¿Cómo afectan los elementos de aleación al rendimiento de los aceros criogénicos?

Por lo general, llamamos al acero utilizado el rango de temperatura de -10 a -273 ℃ como acero de baja temperatura o acero criogénico De acuerdo con el contenido y la estructura del elemento de aleación, los aceros criogénicos se pueden dividir en: Acero C-Mn matado con aluminio como 06MnVTi, 06MnVal, Acero 09Mn2Vre, 06MnNb, acero de baja temperatura de cuerpo férrico de baja aleación 0.5Ni, 2.5Ni, 3Ni, 3.5Ni, etc., aceros martensiformes para baja temperatura como el acero 9Ni, 5Ni, aceros austeníticos de alta aleación para baja temperatura como 1Cr18Ni9Ti y 20Mn23Al y así sucesivamente.

El efecto de los elementos de aleación en los aceros de baja temperatura se refiere principalmente a su efecto sobre la tenacidad de los aceros a baja temperatura:

C

Con el aumento del contenido de carbono, la temperatura de transición frágil del acero aumenta rápidamente y la propiedad de soldadura disminuye, por lo que el contenido de carbono del acero de baja temperatura se limita a menos del 0.2%.

Mn

El manganeso puede mejorar obviamente la tenacidad del acero a baja temperatura. El manganeso existe principalmente en forma de solución sólida en el acero y desempeña el papel de fortalecimiento de la solución sólida. Además, el manganeso es un elemento que agranda la región austenítica y reduce la temperatura de transformación (A1 y A3). Es fácil obtener granos de ferrita y perlita finos y dúctiles, que pueden aumentar la energía máxima de impacto y reducir significativamente la temperatura de transición frágil. En general, la relación Mn / C debe ser igual a 3, lo que no solo puede reducir la temperatura de transición frágil del acero, sino también compensar la disminución de las propiedades mecánicas causada por la disminución del contenido de carbono debido al aumento del contenido de Mn.

Ni

El níquel puede aliviar la tendencia a la transición frágil y reducir significativamente la temperatura de la transición frágil. El efecto del níquel en la mejora de la tenacidad del acero a baja temperatura es 5 veces mayor que el del manganeso, es decir, la temperatura de transición frágil disminuye en 10 con el aumento del contenido de níquel en un 1%. Esto se debe principalmente al níquel con carbono, absorbido por la solución sólida y el refuerzo, el níquel también se mueve hacia el punto izquierdo del punto eutectoide del acero eutectoide para reducir el contenido de carbono, reducir la temperatura de transición de fase (A1 y A2), en comparación con el mismo contenido de carbono del acero al carbono, disminución del número de ferrita y refinamiento, poblaciones de perlita (el contenido de carbono de la perlita también es menor que el del acero al carbono). Los resultados experimentales muestran que la razón principal por la que el níquel aumenta la tenacidad a baja temperatura es que el acero que contiene níquel tiene más dislocaciones móviles a baja temperatura y es más fácil de deslizar. Por ejemplo, acero martensiforme de baja temperatura de aleación media con bajo contenido de carbono Acero 9Ni, tiene alta tenacidad a baja temperatura, se puede utilizar para -196 ℃. El acero 5Ni desarrollado sobre la base del acero 9Ni tiene una buena tenacidad a baja temperatura de -162 ~ -196 ℃.

P, S, Sn, Pb Sb

Fósforo, azufre, arsénico, estaño, plomo, antimonio: estos elementos no favorecen la tenacidad del acero a bajas temperaturas.

Se segregan en el límite del grano, lo que reduce la energía superficial y la resistencia del límite del grano, y hace que la grieta frágil se origine en el límite del grano y se extienda a lo largo del límite del grano hasta que se complete la fractura.

El fósforo puede mejorar la resistencia del acero, pero aumentará la fragilidad del acero, especialmente a bajas temperaturas. La temperatura de transición frágil aumenta obviamente, por lo que su contenido debe limitarse estrictamente.

O, H, N

Estos elementos aumentarán la temperatura de transición frágil del acero. Los aceros muertos con silicio desoxidado y con aluminio pueden mejorar la tenacidad a bajas temperaturas, pero debido a que el silicio aumenta la temperatura de transición frágil de los aceros, los aceros muertos con aluminio tienen una temperatura de transición frágil más baja que los aceros muertos con silicio.

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