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Effetto degli elementi chimici sulle proprietà della lamiera d'acciaio

La lega ferro-carbonio con contenuto di carbonio inferiore al 2,11% è chiamata acciaio.Oltre ai componenti chimici come ferro (Fe) e carbonio (C), l'acciaio contiene anche una piccola quantità di silicio (Si), manganese (Mn), fosforo (P), zolfo (S), ossigeno (O), azoto ( N), niobio (Nb) e titanio (Ti) L'influenza di elementi chimici comuni sulle proprietà dell'acciaio è la seguente:

1. Carbonio (C): con l'aumento del contenuto di carbonio nell'acciaio, la resistenza allo snervamento e alla trazione aumentano, ma la plasticità e la resistenza all'urto diminuiscono;Tuttavia, quando il contenuto di carbonio supera lo 0,23%, la capacità di saldatura dell'acciaio si deteriora.Pertanto, il contenuto di carbonio degli acciai strutturali debolmente legati utilizzati per la saldatura generalmente non supera lo 0,20%.L'aumento del contenuto di carbonio ridurrà anche la resistenza alla corrosione atmosferica dell'acciaio e l'acciaio ad alto tenore di carbonio è facile da corrodere all'aria aperta.Inoltre, il carbonio può aumentare la fragilità al freddo e la sensibilità all'invecchiamento dell'acciaio.

2. Silicio (Si): il silicio è un forte disossidante nel processo di produzione dell'acciaio e il contenuto di silicio nell'acciaio colato è generalmente dello 0,12%-0,37%.Se il contenuto di silicio nell'acciaio supera lo 0,50%, il silicio viene chiamato elemento di lega.Il silicio può migliorare significativamente il limite elastico, la resistenza allo snervamento e la resistenza alla trazione dell'acciaio ed è ampiamente utilizzato come acciaio per molle.L'aggiunta dell'1,0-1,2% di silicio nell'acciaio strutturale bonificato può aumentare la resistenza del 15-20%.Combinato con silicio, molibdeno, tungsteno e cromo, può migliorare la resistenza alla corrosione e all'ossidazione e può essere utilizzato per produrre acciaio resistente al calore.L'acciaio a basso tenore di carbonio contenente l'1,0-4,0% di silicio, con una permeabilità magnetica estremamente elevata, viene utilizzato come acciaio elettrico nell'industria elettrica.L'aumento del contenuto di silicio ridurrà la capacità di saldatura dell'acciaio.

3. Manganese (Mn): il manganese è un buon disossidante e desolforante.Generalmente, l'acciaio contiene 0,30-0,50% di manganese.Quando all'acciaio al carbonio viene aggiunto più dello 0,70% di manganese, si parla di "acciaio al manganese".Rispetto all'acciaio ordinario, non solo ha una tenacità sufficiente, ma ha anche una maggiore resistenza e durezza, che migliora la temprabilità e la capacità di lavorazione a caldo dell'acciaio.L'acciaio contenente l'11-14% di manganese ha una resistenza all'usura estremamente elevata e viene spesso utilizzato nella benna dell'escavatore, nel rivestimento del mulino a sfere, ecc. Con l'aumento del contenuto di manganese, la resistenza alla corrosione dell'acciaio si indebolisce e le prestazioni di saldatura si riducono.

4. Fosforo (P): in generale, il fosforo è un elemento dannoso nell'acciaio, che migliora la resistenza dell'acciaio, ma riduce la plasticità e la tenacità dell'acciaio, aumenta la fragilità a freddo dell'acciaio e deteriora le prestazioni di saldatura e le prestazioni di piegatura a freddo .Pertanto, di solito è richiesto che il contenuto di fosforo nell'acciaio sia inferiore allo 0,045% e il requisito di acciaio di alta qualità sia inferiore.

5. Zolfo (S): Lo zolfo è anche un elemento nocivo in circostanze normali.Rendi l'acciaio fragile a caldo, riduce la duttilità e la tenacità dell'acciaio e provoca crepe durante la forgiatura e la laminazione.Lo zolfo è anche dannoso per le prestazioni di saldatura e riduce la resistenza alla corrosione.Pertanto, il contenuto di zolfo è generalmente inferiore allo 0,055% e quello dell'acciaio di alta qualità è inferiore allo 0,040%.L'aggiunta dello 0,08-0,20% di zolfo all'acciaio può migliorare la lavorabilità, che di solito viene chiamata acciaio a taglio libero.

6. Alluminio (Al): l'alluminio è un disossidante comunemente usato nell'acciaio.L'aggiunta di una piccola quantità di alluminio all'acciaio può affinare la granulometria e migliorare la resistenza agli urti;L'alluminio ha anche resistenza all'ossidazione e alla corrosione.La combinazione di alluminio con cromo e silicio può migliorare significativamente le prestazioni di peeling ad alta temperatura e la resistenza alla corrosione ad alta temperatura dell'acciaio.Lo svantaggio dell'alluminio è che influisce sulle prestazioni di lavorazione a caldo, sulle prestazioni di saldatura e sulle prestazioni di taglio dell'acciaio.

7. Ossigeno (O) e azoto (N): l'ossigeno e l'azoto sono elementi nocivi che possono entrare dal gas del forno quando il metallo viene fuso.L'ossigeno può rendere fragile l'acciaio e il suo effetto è più grave di quello dello zolfo.L'azoto può rendere la fragilità fredda dell'acciaio simile a quella del fosforo.L'effetto dell'invecchiamento dell'azoto può aumentare la durezza e la resistenza dell'acciaio, ma diminuire la duttilità e la tenacità, soprattutto in caso di invecchiamento per deformazione.

8. Niobio (Nb), vanadio (V) e titanio (Ti): niobio, vanadio e titanio sono tutti elementi di raffinazione del grano.L'aggiunta di questi elementi in modo appropriato può migliorare la struttura dell'acciaio, affinare la grana e migliorare significativamente la resistenza e la tenacità dell'acciaio.


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