Основные составляющие стальных элементов следующие:
1. Углерод (C): Содержание углерода в стали увеличивается, предел текучести и предел прочности увеличиваются, но пластичность и ударопрочность снижаются. Когда содержание углерода превышает 0,23 процента, сварочные характеристики стали ухудшаются, поэтому содержание углерода в низколегированной конструкционной стали для сварки обычно не превышает 0,20 процента. Высокое содержание углерода также снизит атмосферную коррозионную стойкость стали, высокоуглеродистая сталь в открытом грунте легко ржавеет; Кроме того, углерод может увеличить хладноломкость и чувствительность стали к старению.
2. кремний (Si): кремний добавляется в качестве восстановителя и раскислителя в процессе производства стали, поэтому успокаивающая сталь содержит 0,15-0,30 процентов кремния. Кремний считается легирующим элементом, если сталь содержит от 0,50 до 0,60% кремния. Кремний может значительно увеличить предел упругости, предел текучести и предел прочности стали, поэтому он широко используется в качестве пружинной стали. Добавление 1,0-1,2 процента кремния к закаленной и отпущенной конструкционной стали может увеличить прочность на 15-20 процентов. Комбинация КРЕМНИЯ и молибдена, вольфрама, хрома и т. д. повышает коррозионную стойкость и стойкость к окислению, а также позволяет производить жаростойкую сталь. Низкоуглеродистая сталь, СОДЕРЖАЩАЯ 1-4 процентов кремния, с очень высокой магнитной проводимостью, используемая в электротехнической промышленности в качестве листа кремнистой стали. Увеличение содержания кремния снизит сварочные характеристики стали.
3. марганец (Mn): в процессе производства стали марганец является хорошим раскислителем и десульфуризатором, обычная сталь содержит 0.30-0,50 процентов. Когда углеродистая сталь добавляется более чем на 0,70 процента, даже если «марганцевая сталь», сталь общего количества стали не только имеет достаточную ударную вязкость, но также имеет более высокую прочность и твердость, улучшает закаливаемость стали, улучшает горячее рабочие характеристики стали, такой как сталь 16Mn, на 40 процентов выше предела текучести A3. Марганец 11-14 процентов СТАЛИ с очень ВЫСОКОЙ износостойкостью, используемой для ковшей экскаваторов, футеровки шаровых мельниц и т. д. Повышение содержания марганца ослабляет коррозионную стойкость стали и снижает эффективность сварки.
4. фосфор (P): как правило, фосфор является вредным элементом в стали, повышает хладноломкость стали, ухудшает характеристики сварки, снижает пластичность, ухудшает характеристики холодного изгиба. Поэтому обычно требуется, чтобы содержание фосфора в стали было менее 0,045%, а в высококачественной стали - ниже.
5. сера (S): Сера обычно является вредным элементом. Он делает сталь горячеломкой, снижает пластичность и ударную вязкость стали, вызывает трещины при ковке и прокатке. Сера также ухудшает качество сварки и снижает коррозионную стойкость. Поэтому содержание серы обычно должно быть менее 0.055 процентов, а высококачественная сталь должна быть менее 0.040 процентов. Добавление 0,08-0,20% серы в сталь может улучшить обрабатываемость, обычно называемую свободной резанием стали.
6. Хром (Cr): в конструкционных и инструментальных сталях хром может значительно улучшить прочность, твердость и износостойкость, но в то же время снизить пластичность и ударную вязкость. Хром может улучшить стойкость к окислению и коррозионную стойкость стали, поэтому он является важным элементом сплава нержавеющей стали и жаропрочной стали.
7. никель (Ni): никель может улучшить прочность стали и сохранить хорошую пластичность и ударную вязкость. Никель обладает высокой коррозионной стойкостью к кислотам и щелочам, коррозионной стойкостью и термостойкостью при высоких температурах. Однако, поскольку никель является дефицитным ресурсом, вместо хромоникелевой стали следует использовать другие легирующие элементы.
