تكوين المواد لأنابيب الصلب

1. الكربون (C): زيادة محتوى الكربون في الفولاذ، وزيادة نقاط الخضوع وقوة الشد، ولكن اللدونة وتقليل التأثير، عندما يزيد الكربون عن 0.23٪، يتدهور أداء لحام الفولاذ، لذلك بالنسبة للحام الفولاذ الهيكلي منخفض السبائك، ومحتوى الكربون عموما لا يزيد عن 0.20%. كما أن المحتوى العالي من الكربون يقلل أيضًا من مقاومة الفولاذ للتآكل في الغلاف الجوي، كما أن الفولاذ عالي الكربون في الحقل المفتوح سهل الصدأ. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للكربون أن يزيد من هشاشة الفولاذ وحساسيته للشيخوخة.

2. السيليكون (Si): يستخدم في عملية صناعة الفولاذ كعامل اختزال ومزيل للأكسدة، لذلك يحتوي الفولاذ المهدئ على 0.15-0.30% من السيليكون. إذا تجاوز محتوى السيليكون في الفولاذ 0.50-0.60%، فإن السيليكون حتى عناصر صناعة السبائك. يمكن للسيليكون أن يحسن بشكل كبير الحد المرن للصلب ونقطة الخضوع وقوة الشد، ويستخدم على نطاق واسع للفولاذ الزنبركي. في الفولاذ الهيكلي المروي والمقسى بإضافة 1.0-1.2% من السيليكون، يمكن زيادة القوة بنسبة 15-20%. يمكن للسيليكون والموليبدينوم والتنغستن والكروم ومجموعات أخرى، لتحسين دور مقاومة التآكل والأكسدة، إنتاج الفولاذ المقاوم للحرارة. يحتوي على السيليكون بنسبة 1-4% من الفولاذ منخفض الكربون، ذو نفاذية عالية، لصناعة الكهرباء للقيام بصلب السيليكون. زيادة كمية السيليكون سوف تقلل من قابلية اللحام للصلب.

3. المنغنيز (Mn): في عملية صناعة الفولاذ، يعد المنغنيز عاملًا جيدًا لإزالة الأكسدة وإزالة الكبريت، ويحتوي الفولاذ العام على 0.30-0.50٪ منجنيز. عند إضافة 0.70% أو أكثر من الفولاذ الكربوني، فإنه لن يتمتع بصلابة كافية فحسب، بل سيكون له أيضًا قوة وصلابة عالية، ويحسن تبريد الفولاذ ويحسن أداء العمل الساخن للفولاذ حتى لو كان "فولاذ المنغنيز" مثل 16Mn. الصلب من A3 نقطة العائد 40% أعلى. تحتوي على 11-14% من الفولاذ الذي يتمتع بمقاومة تآكل عالية، لدلو الحفار، وبطانة المطحنة الكروية. زيادة المنغنيز، مما يقلل من مقاومة التآكل للصلب، مما يقلل من أداء اللحام.

4. الفوسفور (P): بشكل عام، الفوسفور هو عنصر ضار في الفولاذ، مما يزيد من هشاشة الفولاذ البارد، بحيث يؤدي تدهور أداء اللحام، إلى تقليل اللدونة، بحيث يتدهور أداء الانحناء البارد. ولذلك، فإن كمية الفوسفور في الفولاذ عادة ما تكون أقل من 0.045%، ومتطلبات الفولاذ عالي الجودة أقل.

5. الكبريت (S): الكبريت في الحالة المعتادة من العناصر الضارة. بحيث يتم تقليل الفولاذ الساخن الهش والصلب من الليونة والمتانة، في عملية التزوير والدرفلة الناتجة عن الشقوق. الكبريت على أداء اللحام غير مناسب أيضًا، مما يقلل من مقاومة التآكل. لذلك عادة ما تتطلب محتوى الكبريت أقل من 0.055%، ومتطلبات الفولاذ عالي الجودة أقل من 0.040%. يمكن أن تؤدي إضافة 0.08-0.20% من الكبريت إلى الفولاذ إلى تحسين قابلية التشغيل الآلي، والتي تسمى غالبًا قطع 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 للصلب، وهو سبيكة مهمة من الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للحرارة.

7. النيكل (Ni): يمكن للنيكل تحسين قوة الفولاذ، ولكن للحفاظ على اللدونة والمتانة الجيدة. يتمتع النيكل بمقاومة عالية للتآكل للأحماض والقلويات والصدأ ومقاومة الحرارة عند درجات الحرارة المرتفعة. ومع ذلك، نظرًا لأن النيكل مورد نادر، فيجب أن تحاول استخدام عناصر سبائك أخرى بدلاً من فولاذ النيكل والكروم.

