Μάθετε για τους κοινούς παράγοντες αλουμινίου χάλυβα

Ο χάλυβας είναι ουσιαστικά ο σίδηρος και ο άνθρακας που είναι κράματα με ορισμένα πρόσθετα στοιχεία. Η διαδικασία του κράματος χρησιμοποιείται για να αλλάξει τη χημική σύσταση του χάλυβα και να βελτιώσει τις ιδιότητές του σε χάλυβα άνθρακα ή να τις προσαρμόσει για να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις μιας συγκεκριμένης εφαρμογής.

Οφέλη από χαλυβουργεία:

Διαφορετικά στοιχεία κράματος έχουν το καθένα τη δική τους επίδραση στις ιδιότητες του χάλυβα. Μερικές από τις ιδιότητες που μπορούν να βελτιωθούν μέσω κράματος περιλαμβάνουν:

• Σταθεροποίηση του ωστενίτη : Στοιχεία όπως το νικέλιο, το μαγγάνιο, το κοβάλτιο και ο χαλκός αυξάνουν το εύρος θερμοκρασιών στο οποίο υπάρχει ο ωστενίτης.
• Σταθεροποίηση φερρίτη : Το χρώμιο, το βολφράμιο, το μολυβδαίνιο, το βανάδιο, το αργίλιο και το πυρίτιο μπορούν να έχουν ως αποτέλεσμα τη μείωση της διαλυτότητας του άνθρακα στον ωστενίτη. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της ποσότητας καρβιδίων στον χάλυβα και μειώνει το εύρος θερμοκρασίας στο οποίο υπάρχει ο ωστενίτης.
• Κατασκευή με καρβίδιο : Πολλά δευτερεύοντα μέταλλα, όπως το χρώμιο, το βολφράμιο, το μολυβδαίνιο, το τιτάνιο, το νιόβιο, το ταντάλιο και το ζιρκόνιο, σχηματίζουν ισχυρά καρβίδια τα οποία - στον χάλυβα - αυξάνουν τη σκληρότητα και τη δύναμη. Τέτοιοι χάλυβες χρησιμοποιούνται συχνά για την κατασκευή χάλυβα υψηλής ταχύτητας και χάλυβα θερμής εργασίας.

• Γραφιστική : Το πυρίτιο, το νικέλιο, το κοβάλτιο και το αλουμίνιο μπορούν να μειώσουν τη σταθερότητα των καρβιδίων στον χάλυβα, προωθώντας την διάσπασή τους και τον σχηματισμό ελεύθερου γραφίτη.
• Μείωση συγκέντρωσης ευτηρεοειδούς : Το τιτάνιο, το μολυβδαίνιο, το βολφράμιο, το πυρίτιο, το χρώμιο και το νικέλιο μειώνουν την ευτηκοειδή συγκέντρωση του άνθρακα.
• Αυξήστε την αντοχή στη διάβρωση : Το αλουμίνιο, το πυρίτιο και το χρώμιο σχηματίζουν προστατευτικές στοιβάδες οξειδίου στην επιφάνεια του χάλυβα, προστατεύοντας έτσι το μέταλλο από περαιτέρω αλλοίωση σε ορισμένα περιβάλλοντα.

Κοινοί χαλυβουργικοί παράγοντες:

Παρακάτω είναι ένας κατάλογος των κοινώς χρησιμοποιούμενων στοιχείων κράματος και η επίδρασή τους στον χάλυβα (πρότυπο περιεχόμενο σε παρένθεση):

