Comment les éléments d'alliage affectent-ils les performances des aciers cryogéniques ?

Nous appelons généralement l'acier utilisé la plage de température -10 à -273 ℃ comme acier basse température ou acier cryogénique Selon la teneur et la structure des éléments d'alliage, les aciers cryogéniques peuvent être divisés en : Aciers 06Mn06Vre, 09MnNb, aciers basse température corps ferrique faiblement allié 2Ni, 06Ni, 0.5Ni, 2.5Ni, etc., aciers martensiformes basse température tels que 3Ni, acier 3.5Ni, aciers austénitiques basse température fortement alliés tels que 9Cr5Ni1Ti et 18Mn9Al et ainsi de suite.

L'effet des éléments d'alliage dans les aciers à basse température se réfère principalement à son effet sur la ténacité à basse température des aciers :

C

Avec l'augmentation de la teneur en carbone, la température de transition fragile de l'acier augmente rapidement et la propriété de soudage diminue, de sorte que la teneur en carbone de l'acier à basse température est limitée à moins de 0.2%.

Mn

Le manganèse peut améliorer évidemment la ténacité à basse température de l'acier. Le manganèse existe principalement sous forme de solution solide dans l'acier et joue le rôle de renforcement de la solution solide. De plus, le manganèse est un élément qui agrandit la région austénite et réduit la température de transformation (A1 et A3). Il est facile d'obtenir des grains de ferrite et de perlite fins et ductiles, ce qui peut augmenter l'énergie d'impact maximale et réduire considérablement la température de transition fragile. En général, le rapport Mn/C doit être égal à 3, ce qui peut non seulement réduire la température de transition fragile de l'acier, mais aussi compenser la diminution des propriétés mécaniques causée par la diminution de la teneur en carbone due à l'augmentation de la teneur en Mn.

Ni

Le nickel peut atténuer la tendance à la transition fragile et réduire considérablement la température de transition fragile. L'effet du nickel sur l'amélioration de la ténacité à basse température de l'acier est 5 fois supérieur à celui du manganèse, c'est-à-dire que la température de transition fragile diminue de 10 by avec l'augmentation de la teneur en nickel de 1%. Ceci est principalement dû au nickel avec le carbone, absorbé par la solution solide et le renforcement, le nickel se déplace également vers le point gauche du point eutectoïde de l'acier eutectoïde pour réduire la teneur en carbone, réduire la température de transition de phase (A1 et A2), en comparaison à teneur en carbone identique de l'acier au carbone, diminution du nombre de ferrite et d'affinage, populations de perlite (la teneur en carbone de la perlite est également inférieure à celle de l'acier au carbone). Les résultats expérimentaux montrent que la principale raison pour laquelle le nickel augmente la ténacité à basse température est que l'acier contenant du nickel a plus de dislocations mobiles à basse température et est plus facile à traverser. Par exemple, l'acier martensiforme à basse température en alliage moyen à faible teneur en carbone Acier 9Ni, a une ténacité élevée à basse température, peut être utilisé pour -196℃. L'acier 5Ni développé sur la base de l'acier 9Ni a une bonne ténacité à basse température à -162~-196℃.

P, S, Sn, Pb Sb

Phosphore, soufre, arsenic, étain, plomb, antimoine : ces éléments ne sont pas propices à la ténacité à basse température de l'acier.

Ils se séparent dans le joint de grain, ce qui réduit l'énergie de surface et la résistance du joint de grain, et fait que la fissure cassante provient du joint de grain et s'étend le long du joint de grain jusqu'à ce que la fracture soit complète.

Le phosphore peut améliorer la résistance de l'acier, mais il augmentera la fragilité de l'acier, en particulier à basse température. La température de transition fragile est évidemment augmentée, sa teneur doit donc être strictement limitée.

O, H, N

Ces éléments augmenteront la température de transition fragile de l'acier. Les aciers calmés au silicium désoxydé et à l'aluminium peuvent améliorer la ténacité à basse température, mais comme le silicium augmente la température de transition fragile des aciers, les aciers calmés à l'aluminium ont une température de transition plus faible que les aciers calmés au silicium.

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