كيف تؤثر عناصر السبائك على أداء الفولاذ المبرد؟

عادة ما نسمي الفولاذ المستخدم في نطاق درجة الحرارة -10 إلى -273 ℃ كصلب منخفض الحرارة أو فولاذ مبرد وفقًا لمحتوى عنصر السبائك وهيكله ، يمكن تقسيم الفولاذ المبرد إلى: فولاذ C-Mn المقطوع من الألومنيوم مثل 06MnVTi ، 06MnVal 09Mn2Vre ، 06MnNb فولاذ ، جسم حديدي منخفض درجة الحرارة فولاذ 0.5Ni ، 2.5Ni ، 3Ni ، 3.5Ni ، إلخ ، فولاذ Martensiform منخفض الحرارة مثل 9Ni ، فولاذ 5Ni ، فولاذ أوستنيتي عالي درجة الحرارة منخفض مثل 1Cr18Ni9Ti و 20Mn23Al وهلم جرا.

يشير تأثير عناصر صناعة السبائك في الفولاذ ذي درجة الحرارة المنخفضة بشكل أساسي إلى تأثيرها على صلابة الفولاذ عند درجات الحرارة المنخفضة:

C

مع زيادة محتوى الكربون ، تزداد درجة حرارة التحول الهشة للفولاذ بسرعة وتقل خاصية اللحام ، وبالتالي فإن محتوى الكربون في الفولاذ منخفض الحرارة يقتصر على أقل من 0.2٪.

Mn

من الواضح أن المنغنيز يمكن أن يحسن صلابة الفولاذ عند درجات الحرارة المنخفضة. يوجد المنغنيز بشكل أساسي في شكل محلول صلب في الفولاذ ويلعب دور تقوية المحلول الصلب. بالإضافة إلى ذلك ، يعد المنجنيز عنصرًا يوسع منطقة الأوستينيت ويقلل من درجة حرارة التحول (A1 و A3). من السهل الحصول على حبيبات الفريت والبرليت الدقيقة والمطيلة ، والتي يمكن أن تزيد من طاقة التأثير القصوى وتقلل بدرجة كبيرة من درجة حرارة الانتقال الهشة. بشكل عام ، يجب أن تكون نسبة Mn / C مساوية لـ 3 ، والتي لا يمكن أن تقلل فقط من درجة حرارة التحول الهشة للصلب ، ولكن أيضًا تعوض عن انخفاض الخواص الميكانيكية الناجم عن انخفاض محتوى الكربون بسبب زيادة محتوى المنغنيز.

Ni

يمكن للنيكل أن يخفف من ميل التحول الهش ويقلل بدرجة كبيرة درجة حرارة التحول الهش. إن تأثير النيكل على تحسين صلابة الفولاذ عند درجات الحرارة المنخفضة هو 5 أضعاف تأثير المنجنيز ، أي أن درجة حرارة التحول الهش تنخفض بمقدار 10 ℃ مع زيادة محتوى النيكل بنسبة 1٪. هذا يرجع أساسًا إلى النيكل والكربون ، الذي يمتصه المحلول الصلب والتعزيز ، كما يقوم النيكل أيضًا بالانتقال إلى النقطة اليسرى من نقطة eutectoid الفولاذية لتقليل محتوى الكربون وتقليل درجة حرارة انتقال الطور (A1 و A2) ، بالمقارنة مع نفس محتوى الكربون من الفولاذ الكربوني ، وانخفاض في عدد الفريت والتكرير ، ومجموعات البرليت (محتوى الكربون في البرليت أقل أيضًا من الكربون الصلب). تظهر النتائج التجريبية أن السبب الرئيسي وراء زيادة النيكل للمتانة عند درجات الحرارة المنخفضة هو أن الفولاذ المحتوي على النيكل به مزيد من الاضطرابات المنقولة في درجات الحرارة المنخفضة ويسهل الانزلاق المتقاطع. على سبيل المثال ، سبائك متوسطة منخفضة الكربون منخفضة الكربون الصلب 9Ni الصلب، لديه صلابة عالية في درجات الحرارة المنخفضة ، يمكن استخدامه لـ -196 ℃. تم تطوير فولاذ 5Ni على أساس فولاذ 9Ni بمتانة جيدة عند درجات الحرارة المنخفضة عند -162 ~ -196 ℃.

P ، S ، Sn ، Pb Sb

الفوسفور ، الكبريت ، الزرنيخ ، القصدير ، الرصاص ، الأنتيمون: هذه العناصر لا تساعد على صلابة الفولاذ عند درجات الحرارة المنخفضة.

ينفصلون في حدود الحبوب ، مما يقلل من الطاقة السطحية ومقاومة حدود الحبوب ، ويتسبب في نشوء الكراك الهش من حدود الحبوب ويمتد على طول حدود الحبوب حتى يكتمل الكسر.

يمكن للفوسفور أن يحسن من قوة الفولاذ ، لكنه سيزيد من هشاشة الفولاذ ، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة. من الواضح أن درجة حرارة الانتقال الهشة تزداد ، لذا يجب أن يكون محتواها محدودًا بشكل صارم.

O ، H ، N

ستزيد هذه العناصر من درجة حرارة الانتقال الهشة للفولاذ. يمكن أن يحسن الفولاذ المقتول من السيليكون والألومنيوم المقتول من المتانة في درجات الحرارة المنخفضة ، ولكن نظرًا لأن السيليكون يزيد من درجة حرارة الانتقال الهشة للفولاذ ، فإن الفولاذ المقتول المصنوع من الألومنيوم يكون له درجة حرارة انتقال هشة أقل من الفولاذ المقتول بالسيليكون.

0 ردود

اترك تعليق

تريد الانضمام إلى مناقشة؟
لا تتردد في المساهمة!

اترك تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول المشار إليها إلزامية *