Navoj pretvornika

Vpliv kemijskih elementov na lastnosti jeklene plošče

Železo-ogljikova zlitina z vsebnostjo ogljika manj kot 2,11 % se imenuje jeklo. Poleg kemičnih sestavin, kot sta železo (Fe) in ogljik (C), jeklo vsebuje tudi majhno količino silicija (Si), mangana (Mn), fosforja (P), žvepla (S), kisika (O), dušika (N), niobija (Nb) in titana (Ti). Vpliv običajnih kemičnih elementov na lastnosti jekla je naslednji:

1. Ogljik (C): Z naraščanjem vsebnosti ogljika v jeklu se povečata meja tečenja in natezna trdnost, vendar se plastičnost in udarna trdnost zmanjšata; ko pa vsebnost ogljika preseže 0,23 %, se varivost jekla poslabša. Zato vsebnost ogljika v nizko legiranem konstrukcijskem jeklu, ki se uporablja za varjenje, običajno ne presega 0,20 %. Povečanje vsebnosti ogljika zmanjša tudi odpornost jekla proti atmosferski koroziji, visokoogljično jeklo pa zlahka korodira na prostem. Poleg tega lahko ogljik poveča hladno krhkost in občutljivost jekla na staranje.

2. Silicij (Si): Silicij je močno deoksidacijsko sredstvo v procesu izdelave jekla, vsebnost silicija v umirjenem jeklu pa je običajno 0,12 %–0,37 %. Če vsebnost silicija v jeklu preseže 0,50 %, se silicij imenuje legirni element. Silicij lahko znatno izboljša mejo elastičnosti, mejo tečenja in natezno trdnost jekla ter se pogosto uporablja kot vzmetno jeklo. Dodatek 1,0–1,2 % silicija v kaljeno in popuščeno konstrukcijsko jeklo lahko poveča trdnost za 15–20 %. V kombinaciji s silicijem, molibdenom, volframom in kromom lahko izboljša odpornost proti koroziji in oksidaciji ter se lahko uporablja za izdelavo toplotno odpornega jekla. Nizkoogljično jeklo, ki vsebuje 1,0–4,0 % silicija in ima izjemno visoko magnetno prepustnost, se uporablja kot elektro jeklo v elektroindustriji. Povečanje vsebnosti silicija zmanjša varljivost jekla.

3. Mangan (Mn): Mangan je dober deoksidant in razžvepljevalec. Jeklo običajno vsebuje 0,30–0,50 % mangana. Če ogljikovemu jeklu dodamo več kot 0,70 % mangana, se imenuje "manganovo jeklo". V primerjavi z navadnim jeklom ima ne le zadostno žilavost, temveč tudi večjo trdnost in trdoto, kar izboljša kaljivost in obdelovalnost jekla v vročem stanju. Jeklo, ki vsebuje 11–14 % mangana, ima izjemno visoko odpornost proti obrabi in se pogosto uporablja v bagrih, oblogah krogličnih mlinov itd. Z naraščajočo vsebnostjo mangana se korozijska odpornost jekla zmanjša in varilne lastnosti se zmanjšajo.

4. Fosfor (P): Na splošno je fosfor škodljiv element v jeklu, saj izboljša trdnost jekla, vendar zmanjša plastičnost in žilavost jekla, poveča hladnokrhkost jekla ter poslabša varilne lastnosti in lastnosti hladnega upogibanja. Zato je običajno potrebno, da je vsebnost fosforja v jeklu manjša od 0,045 %, kar pomeni nižje zahteve po visokokakovostnem jeklu.

5. Žveplo (S): Žveplo je v normalnih okoliščinah tudi škodljiv element. Zaradi njega jeklo postane vroče krhko, se zmanjša duktilnost in žilavost jekla ter povzroči razpoke med kovanjem in valjanjem. Žveplo negativno vpliva tudi na varilne lastnosti in zmanjšuje odpornost proti koroziji. Zato je vsebnost žvepla običajno manjša od 0,055 %, v visokokakovostnem jeklu pa manjša od 0,040 %. Dodatek 0,08–0,20 % žvepla jeklu lahko izboljša obdelovalnost, kar običajno imenujemo avtomatno jeklo.

6. Aluminij (Al): Aluminij je pogosto uporabljeno sredstvo za razkisanje jekla. Z dodajanjem majhne količine aluminija jeklu se lahko izboljša velikost zrn in udarna žilavost; aluminij ima tudi odpornost proti oksidaciji in koroziji. Kombinacija aluminija s kromom in silicijem lahko znatno izboljša odpornost jekla proti luščenju pri visokih temperaturah in odpornost jekla proti koroziji pri visokih temperaturah. Slabost aluminija je, da vpliva na zmogljivost vroče obdelave, varjenje in rezanje jekla.

7. Kisik (O) in dušik (N): Kisik in dušik sta škodljiva elementa, ki lahko vstopita iz plina peči, ko se kovina tali. Kisik lahko povzroči, da jeklo postane vroče krhko, njegov učinek pa je hujši kot učinek žvepla. Dušik lahko povzroči, da je jeklo hladno krhko, podobno kot fosfor. Učinek staranja zaradi dušika lahko poveča trdoto in trdnost jekla, vendar zmanjša duktilnost in žilavost, zlasti v primeru deformacijskega staranja.

8. Niobij (Nb), vanadij (V) in titan (Ti): Niobij, vanadij in titan so elementi za rafiniranje zrn. Z ustreznim dodajanjem teh elementov lahko izboljšamo strukturo jekla, rafiniramo zrna ter znatno povečamo trdnost in žilavost jekla.


Pošljite nam svoje sporočilo:

Napišite svoje sporočilo tukaj in nam ga pošljite