1. Углерод (C): повышенное содержание углерода в стали, предел текучести и предел прочности увеличены, но пластичность и снижение ударной нагрузки, когда углерод превышает 0,23%, ухудшаются характеристики сварки стали, поэтому для сварки низколегированной конструкционной стали, содержание углерода обычно не превышает 0,20%. Высокое содержание углерода также снижает стойкость стали к атмосферной коррозии, а высокоуглеродистая сталь в открытом поле легко ржавеет. Кроме того, углерод может повысить хладноломкость и чувствительность стали к старению.
2. Кремний (Si): в процессе выплавки стали в качестве восстановителя и раскислителя, поэтому седативная сталь содержит 0,15-0,30% кремния. Если содержание кремния в стали превышает 0,50-0,60%, кремний даже легируют легирующими элементами. Кремний может значительно улучшить предел упругости стали, предел текучести и предел прочности, он широко используется для пружинной стали. В закаленной и отпущенной конструкционной стали добавлением 1,0-1,2% кремния можно повысить прочность на 15-20%. Кремний и молибден, вольфрам, хром и другие комбинации, чтобы улучшить роль коррозионной стойкости и окисления, могут производить жаропрочную сталь. Кремнийсодержащая 1-4% низкоуглеродистая сталь, с высокой проницаемостью, для электротехнической промышленности делают кремниевую сталь. Увеличение количества кремния снизит свариваемость стали.
3. Марганец (Mn): В процессе производства стали марганец является хорошим раскислителем и десульфуратором, обычная сталь содержит 0,30-0,50% марганца. При добавлении 0,70% или более углеродистой стали она не только будет иметь достаточную ударную вязкость, но также будет иметь высокую прочность и твердость, улучшит закалку стали и улучшит характеристики стали при горячей обработке, даже если это «марганцовистая сталь», например 16Mn. сталь, чем А3, предел текучести на 40% выше. Содержащая 11-14% стали обладает высокой износостойкостью, для ковша экскаватора, футеровки шаровых мельниц. Марганец увеличивается, снижая коррозионную стойкость стали, снижая производительность сварки.
4. Фосфор (P): Как правило, фосфор является вредным элементом в стали, повышая хладноломкость стали, что приводит к ухудшению характеристик сварки, снижению пластичности, что приводит к ухудшению характеристик холодного изгиба. Поэтому количество фосфора в стали обычно меньше 0,045%, требования к высококачественной стали ниже.
5. Сера (S): сера в обычном случае является вредным элементом. Так что горячая хрупкая сталь, сталь для снижения пластичности и ударной вязкости, при ковке и прокатке возникают трещины. Сера на сварочные характеристики также неблагоприятна, снижает коррозионную стойкость. Поэтому обычно требуется содержание серы менее 0,055%, а для высококачественной стали - менее 0,040%. Добавление в сталь 0,08–0,20% серы может улучшить обрабатываемость стали, которую часто называют автоматной сталью.
6. Хром (Cr): в конструкционных и инструментальных сталях хром может значительно улучшить прочность, твердость и износостойкость, но в то же время снизить пластичность и ударную вязкость. Хром может улучшить стойкость к окислению и коррозии стали, которая является важным сплавом нержавеющей и жаропрочной стали.
7. Никель (Ni): никель может повысить прочность стали, но при этом сохранить хорошую пластичность и вязкость. Никель обладает высокой коррозионной стойкостью к кислотам и щелочам, ржавчине и термостойкости при высоких температурах. Однако, поскольку никель является дефицитным ресурсом, следует попытаться использовать другие легирующие элементы вместо никель-хромовой стали.
8. Молибден (Mo): молибден может измельчать стальное зерно, улучшать прокаливаемость и термическую прочность, при высоких температурах поддерживать достаточную прочность и сопротивление ползучести (длительное напряжение при высоких температурах, деформация ползучести). Конструкционная сталь путем добавления молибдена может улучшить механические свойства. Также можно подавить хрупкость легированной стали вследствие огня. В инструментальной стали можно улучшить красный цвет.
9. Титан (Ti): титан является сильным раскислителем стали. Это может сделать внутреннюю структуру стали плотной, мелкозернистой; уменьшить чувствительность к старению и хладоломкость. Улучшите производительность сварки. В аустенитную нержавеющую сталь хром 18 никель 9 добавляют соответствующий титан, чтобы избежать межкристаллитной коррозии.
10. Ванадий (V): ванадий является отличным раскислителем стали. Добавление 0,5% стали в сталь может улучшить зерно, улучшить прочность и ударную вязкость. Ванадий и карбид углерода при высокой температуре и высоком давлении могут улучшить способность к водородной коррозии.
11. Вольфрам (W): температура плавления вольфрама высокая, доля крупных драгоценных элементов сплава. Вольфрам и углерод образуют карбид вольфрама, обладающий высокой твердостью и износостойкостью. Инструментальная сталь плюс вольфрам могут значительно улучшить красную твердость и термическую прочность режущих инструментов и ковочных штампов.
12. Ниобий (Nb): ниобий может измельчить зерно и снизить чувствительность стали к перегреву и отпускную хрупкость, улучшить прочность, но пластичность и вязкость снижаются. В обычной низколегированной стали ниобий может улучшить устойчивость к атмосферной коррозии и высокотемпературной коррозии водорода, азота и аммиака. Ниобий улучшает свариваемость. Добавление ниобия в аустенитную нержавеющую сталь предотвращает межкристаллитную коррозию.
13. Кобальт (Co): кобальт — редкий драгоценный металл, используемый для изготовления специальных сталей и сплавов, таких как горячая сталь и магнитные материалы.
14. Медь (Cu): Уханьский металлургический завод, где для переработки стали используется руда Дайе, часто содержащая медь. Медь может улучшить прочность и ударную вязкость, особенно устойчивость к атмосферной коррозии. Недостатком является то, что при горячей обработке легко получить горячеломкость, содержание меди более 0,5% в пластике существенно снижается. Содержание меди менее 0,50% не оказывает влияния на свариваемость.
15. Алюминий (Al): алюминий обычно используется в раскислителе стали. Сталь с добавлением небольшого количества алюминия может улучшить зерно, улучшить ударную вязкость, например, сталь 08Al для глубокой вытяжки. Алюминий также обладает антиоксидантной и коррозионной стойкостью, алюминий и хром, в сочетании с кремнием, могут значительно улучшить высокую температуру стали, которая не может позволить себе производительность и устойчивость к высокотемпературной коррозии. Недостатком алюминия является влияние на характеристики термической обработки стали, характеристики сварки и резки.
16. Бор (B): сталь, добавляя следовые количества бора, может улучшить компактность стали и свойства горячекатаной прокатки, улучшить прочность.
17. Азот (N): азот может улучшить прочность стали, низкотемпературную вязкость и свариваемость, повысить чувствительность к старению.
18. Редкоземельные (Xt): редкоземельные элементы таблицы Менделеева с атомным номером 57-71 15 лантаноидов. Эти элементы — металлы, но их оксиды подобны «почве», поэтому принято говорить редкоземельные. Добавление редкоземельных элементов в сталь может изменить состав, морфологию, распределение и свойства включений в стали, тем самым улучшая характеристики стали, такие как ударная вязкость, свариваемость и способность к холодной обработке. В пахоте стали добавление редкоземельных металлов позволяет улучшить износостойкость.
Время публикации: 22 апреля 2021 г.