ยอดเยี่ยมและการเชื่อมได้ดี เหล็กกล้าคาร์บอนขนาดกลาง (0.25–0.6%) รวมความแข็งแรงและความเหนียวทำให้เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลและเพลายานยนต์ เหล็กคาร์บอนสูง (> 0.6%) ช่วยเพิ่มความแข็งและความต้านทานการสึกหรออย่างมีนัยสำคัญซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือสปริงและราง

2.2 ซิลิคอน (SI): บทบาทคู่ใน deoxidation และการปรับปรุงคุณสมบัติ

ซิลิคอนส่วนใหญ่ทำหน้าที่เป็น deoxidizer ในเหล็ก นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของเหล็กและปรับปรุงคุณสมบัติที่ยืดหยุ่นมีบทบาทสำคัญในเหล็กกล้าไฟฟ้าและเหล็กสปริง อย่างไรก็ตามเมื่อปริมาณซิลิกอนสูงเกินไปความเหนียวและความสามารถในการเชื่อมของเหล็กจะลดลง

2.3 แมงกานีส (MN): การปรับปรุงประสิทธิภาพและการปราบปรามผลกระทบที่เป็นอันตราย

แมงกานีสสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของเหล็กและช่วยเพิ่มความแข็งได้อย่างมีนัยสำคัญ มันทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์เพื่อสร้าง MNS ลดผลกระทบที่เป็นอันตรายของซัลเฟอร์ ในเหล็กกล้าชาวเมืองสูงมีปริมาณแมงกานีสเกิน 10%เหล็กแสดงความต้านทานการสึกหรอสูงมากและความเหนียวกระแทกซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในสนามเครื่องจักรขุด

iii. องค์ประกอบการผสมหลัก: การบริจาคเหล็กพร้อมคุณสมบัติพิเศษ

3.1 Chromium (CR): กุญแจสำคัญในการปรับปรุงความแข็งและความต้านทานการกัดกร่อน

โครเมียมสามารถเพิ่มความแข็งความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอของเหล็ก เมื่อเนื้อหาของมันสูงกว่า 12%จะช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กอย่างมีนัยสำคัญซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของสแตนเลส

3.2 นิกเกิล (NI): การเพิ่มประสิทธิภาพความเหนียวและความต้านทานการกัดกร่อน

นิกเกิลสามารถปรับปรุงความเหนียวความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติอุณหภูมิต่ำของเหล็ก สแตนเลสออสเทนนิติก (เช่น 304 และ 316) ซึ่งมีนิกเกิลดำเนินการอย่างยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมทางเคมีและทางทะเล

3.3 Molybdenum (MO): เพิ่มประสิทธิภาพการแข็งตัวและประสิทธิภาพอุณหภูมิสูง

โมลิบดีนัมสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงของเหล็กและป้องกันไม่ให้อารมณ์อ่อนไหว มันมักจะใช้ในเหล็กที่ทนความร้อนและเหล็กโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง

3.4 วานาเดียม (V): การปรับแต่งข้าวและการเพิ่มความแข็งแรง

วานาเดียมสามารถปรับแต่งธัญพืชของเหล็กอย่างมีนัยสำคัญและปรับปรุงความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอโดยการสร้างคาร์บอเนต มันเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในเหล็กความเร็วสูงและเหล็กโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง

3.5 ทังสเตน (W): การใส่เหล็กด้วยความแข็งสีแดง

ทังสเตนนำเหล็กกล้าด้วยความแข็งสีแดงที่ดีทำให้สามารถรักษาความแข็งที่อุณหภูมิสูงได้ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเครื่องมือตัดเหล็กความเร็วสูง

3.6 โคบอลต์ (CO): การปรับปรุงความต้านทานความร้อนและคุณสมบัติแม่เหล็ก

โคบอลต์สามารถเพิ่มความต้านทานความร้อนและคุณสมบัติแม่เหล็กของเหล็กซึ่งพบได้ทั่วไปในเหล็กความเร็วสูงและโลหะผสมแม่เหล็กถาวร

3.7 อลูมิเนียม (AL): deoxidation และการเพิ่มประสิทธิภาพของความต้านทานออกซิเดชันอุณหภูมิสูง

อลูมิเนียมเป็น deoxidizer ทั่วไป นอกจากนี้ยังสามารถปรับแต่งธัญพืชและเพิ่มความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงของเหล็กซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อนและเหล็กที่ทนความร้อนได้

3.8 Copper (Cu): เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของบรรยากาศ

ทองแดงสามารถช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนในบรรยากาศของเหล็กได้อย่างมีนัยสำคัญ ปริมาณทองแดงที่เหมาะสมสามารถสร้างฟิล์มออกไซด์ป้องกันบนพื้นผิวเหล็กที่ใช้ในเหล็กผุกร่อน แต่ปริมาณทองแดงที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดความร้อนแรงในเหล็ก

3.9 ไทเทเนียม (TI): ป้องกันการกัดกร่อนระหว่างกันในสแตนเลส

ไทเทเนียมสามารถก่อตัวเป็นสารประกอบที่มีเสถียรภาพด้วยคาร์บอนและไนโตรเจนป้องกันการกัดกร่อนแบบมีการกัดกร่อนในระดับสแตนเลสและปรับปรุงการปรับแต่งข้าว แอพพลิเคชั่นทั่วไปคือสแตนเลส 321

3.10 Niobium (NB): การปรับแต่งข้าวและการปรับปรุงความแข็งแรง

Niobium สามารถปรับแต่งธัญพืชและเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานความร้อนของเหล็ก มันเป็นองค์ประกอบสำคัญในเหล็กกล้าต่ำ (HSLA) ที่มีความแข็งแรงสูง (HSLA) เหล็กและท่อส่งน้ำ

