Definicija ugljičnog čelika i pet elemenata u čeliku
Legure željeza i ugljika koje sadrže manje od 2,11% ugljika nazivaju se čelik. Maseni udio ugljika obično korištenog ugljičnog čelika je općenito manji od 1,3%, a njegova čvrstoća i žilavost su relativno dobre.
Hemijski sastav čelika jedan je od važnih faktora koji se odnose na kvalitetu i konačne performanse čelika. To je ujedno i glavna osnova za pripremu čelika, pa čak i sistema toplinske obrade finalnog proizvoda. Stoga, u dijelu tehničkih zahtjeva standarda za čelik, prva stavka često navodi primjenjivu marku (klasu čelika) i njegov hemijski sastav čelika, te je uključena u standard u obliku tabele. To je prihvatanje čelika i hemijskog sastava čelika od strane proizvođača i kupca. važna osnova.
Pet elemenata se odnose na glavne komponente u hemijskom sastavu, a to su C, Si, Mn, S, P (ugljenik, silicijum, mangan, sumpor, fosfor). Drugo, gasovi koji sadrže {{0}}, H i N (kiseonik, vodonik i azot) će se neizbežno mešati tokom procesa proizvodnje čelika. Osim toga, u procesu aluminij-silicijum deoksidacije i sedacije, rastopljeni čelik mora sadržavati Al. Kada je Als (aluminij rastvorljiv u kiselini) veći ili jednak 0,020%, to takođe ima efekat rafiniranja zrna.
Utjecaj hemijskih elemenata na svojstva čelika:
1. Ugljik (C): Kako se sadržaj ugljika u čeliku povećava, granica popuštanja i vlačna čvrstoća se povećavaju, ali se plastičnost i otpornost na udar smanjuju. Kada sadržaj ugljika pređe 0.23%, performanse zavarivanja čelika se pogoršavaju, pa se koristi za zavarivanje. Niskolegirani konstrukcioni čelik, sadržaj ugljika općenito ne prelazi 0. 20%. Visok sadržaj ugljika će također smanjiti otpornost čelika na atmosfersku koroziju. Visokougljični čelik od nehrđajućeg čelika hladno valjanih kotura u otvorenim skladištima je sklon rđi; osim toga, ugljik može povećati hladnu lomljivost i osjetljivost čelika na starenje.
2. Silicijum (Si): Silicijum se dodaje kao redukciono sredstvo i deoksidans tokom procesa proizvodnje čelika, tako da ugašeni čelik sadrži 0.15-0.30% silicijuma. Ako sadržaj silicija u čeliku prelazi 0.50-0.60%, silicijum se smatra legirajućim elementom. Silicij može značajno povećati granicu elastičnosti, granicu tečenja i vlačnu čvrstoću čelika, pa se široko koristi u opružnom čeliku. Dodavanje 1.0-1.2% silicijuma kaljenom i kaljenom konstrukcijskom čeliku može povećati čvrstoću za 15-20%. Silicijum i molibden, volfram,
Kombinacija hroma, itd. ima učinak poboljšanja otpornosti na koroziju i otpornosti na oksidaciju i može se koristiti za izradu čelika otpornog na toplinu. Čelik sa niskim udjelom ugljika koji sadrži 1-4% silicija ima izuzetno visoku magnetsku permeabilnost i koristi se u električnoj industriji za izradusilikonski čeliklistovi. Povećani sadržaj silicija će smanjiti performanse zavarivanja čelika.
3. Mangan (Mn): U procesu proizvodnje čelika, mangan je dobar deoksidizator i desulfurizator. Općenito, čelik sadrži 0.30-0.50% mangana. Kada se ugljičnom čeliku doda više od 0,70%, naziva se "manganski čelik". Čelik s većom količinom čelika od običnog čelika ne samo da ima dovoljnu žilavost, već ima i veću čvrstoću i tvrdoću, poboljšava kaljivost čelika i poboljšava performanse čelika u vrućoj obradi. Na primjer, granica tečenja 16Mn čelika je 40% veća od one kod A3. Čelik koji sadrži 11-14% mangana ima izuzetno visok nivo
Otpornost na habanje, koristi se u žlicama bagera, košuljicama mlinova, itd. Povećan sadržaj mangana slabi otpornost čelika na koroziju i smanjuje performanse zavarivanja.
4. Fosfor (P): U normalnim okolnostima, fosfor je štetan element u čeliku. Povećava hladnu lomljivost čelika, pogoršava performanse zavarivanja, smanjuje plastičnost i pogoršava performanse hladnog savijanja. Stoga se obično traži da sadržaj fosfora u čeliku bude manji od 0.045%, a zahtjevi za visokokvalitetnim čelikom su još niži.
5. Sumpor (S): Sumpor je takođe štetan element u normalnim okolnostima. Uzrokuje da čelik postane vruće lomljiv, smanjuje njegovu duktilnost i žilavost i uzrokuje pukotine tijekom kovanja i valjanja.
Sumpor je također štetan za performanse zavarivanja, smanjujući otpornost na koroziju. Stoga se obično traži da sadržaj sumpora bude manji od {{0}}.055%, a čelik visokog kvaliteta manji od 0,040%. Dodavanje 0.08-0.20% sumpora čeliku može poboljšati obradivost i obično se naziva čelik za slobodno sečenje.
6. Krom (Cr): U konstrukcionom čeliku i alatnom čeliku, hrom može značajno poboljšati čvrstoću, tvrdoću i otpornost na habanje, ali u isto vrijeme smanjiti plastičnost i žilavost. Krom također može poboljšati otpornost na oksidaciju i koroziju čelika, tako da je važan element legure nehrđajućeg čelika i čelika otpornog na toplinu.
7. Nikl (Ni): Nikl može povećati čvrstoću čelika uz održavanje dobre plastičnosti i žilavosti. Nikl ima visoku otpornost na koroziju na kiseline i alkalije i otpornost na rđu i toplinu na visokim temperaturama. Međutim, budući da je nikl oskudan resurs, umjesto nikl-hrom čelika treba koristiti druge legirne elemente.
8. Molibden (Mo): Molibden može oplemeniti zrna čelika, poboljšati svojstva kaljivosti i termičke čvrstoće i održati dovoljnu čvrstoću i otpornost na puzanje na visokim temperaturama (dugotrajno naprezanje na visokim temperaturama će uzrokovati deformaciju, koja se naziva puzanje). Dodavanje molibdena u konstrukcijski čelik može poboljšati mehanička svojstva. Također može spriječiti lomljivost legiranog čelika uzrokovanu vatrom. Kod alatnog čelika, crvenilo se može poboljšati.
9. Titanijum (Ti): Titanijum je jak deoksidator čelika. Može učiniti unutrašnju strukturu čelika gustom i poboljšati snagu zrna; smanjuju osjetljivost na starenje i lomljivost na hladnoću. Poboljšajte performanse zavarivanja. Dodavanje odgovarajućeg titana u krom 18 nikl 9 austenitnog nerđajućeg čelika može izbjeći intergranularnu koroziju.
10. Vanadijum (V): Vanadijum je odličan deoksidant za čelik. Dodavanje 0,5% vanadija čeliku može poboljšati strukturu zrna i poboljšati snagu i žilavost. Karbid formiran od vanadija i ugljika može poboljšati otpornost na vodikovu koroziju pod visokim temperaturama i pritiskom.
11. Volfram (W): Volfram ima visoku tačku topljenja i veliku specifičnu težinu. To je legirani element vašeg života. Volfram i ugljik formiraju volfram karbid, koji ima visoku tvrdoću i otpornost na habanje.
