องค์ประกอบของวัสดุของท่อเหล็ก

1. คาร์บอน (C): ปริมาณคาร์บอนในเหล็กเพิ่มขึ้น จุดครากและความต้านทานแรงดึงเพิ่มขึ้น แต่ความเป็นพลาสติกและผลกระทบลดลง เมื่อคาร์บอนมากกว่า 0.23% ประสิทธิภาพการเชื่อมเหล็กก็ลดลง ดังนั้นสำหรับการเชื่อมเหล็กโครงสร้างโลหะผสมต่ำ ปริมาณคาร์บอน โดยทั่วไปจะไม่เกิน 0.20% ปริมาณคาร์บอนสูงยังช่วยลดความต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศของเหล็ก และเหล็กกล้าคาร์บอนสูงในทุ่งโล่งนั้นง่ายต่อการเกิดสนิม นอกจากนี้คาร์บอนยังสามารถเพิ่มความเปราะเย็นและความไวต่อการเสื่อมสภาพของเหล็กได้

2. ซิลิคอน (Si) ในกระบวนการผลิตเหล็กเป็นสารรีดิวซ์และสารกำจัดออกซิไดซ์ ดังนั้นเหล็กยาระงับประสาทจึงมีซิลิคอนอยู่ 0.15-0.30% หากปริมาณซิลิกอนในเหล็กเกิน 0.50-0.60% ซิลิคอนจะผสมธาตุเข้าด้วยกัน ซิลิคอนสามารถปรับปรุงขีดจำกัดความยืดหยุ่นของเหล็ก จุดคราก และความต้านทานแรงดึงได้อย่างมาก ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเหล็กสปริง ในเหล็กโครงสร้างชุบแข็งและอบคืนตัวโดยเติมซิลิกอน 1.0-1.2% ความแข็งแรงจะเพิ่มขึ้น 15-20% ซิลิคอนและโมลิบดีนัม ทังสเตน โครเมียม และส่วนผสมอื่นๆ เพื่อปรับปรุงบทบาทของความต้านทานการกัดกร่อนและออกซิเดชัน สามารถผลิตเหล็กทนความร้อนได้ ที่ประกอบด้วยซิลิคอน 1-4% ของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ มีความสามารถในการซึมผ่านสูง สำหรับอุตสาหกรรมไฟฟ้าในการทำเหล็กซิลิกอน การเพิ่มปริมาณซิลิกอนจะลดความสามารถในการเชื่อมของเหล็ก

3. แมงกานีส (Mn): ในกระบวนการผลิตเหล็ก แมงกานีสเป็นสารกำจัดออกซิไดซ์และสารกำจัดซัลเฟอร์ไดซ์ที่ดี ซึ่งเป็นเหล็กทั่วไปที่มีแมงกานีส 0.30-0.50% เมื่อเติมเหล็กกล้าคาร์บอนตั้งแต่ 0.70% ขึ้นไป จะไม่เพียงแต่มีความเหนียวเพียงพอเท่านั้น แต่ยังมีความแข็งแรงและความแข็งสูง ปรับปรุงการชุบแข็งของเหล็กและปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานร้อนของเหล็กแม้ว่าจะเป็น “เหล็กแมงกานีส” เช่น 16Mn เหล็กมากกว่า A3 ให้ผลผลิตสูงกว่า 40% ที่ประกอบด้วยเหล็ก 11-14% มีความต้านทานการสึกหรอสูง สำหรับบุ้งกี๋ขุด ซับโรงสีลูกกลม แมงกานีสเพิ่มขึ้น ลดความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็ก ลดประสิทธิภาพการเชื่อม

4. ฟอสฟอรัส (P): โดยทั่วไปฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบที่เป็นอันตรายในเหล็ก เพิ่มเหล็กเปราะเย็น เพื่อให้ประสิทธิภาพการเชื่อมลดลง ลดความเป็นพลาสติก เพื่อให้ประสิทธิภาพการดัดงอเย็นเสื่อมลง ดังนั้นปริมาณฟอสฟอรัสในเหล็กมักจะน้อยกว่า 0.045% ความต้องการเหล็กคุณภาพสูงก็ต่ำกว่า