8. молибден (Mo): молибден может измельчать стальное зерно, улучшать прокаливаемость и термические характеристики прочности, при высокой температуре поддерживать достаточную прочность и способность препятствовать ползучести (долговременное напряжение при высокой температуре, деформация, называемая ползучестью). Механические свойства конструкционной стали можно улучшить добавлением молибдена. Он также может подавлять хрупкость легированной стали, вызванную огнем. Покраснение может быть улучшено в инструментальной стали.
9. титан (Ti): титан является сильным раскислителем в стали. Это может сделать внутреннюю структуру стали компактной и улучшить силу зерна; Уменьшить чувствительность ко времени и хладноломкость. Улучшить качество сварки. Межкристаллитной коррозии можно избежать путем добавления соответствующего титана в аустенитную нержавеющую сталь Cr 18 Ni 9.
10. ванадий (V): ванадий является отличным раскислителем стали. Добавление 0,5% ванадия к стали может улучшить микроструктуру зерна, улучшить прочность и ударную вязкость. Карбиды, образованные ванадием и углеродом, могут повысить стойкость к водородной коррозии при высокой температуре и давлении.
11. Вольфрам (W): Вольфрам имеет высокую температуру плавления и является ценным легирующим элементом. Карбид вольфрама, образованный из вольфрама и углерода, обладает высокой твердостью и износостойкостью. Добавление вольфрама к инструментальной стали может значительно улучшить красную жесткость и термическую прочность, что позволяет использовать ее в качестве режущих инструментов и штампов для ковки.
12.ниобий (Nb): ниобий может измельчать зерно и снижать чувствительность стали к перегреву и хрупкость при отпуске, повышать прочность, но снижаются пластичность и ударная вязкость. Добавление ниобия в обычную низколегированную сталь может улучшить стойкость к атмосферной коррозии, а также к водородной, азотной и аммиачной коррозии при высоких температурах. Ниобий может улучшить качество сварки. Межкристаллитную коррозию можно предотвратить добавлением ниобия в аустенитную нержавеющую сталь.
13. кобальт (Co): кобальт — редкий драгоценный металл, в основном используемый в специальной стали и сплавах, таких как горячая сталь и магнитные материалы.
14. Медь (Cu). Сталь, получаемая из руды Daye на WisCO, часто содержит медь. Медь может улучшить прочность и ударную вязкость, особенно при атмосферной коррозии. Недостатком является то, что при горячей обработке легко получить горячее охрупчивание, а пластичность значительно снижается, когда содержание меди превышает 0,5%. Когда содержание меди составляет менее 0,50%, это не влияет на свариваемость.
15. Алюминий (Al): алюминий является широко используемым раскислителем в стали. Добавление небольшого количества алюминия в сталь может уменьшить зерно и улучшить ударную вязкость, например, сталь 08Al для листа глубокой вытяжки. Алюминий также обладает стойкостью к окислению и коррозионной стойкостью. Алюминий в сочетании с хромом и кремнием может значительно улучшить характеристики защиты от отслаивания при высоких температурах и коррозионную стойкость стали при высоких температурах. Недостатком алюминия является то, что он ухудшает свойства стали при горячей обработке, сварке и резке.
16. Бор (B): Добавление небольшого количества бора в сталь может улучшить свойства стали при уплотнении и горячей прокатке, а также повысить прочность.
17. азот (N): азот может улучшить прочность стали, низкотемпературную ударную вязкость и свариваемость, повысить чувствительность к старению.
18. Редкоземельные элементы (Xt): редкоземельные элементы относятся к 15 лантаноидам с атомными номерами 57-71 в периодической таблице элементов. Все эти элементы являются металлами, но их оксиды похожи на землю, поэтому их называют редкоземельными элементами. Добавление редкоземельных элементов в сталь может изменить состав, морфологию, распределение и свойства включений в стали, тем самым улучшая различные свойства стали, такие как ударная вязкость, свариваемость и характеристики холодной обработки. Износостойкость лемеховой стали можно улучшить, добавив в нее редкоземельные элементы.