• Αλουμίνιο (0,95-1,30%): Ένας αποξειδωτικός παράγοντας. Χρησιμοποιείται για τον περιορισμό της ανάπτυξης σπόρων ωστενίτη.
• Βόριο (0,001-0,003%): Ένας παράγοντας σκληρυνσιμότητας που βελτιώνει την παραμορφωσιμότητα και την ικανότητα επεξεργασίας. Το βόριο προστίθεται σε πλήρως κατεστραμμένο χάλυβα και χρειάζεται μόνο να προστεθεί σε πολύ μικρές ποσότητες για να έχει σκλήρυνση. Οι προσθήκες του βορίου είναι πιο αποτελεσματικές σε χάλυβες χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα.
• Χρώμιο (0,5-18%): Ένα βασικό συστατικό των ανοξείδωτων χαλύβων. Σε περιεκτικότητα άνω του 12%, το χρώμιο βελτιώνει σημαντικά την αντοχή στη διάβρωση. Το μέταλλο βελτιώνει επίσης τη σκληρότητα, τη δύναμη, την απόκριση στη θερμική επεξεργασία και την αντίσταση στη φθορά.
• Κοβάλτιο: Βελτιώνει την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και μαγνητική διαπερατότητα.
• Χαλκός (0,1-0,4%): Πιο συχνά εμφανίζεται ως υπολειμματικός παράγοντας στους χάλυβες, προστίθεται επίσης χαλκός για να παράγει ιδιότητες σκλήρυνσης λόγω καθίζησης και να αυξήσει την αντοχή στη διάβρωση.
• Οδηγω: Αν και ουσιαστικά αδιάλυτο σε υγρό ή στερεό χάλυβα, μερικές φορές προστίθεται μόλυβδος σε χάλυβες άνθρακα μέσω μηχανικής διασποράς κατά τη διάρκεια της έκχυσης, προκειμένου να βελτιωθεί η ικανότητα επεξεργασίας.
• Μαγγάνιο (0,25-13%): Αυξάνει την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες εξαλείφοντας τον σχηματισμό σουλφιδίων σιδήρου. Το μαγγάνιο βελτιώνει επίσης τη σκληρότητα, την ολκιμότητα και την αντοχή στη φθορά. Όπως και το νικέλιο, το μαγγάνιο είναι στοιχείο που σχηματίζει ωστενίτη και μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην AISI 200 Series από ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες ως υποκατάστατο του νικελίου.
• Μολυβδαίνιο (0,2-5,0%): Βρέθηκε σε μικρές ποσότητες σε ανοξείδωτους χάλυβες, το μολυβδαίνιο αυξάνει τη σκληρότητα και τη δύναμη, ιδιαίτερα σε υψηλές θερμοκρασίες.Συχνά χρησιμοποιείται σε χάλυβα ωστενιτικού χάλυβα-νικελίου, το μολυβδαίνιο προστατεύει από τη διάβρωση που προκαλείται από χλωρίδια και θειικά χημικά.
• Νικέλιο (2-20%): Ένα άλλο στοιχείο κραματοποίησης κρίσιμο για τους ανοξείδωτους χάλυβες, το νικέλιο προστίθεται σε ποσοστό άνω του 8% σε ανοξείδωτο χάλυβα υψηλής χρωμίου. Το νικέλιο αυξάνει τη δύναμη, την αντοχή σε κρούση και την ανθεκτικότητα, ενώ παράλληλα βελτιώνει την αντοχή στην οξείδωση και τη διάβρωση. Επίσης αυξάνει την ανθεκτικότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες όταν προστίθεται σε μικρές ποσότητες.
• Νιόβιο: Έχει το πλεονέκτημα της σταθεροποίησης του άνθρακα με το σχηματισμό σκληρών καρβιδίων και, έτσι, βρίσκεται συχνά σε χάλυβες υψηλής θερμοκρασίας. Σε μικρές ποσότητες, το νιόβιο μπορεί να αυξήσει σημαντικά την αντοχή της απόδοσης και, σε μικρότερο βαθμό, την αντοχή σε εφελκυσμό των χαλύβων, καθώς και να μετριάσει την κατακρήμνιση, ενισχύοντας το αποτέλεσμα.
• Αζωτο: Αυξάνει την ωστενιτική σταθερότητα των ανοξείδωτων χαλύβων και βελτιώνει την αντοχή της απόδοσης σε τέτοιους χάλυβες.
• Φωσφόρος: Προστίθεται συχνά φωσφόρος με θείο για να βελτιωθεί η ικανότητα επεξεργασίας σε χάλυβες χαμηλής κραματοποίησης. Προσθέτει επίσης δύναμη και αυξάνει την αντοχή στη διάβρωση.
• Σελήνιο: Αυξάνει την ικανότητα επεξεργασίας.
• Πυρίτιο (0,2-2,0%): Αυτό το μεταλλοειδές βελτιώνει την αντοχή, την ελαστικότητα, την αντοχή στα οξέα και έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερα μεγέθη κόκκων, οδηγώντας έτσι σε μεγαλύτερη μαγνητική διαπερατότητα. Επειδή το πυρίτιο χρησιμοποιείται σε έναν παράγοντα αποξείδωσης στην παραγωγή χάλυβα, σχεδόν πάντα βρίσκεται σε κάποιο ποσοστό σε όλες τις ποιότητες χάλυβα.
• Θείο (0,08-0,15%): Προστίθεται σε μικρές ποσότητες, το θείο βελτιώνει την μηχανική κατεργασία χωρίς να προκαλεί ζέστη. Με την προσθήκη μαγγανίου, η θερμή βραχύτητα μειώνεται περαιτέρω λόγω του γεγονότος ότι το σουλφίδιο του μαγγανίου έχει υψηλότερο σημείο τήξης από το σουλφίδιο του σιδήρου.
• Τιτάνιο: Βελτιώνει τόσο την αντοχή όσο και την αντοχή στη διάβρωση, ενώ περιορίζει το μέγεθος των κόκκων ωστενίτη. Σε περιεκτικότητα σε τιτάνιο 0,25-0,60%, ο άνθρακας συνδυάζεται με το τιτάνιο, επιτρέποντας στο χρώμιο να παραμείνει στα όρια των κόκκων και να αντιστέκεται στην οξείδωση.
• Βολφράμιο: Παράγει σταθερά καρβίδια και βελτιώνει το μέγεθος των κόκκων ώστε να αυξηθεί η σκληρότητα, ιδιαίτερα σε υψηλές θερμοκρασίες.
• Βανάδιο (0,15%): Όπως το τιτάνιο και το νιόβιο, το βανάδιο μπορεί να παράγει σταθερά καρβίδια που αυξάνουν την αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες. Προωθώντας μια λεπτή δομή κόκκων, η ολκιμότητα μπορεί να διατηρηθεί.
• Ζιρκόνιο (0,1%): Αυξάνει την αντοχή και περιορίζει τα μεγέθη κόκκων. Η αντοχή μπορεί να αυξηθεί σημαντικά σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (κάτω από την κατάψυξη). Τα χαλύβδινα που περιέχουν ζιρκόνιο έως περίπου 0,1% περιεκτικότητα θα έχουν μικρότερα μεγέθη κόκκων και θα αντισταθούν σε κάταγμα.

_Πηγές:SubsTech. Ουσίες & Τεχνολογία. Επίδραση των στοιχείων αλουμινίου σε ιδιότητες χάλυβα. (www.substech.com) Chase Alloys. Επιδράσεις των στοιχείων αλουμινίου στο χάλυβα. (www.chasealloys.co.uk)

Ακολουθήστε το Terence στο Google+