5. ซัลเฟอร์ (S): ซัลเฟอร์ในกรณีปกติเป็นองค์ประกอบที่เป็นอันตราย เพื่อให้เหล็กเปราะร้อน เหล็กลดความเหนียวและความเหนียวในการตีและการรีดที่เกิดจากรอยแตกร้าว ซัลเฟอร์ในประสิทธิภาพการเชื่อมก็ไม่เอื้ออำนวยเช่นกัน ลดความต้านทานการกัดกร่อน โดยปกติจะต้องมีปริมาณกำมะถันน้อยกว่า 0.055% และความต้องการเหล็กคุณภาพสูงน้อยกว่า 0.040% การเติมซัลเฟอร์ 0.08-0.20% ลงในเหล็กสามารถปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป ซึ่งมักเรียกว่าเหล็กตัดอิสระ

6. โครเมียม (Cr): ในเหล็กโครงสร้างและเหล็กกล้าเครื่องมือ โครเมียมสามารถปรับปรุงความแข็งแรง ความแข็ง และความต้านทานการสึกหรอได้อย่างมีนัยสำคัญ แต่ในขณะเดียวกันก็ลดความเป็นพลาสติกและความเหนียว โครเมียมสามารถปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กซึ่งเป็นโลหะผสมที่สำคัญของสแตนเลสเหล็กทนความร้อน

7. นิกเกิล (Ni): นิกเกิลสามารถปรับปรุงความแข็งแรงของเหล็กได้ แต่เพื่อรักษาความเป็นพลาสติกและความเหนียวที่ดี นิกเกิลมีความต้านทานการกัดกร่อนต่อกรดและด่างสูง ทนต่อสนิมและความร้อนที่อุณหภูมิสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากนิกเกิลเป็นทรัพยากรที่หายาก จึงควรพยายามใช้องค์ประกอบโลหะผสมอื่นๆ แทนเหล็กนิกเกิล-โครเมียม

8. โมลิบดีนัม (Mo): โมลิบดีนัมสามารถทำให้เมล็ดเหล็กละเอียด ปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็งและความแข็งแรงทางความร้อน ที่อุณหภูมิสูงเพื่อรักษาความแข็งแรงเพียงพอและความต้านทานการคืบ (ความเครียดระยะยาวที่อุณหภูมิสูง การคืบคลานที่ผิดรูป) เหล็กโครงสร้างโดยการเติมโมลิบดีนัมสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลได้ นอกจากนี้ยังสามารถระงับความเปราะบางของโลหะผสมเหล็กเนื่องจากไฟได้อีกด้วย ในเหล็กกล้าเครื่องมือสามารถปรับปรุงสีแดงได้

9. ไทเทเนียม (Ti): ไทเทเนียมเป็นสารกำจัดออกซิไดซ์อย่างแรงในเหล็ก มันสามารถทำให้โครงสร้างภายในของเหล็กหนาแน่น ความแข็งแรงของเมล็ดละเอียด ลดความไวต่อวัยและความเปราะเย็น ปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อม ในโครเมียม 18 นิกเกิล 9 ออสเทนนิติกสแตนเลสโดยการเติมไทเทเนียมที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนตามขอบเกรน

10. วานาเดียม (V): วานาเดียมเป็นสารกำจัดออกซิไดซ์ที่ดีเยี่ยมสำหรับเหล็ก การเพิ่มเหล็ก 0.5% ในเหล็กสามารถปรับเกรน เพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวได้ วาเนเดียมและคาร์บอนคาร์ไบด์ในอุณหภูมิสูงและความดันสูงสามารถปรับปรุงความสามารถในการกัดกร่อนของไฮโดรเจนได้

11. ทังสเตน (W): จุดหลอมเหลวของทังสเตนสูง สัดส่วนขนาดใหญ่ เป็นองค์ประกอบของโลหะผสมอันมีค่า ทังสเตนและคาร์บอนเพื่อสร้างทังสเตนคาร์ไบด์มีความแข็งและทนต่อการสึกหรอสูง ในเหล็กกล้าเครื่องมือบวกกับทังสเตน สามารถปรับปรุงความแข็งสีแดงและความแข็งแรงทางความร้อนได้อย่างมาก สำหรับเครื่องมือตัดและการตีแม่พิมพ์