3.11 องค์ประกอบที่ทนอุณหภูมิสูงพิเศษ (ZR, HF, TA, RE)

องค์ประกอบเหล่านี้สามารถปรับปรุงความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงและความต้านทานการคืบของเหล็กได้อย่างมีนัยสำคัญซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในเครื่องยนต์การบินและอวกาศกังหันก๊าซและอุปกรณ์พลังงานนิวเคลียร์

iv. องค์ประกอบของสิ่งเจือปน: อิทธิพลคู่ที่มีต่อคุณสมบัติเหล็ก

4.1 ฟอสฟอรัส (P): การอยู่ร่วมกันของการปรับปรุงประสิทธิภาพและความเสี่ยงระยะสั้นเย็น

ฟอสฟอรัสสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็ก แต่ช่วยลดความเป็นพลาสติกและความทนทานได้อย่างมากทำให้เกิดความสั้น ผ่านการควบคุมที่สมเหตุสมผลและการผสมผสานองค์ประกอบเอฟเฟกต์ในเชิงบวกสามารถใช้ในสาขาเฉพาะ

4.2 ซัลเฟอร์ (S): จากการเปลี่ยนแปลงที่เป็นอันตรายไปจนถึงการเปลี่ยนแปลงวัตถุประสงค์พิเศษ

ซัลเฟอร์มักจะเป็นองค์ประกอบที่เป็นอันตรายทำให้เกิดความสั้นและรอยร้าวในเหล็ก อย่างไรก็ตามในเหล็กตัดฟรีจำนวนซัลเฟอร์ที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงความสามารถในการใช้งานได้

4.3 ไนโตรเจน (N): เป็นประโยชน์ในปริมาณเล็กน้อยเป็นอันตรายเกินกว่า

ไนโตรเจนจำนวนเล็กน้อยสามารถปรับแต่งธัญพืชและเพิ่มความแข็งแรงของเหล็ก แต่ไนโตรเจนที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดความอ่อนไหวอายุ ในเหล็กไนไตรไนตี้สามารถเพิ่มความแข็งของพื้นผิวได้อย่างมีนัยสำคัญ

4.4 ออกซิเจน (O) และไฮโดรเจน (H): สิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายในเหล็กกล้า

ออกซิเจนและไฮโดรเจนโดยทั่วไปถือว่าเป็นสิ่งสกปรกที่เป็นอันตราย ออกซิเจนก่อให้เกิดการรวมกันลดความเหนียวของเหล็ก ไฮโดรเจนอาจนำไปสู่การเยียวยาไฮโดรเจนทำให้เกิดการแตกหักของเหล็กอย่างกะทันหันภายใต้ความเครียด ดังนั้นเนื้อหาของพวกเขาจะต้องถูกควบคุมอย่างเคร่งครัดในระหว่างกระบวนการผลิตเหล็ก

V. การติดตามและองค์ประกอบพิเศษ: เนื้อหาขนาดเล็กผลกระทบขนาดใหญ่

5.1 โบรอน (b): องค์ประกอบการติดตามการปรับปรุงความแข็งอย่างมีนัยสำคัญ

โบรอนเป็นองค์ประกอบการติดตามที่สำคัญ แม้แต่เนื้อหาเพียงไม่กี่ส่วนต่อล้านก็สามารถปรับปรุงความสามารถในการแข็งของเหล็กได้อย่างมีนัยสำคัญซึ่งใช้กันทั่วไปในเหล็กกล้ายานยนต์และเหล็กกล้าความแข็งแรงสูง

5.2 ดีบุก (SN), ตะกั่ว (PB), บิสมัท (BI), พลวง (SB)

องค์ประกอบเหล่านี้มักจะมีผลกระทบต่อเหล็กทำให้เกิดความสั้น แต่ในเหล็กตัดฟรีการเพิ่มจำนวนตะกั่วหรือบิสมัทที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงความสามารถในการกลึงและยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือแทน

VI. สรุป: องค์ประกอบที่ร่วมมือกันสร้างคุณสมบัติเหล็ก

จากเอฟเฟกต์เหล่านี้เป็นที่ชัดเจนว่าเหล็กไม่ได้เป็นเพียงโลหะผสมเหล็ก - คาร์บอนที่เรียบง่าย แต่เป็นระบบที่สมดุลอย่างระมัดระวังขององค์ประกอบหลายอย่าง การมีอยู่ปริมาณและการโต้ตอบของแต่ละองค์ประกอบกำหนดคุณสมบัติสุดท้ายของเหล็ก ด้วยการปรับแต่งองค์ประกอบการผสมและการควบคุมสิ่งสกปรกนักโลหะวิทยาสามารถออกแบบเหล็กกล้าที่มีลักษณะเฉพาะสูงทำให้มั่นใจได้ว่าพวกเขามีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดที่หลากหลายของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ตั้งแต่การก่อสร้างและการขนส่งไปจนถึงพลังงานและการบินและอวกาศ

ติดต่อเรา
ที่เป็นของคุณเราเชี่ยวชาญในการจัดหาคุณภาพสูงเหล็กหมูและยังให้ชิ้นส่วนเหล็กหล่อและชิ้นส่วนเหล็กหล่อปรับให้เหมาะกับความต้องการของคุณ ไม่ว่าคุณจะจัดหาวัตถุดิบหรือการหล่อเสร็จแล้วทีมของเราทุ่มเทเพื่อส่งมอบผลิตภัณฑ์ที่เชื่อถือได้และบริการระดับมืออาชีพ
👉เยี่ยมชมเราที่:www.tieguexport.comเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมหรือติดต่อกับเราสำหรับข้อกำหนดเฉพาะของคุณ