8. الموليبدينوم (Mo): يمكن للموليبدينوم صقل حبيبات الفولاذ، وتحسين الصلابة والقوة الحرارية، عند درجات حرارة عالية للحفاظ على القوة الكافية ومقاومة الزحف (الإجهاد طويل المدى في درجات الحرارة المرتفعة، وزحف التشوه). يمكن للصلب الهيكلي عن طريق إضافة الموليبدينوم تحسين الخواص الميكانيكية. من الممكن أيضًا منع هشاشة سبائك الفولاذ بسبب الحريق. في أداة الصلب يمكن تحسين اللون الأحمر.

9. التيتانيوم (Ti): التيتانيوم هو مزيل أكسدة قوي في الفولاذ. يمكن أن يجعل الهيكل الداخلي للفولاذ كثيفًا وقوة الحبوب الدقيقة. تقليل حساسية الشيخوخة وهشاشة البرد. تحسين أداء اللحام. في الكروم 18 النيكل 9 الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عن طريق إضافة التيتانيوم المناسب، لتجنب التآكل الحبيبي.

10. الفاناديوم (V): الفاناديوم هو مزيل أكسدة ممتاز للصلب. يمكن أن تؤدي إضافة 0.5% من الفولاذ إلى الفولاذ إلى تحسين الحبوب وتحسين القوة والمتانة. الفاناديوم وكربيد الكربون، في درجات الحرارة العالية والضغط العالي يمكن أن يحسن قدرة التآكل الهيدروجيني.

11. التنغستن (W): نقطة انصهار التنغستن عالية، ونسبة كبيرة، هي عناصر السبائك الثمينة. التنغستن والكربون لتشكيل كربيد التنغستن لديه صلابة عالية ومقاومة التآكل. في أداة الفولاذ بالإضافة إلى التنغستن، يمكن أن يحسن بشكل كبير صلابة اللون الأحمر والقوة الحرارية، لأدوات القطع وتزوير القالب.

12. النيوبيوم (Nb): يمكن للنيوبيوم تحسين الحبوب وتقليل حساسية الفولاذ المحموم وهشاشة المزاج، وتحسين القوة، ولكن انخفضت اللدونة والمتانة. في النيوبيوم الفولاذي العادي منخفض السبائك، يمكن تحسين القدرة على التآكل المضاد للغلاف الجوي وقدرة التآكل بالهيدروجين والنيتروجين والأمونيا ذات درجة الحرارة العالية. النيوبيوم يحسن قابلية اللحام. إضافة النيوبيوم إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي يمنع التآكل الحبيبي.

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

14. النحاس (Cu): الحديد والصلب في ووهان مع خام داي لتكرير الفولاذ، وغالبًا ما يحتوي على النحاس. يمكن للنحاس تحسين القوة والمتانة، وخاصة أداء التآكل الجوي. العيب هو أنه في المعالجة الساخنة يكون من السهل إنتاج محتوى نحاسي هش ساخن يزيد عن 0.5٪ من البلاستيك بشكل كبير. عندما يكون محتوى النحاس أقل من 0.50% ليس له أي تأثير على قابلية اللحام.

15. الألومنيوم (Al): يستخدم الألومنيوم بشكل شائع في مزيل الأكسدة الفولاذي. الصلب لإضافة كمية صغيرة من الألومنيوم، يمكن صقل الحبوب، وتحسين صلابة التأثير، مثل لوحة الرسم العميق 08Al الصلب. يحتوي الألومنيوم أيضًا على مضادات الأكسدة ومقاومة التآكل، ويمكن للألمنيوم والكروم والسيليكون مجتمعين أن يحسن بشكل كبير درجة حرارة الفولاذ العالية ولا يمكنه تحمل الأداء ومقاومة التآكل في درجات الحرارة العالية. عيب الألومنيوم هو تأثير المعالجة الحرارية للصلب وأداء اللحام وأداء القطع.

16. البورون (ب): يمكن للصلب عن طريق إضافة كميات ضئيلة من البورون تحسين ضغط الفولاذ وخصائصه المدلفنة على الساخن، وتحسين القوة.

17. النيتروجين (N): يمكن للنيتروجين تحسين قوة الفولاذ، والمتانة في درجات الحرارة المنخفضة وقابلية اللحام، وزيادة حساسية الشيخوخة.

18. الأتربة النادرة (Xt): العناصر الأرضية النادرة في الجدول الدوري عددها الذري 57-7115 لانثانيدات. هذه العناصر معدنية، لكن أكاسيدها تشبه "التربة"، لذلك جرت العادة على القول بأنها "أرض نادرة". يمكن أن تؤدي إضافة الأتربة النادرة إلى الفولاذ إلى تغيير التركيب والشكل والتوزيع وخصائص العناصر الموجودة في الفولاذ، وبالتالي تحسين أداء الفولاذ، مثل المتانة وقابلية اللحام وقابلية التشغيل على البارد. في الصلب الحرث عن طريق إضافة الأتربة النادرة، يمكن تحسين مقاومة التآكل.