12. ไนโอเบียม (Nb): ไนโอเบียมสามารถปรับเกรนและลดความไวต่อความร้อนสูงเกินไปของเหล็กและความเปราะบางของอารมณ์ ปรับปรุงความแข็งแรง แต่ความเป็นพลาสติกและความเหนียวลดลง ในไนโอเบียมเหล็กโลหะผสมต่ำธรรมดาสามารถปรับปรุงการกัดกร่อนป้องกันบรรยากาศและไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูง, ไนโตรเจน, ความสามารถในการกัดกร่อนของแอมโมเนีย ไนโอเบียมช่วยเพิ่มความสามารถในการเชื่อม การเติมไนโอเบียมลงในสเตนเลสออสเทนนิติกจะช่วยป้องกันการกัดกร่อนตามขอบเกรน

13. โคบอลต์ (Co): โคบอลต์เป็นโลหะมีค่าหายาก ใช้สำหรับเหล็กและโลหะผสมชนิดพิเศษ เช่น เหล็กร้อนและวัสดุแม่เหล็ก

14. ทองแดง (Cu): เหล็กและเหล็กกล้าของหวู่ฮั่นที่มีการกลั่นแร่ Daye ซึ่งมักประกอบด้วยทองแดง ทองแดงสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียวได้ โดยเฉพาะประสิทธิภาพการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ ข้อเสียคือในการผลิตร้อนเปราะได้ง่ายในการประมวลผลร้อน ปริมาณทองแดงของพลาสติกมากกว่า 0.5% ลดลงอย่างมาก เมื่อปริมาณทองแดงน้อยกว่า 0.50% จะไม่ส่งผลต่อความสามารถในการเชื่อม

15. อลูมิเนียม (Al): อลูมิเนียมมักใช้ในการกำจัดออกซิไดซ์ของเหล็ก เหล็กเพิ่มอลูมิเนียมจำนวนเล็กน้อย สามารถปรับเกรน ปรับปรุงความทนทานต่อแรงกระแทก เช่น เหล็กแผ่นวาดลึก 08Al อลูมิเนียมยังมีสารต้านอนุมูลอิสระและความต้านทานการกัดกร่อน อลูมิเนียมและโครเมียมและซิลิคอนรวมกัน สามารถปรับปรุงอุณหภูมิที่สูงของเหล็กที่ไม่สามารถต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมีนัยสำคัญ ข้อเสียของอลูมิเนียมคือผลกระทบของประสิทธิภาพการประมวลผลความร้อนของเหล็ก ประสิทธิภาพการเชื่อม และประสิทธิภาพการตัด

16. โบรอน (B): เหล็กโดยการเติมโบรอนในปริมาณเล็กน้อยสามารถปรับปรุงความแน่นของเหล็กและคุณสมบัติรีดร้อนและปรับปรุงความแข็งแรง

17. ไนโตรเจน (N): ไนโตรเจนสามารถปรับปรุงความแข็งแรงของเหล็ก อุณหภูมิต่ำความเหนียวและการเชื่อม เพิ่มความไวของริ้วรอย

18. ธาตุหายาก (Xt): ธาตุหายากในตารางธาตุมีเลขอะตอม 57-71 15 แลนทาไนด์ องค์ประกอบเหล่านี้เป็นโลหะ แต่ออกไซด์ของพวกมันก็เหมือนกับ "ดิน" ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะบอกว่าธาตุหายาก การเติมธาตุหายากลงในเหล็กสามารถเปลี่ยนองค์ประกอบ สัณฐานวิทยา การกระจายตัว และคุณสมบัติของสารที่รวมอยู่ในเหล็ก ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเหล็ก เช่น ความเหนียว ความสามารถในการเชื่อม และความสามารถในการขึ้นรูปขณะเย็น ในการไถเหล็กโดยการเติมธาตุหายากสามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอได้