Efecto de los elementos químicos en las propiedades de la placa de acero
La aleación de hierro y carbono con un contenido de carbono inferior al 2,11 % se denomina acero.Aparte de los componentes químicos como el hierro (Fe) y el carbono (C), el acero también contiene una pequeña cantidad de silicio (Si), manganeso (Mn), fósforo (P), azufre (S), oxígeno (O), nitrógeno ( N), niobio (Nb) y titanio (Ti) La influencia de los elementos químicos comunes en las propiedades del acero es la siguiente:
1. Carbono (C): con el aumento del contenido de carbono en el acero, aumentan el límite elástico y la resistencia a la tracción, pero disminuyen la plasticidad y la resistencia al impacto;Sin embargo, cuando el contenido de carbono supera el 0,23 %, la capacidad de soldadura del acero se deteriora.Por lo tanto, el contenido de carbono del acero estructural de baja aleación utilizado para soldadura generalmente no supera el 0,20%.El aumento del contenido de carbono también reducirá la resistencia a la corrosión atmosférica del acero, y el acero con alto contenido de carbono es fácil de corroer al aire libre.Además, el carbono puede aumentar la fragilidad en frío y la sensibilidad al envejecimiento del acero.
2. Silicio (Si): El silicio es un fuerte desoxidante en el proceso de fabricación de acero, y el contenido de silicio en el acero calmado es generalmente de 0,12 % a 0,37 %.Si el contenido de silicio en el acero supera el 0,50 %, el silicio se denomina elemento de aleación.El silicio puede mejorar significativamente el límite elástico, el límite elástico y la resistencia a la tracción del acero, y se usa ampliamente como acero para resortes.Agregar 1,0-1,2 % de silicio al acero estructural templado y revenido puede aumentar la resistencia en un 15-20 %.Combinado con silicio, molibdeno, tungsteno y cromo, puede mejorar la resistencia a la corrosión y la oxidación, y puede usarse para fabricar acero resistente al calor.El acero con bajo contenido de carbono que contiene 1,0-4,0% de silicio, con una permeabilidad magnética extremadamente alta, se utiliza como acero eléctrico en la industria eléctrica.El aumento del contenido de silicio reducirá la capacidad de soldadura del acero.
3. Manganeso (Mn): El manganeso es un buen desoxidante y desulfurante.Generalmente, el acero contiene 0,30-0,50% de manganeso.Cuando se agrega más del 0,70% de manganeso al acero al carbono, se denomina "acero al manganeso".En comparación con el acero ordinario, no solo tiene suficiente tenacidad, sino que también tiene una mayor resistencia y dureza, lo que mejora la capacidad de endurecimiento y la capacidad de trabajo en caliente del acero.El acero que contiene entre 11 y 14 % de manganeso tiene una resistencia al desgaste extremadamente alta y se usa a menudo en cucharones de excavadoras, revestimientos de molinos de bolas, etc. Con el aumento del contenido de manganeso, la resistencia a la corrosión del acero se debilita y el rendimiento de la soldadura se reduce.
4. Fósforo (P): En términos generales, el fósforo es un elemento dañino en el acero, que mejora la resistencia del acero, pero reduce la plasticidad y la tenacidad del acero, aumenta la fragilidad en frío del acero y deteriora el rendimiento de soldadura y el rendimiento de doblado en frío. .Por lo tanto, generalmente se requiere que el contenido de fósforo en el acero sea inferior al 0,045% y el requisito de acero de alta calidad es menor.
5. Azufre (S): El azufre también es un elemento nocivo en circunstancias normales.Haga que el acero se vuelva quebradizo en caliente, reduzca la ductilidad y dureza del acero y provoque grietas durante la forja y el laminado.El azufre también es perjudicial para el rendimiento de la soldadura y reduce la resistencia a la corrosión.Por lo tanto, el contenido de azufre suele ser inferior al 0,055 % y el del acero de alta calidad es inferior al 0,040 %.Agregar 0.08-0.20% de azufre al acero puede mejorar la maquinabilidad, lo que generalmente se denomina acero de corte libre.
6. Aluminio (Al): El aluminio es un desoxidante de uso común en el acero.Agregar una pequeña cantidad de aluminio al acero puede refinar el tamaño del grano y mejorar la resistencia al impacto;El aluminio también tiene resistencia a la oxidación y resistencia a la corrosión.La combinación de aluminio con cromo y silicio puede mejorar significativamente el rendimiento de pelado a alta temperatura y la resistencia a la corrosión a alta temperatura del acero.La desventaja del aluminio es que afecta el rendimiento de trabajo en caliente, el rendimiento de soldadura y el rendimiento de corte del acero.
7. Oxígeno (O) y nitrógeno (N): El oxígeno y el nitrógeno son elementos nocivos que pueden entrar del gas del horno cuando se funde el metal.El oxígeno puede hacer que el acero se vuelva quebradizo y su efecto es más severo que el del azufre.El nitrógeno puede hacer que la fragilidad en frío del acero sea similar a la del fósforo.El efecto de envejecimiento del nitrógeno puede aumentar la dureza y la resistencia del acero, pero disminuir la ductilidad y la tenacidad, especialmente en el caso del envejecimiento por deformación.
8. Niobio (Nb), vanadio (V) y titanio (Ti): El niobio, el vanadio y el titanio son todos elementos de refinado de granos.La adición adecuada de estos elementos puede mejorar la estructura del acero, refinar el grano y mejorar significativamente la resistencia y dureza del acero.