In che modo gli elementi di lega influenzano le prestazioni degli acciai criogenici?

Di solito chiamiamo l'acciaio utilizzato l'intervallo di temperatura da -10 a -273 ℃ come acciaio a bassa temperatura o acciaio criogenico In base al contenuto e alla struttura dell'elemento di lega, gli acciai criogenici possono essere suddivisi in: Acciaio C-Mn calmato con alluminio come 06MnVTi, 06MnVal, 09Mn2Vre, 06MnNb acciaio, acciaio per basse temperature con corpo ferrico bassolegato 0.5Ni, 2.5Ni, 3Ni, 3.5Ni, ecc., acciai martensiformi per basse temperature come 9Ni, 5Ni, acciai austenitici per basse temperature come 1Cr18Ni9Ti e 20Mn23Al e così via.

L'effetto degli elementi di lega negli acciai a bassa temperatura si riferisce principalmente al suo effetto sulla tenacità a bassa temperatura degli acciai:

C

Con l'aumento del contenuto di carbonio, la temperatura di transizione fragile dell'acciaio aumenta rapidamente e la proprietà di saldatura diminuisce, quindi il contenuto di carbonio dell'acciaio a bassa temperatura è limitato a meno dello 0.2%.

Mn

Il manganese può ovviamente migliorare la tenacità a bassa temperatura dell'acciaio. Il manganese esiste principalmente sotto forma di soluzione solida in acciaio e svolge il ruolo di rafforzamento della soluzione solida. Inoltre, il manganese è un elemento che allarga la regione dell'austenite e riduce la temperatura di trasformazione (A1 e A3). È facile ottenere grani di ferrite e perlite fini e duttili, che possono aumentare l'energia di impatto massima e ridurre significativamente la temperatura di transizione fragile. In generale, il rapporto Mn/C dovrebbe essere pari a 3, che non solo può ridurre la temperatura di transizione fragile dell'acciaio, ma anche compensare la diminuzione delle proprietà meccaniche causata dalla diminuzione del contenuto di carbonio dovuta all'aumento del contenuto di Mn.

Ni

Il nichel può alleviare la tendenza alla transizione fragile e ridurre significativamente la temperatura della transizione fragile. L'effetto del nichel sul miglioramento della tenacità a bassa temperatura dell'acciaio è 5 volte quello del manganese, ovvero la temperatura di transizione fragile diminuisce di 10 con l'aumento del contenuto di nichel dell'1%. Ciò è dovuto principalmente al nichel con carbonio, assorbito dalla soluzione solida e dal rinforzo, il nichel si sposta anche verso il punto sinistro del punto eutettoide dell'acciaio eutettoide per ridurre il contenuto di carbonio, ridurre la temperatura di transizione di fase (A1 e A2), rispetto con lo stesso contenuto di carbonio dell'acciaio al carbonio, diminuzione del numero di ferrite e raffinazione, popolazioni di perlite (anche il contenuto di carbonio della perlite è inferiore a quello dell'acciaio al carbonio). I risultati sperimentali mostrano che il motivo principale per cui il nichel aumenta la tenacità a bassa temperatura è che l'acciaio contenente nichel ha dislocazioni più mobili a bassa temperatura ed è più facile da attraversare. Ad esempio, acciaio per basse temperature martensiforme a basso tenore di carbonio di media lega Acciaio 9Ni, ha un'elevata tenacità alle basse temperature, può essere utilizzato per -196℃. L'acciaio 5Ni sviluppato sulla base dell'acciaio 9Ni ha una buona tenacità alle basse temperature a -162~-196℃.

P, S, Sn, Pb Sb

Fosforo, zolfo, arsenico, stagno, piombo, antimonio: questi elementi non favoriscono la tenacità a bassa temperatura dell'acciaio.

Segregano nel bordo del grano, il che riduce l'energia superficiale e la resistenza del bordo del grano e fa sì che la frattura fragile abbia origine dal bordo del grano e si estenda lungo il bordo del grano fino al completamento della frattura.

Il fosforo può migliorare la resistenza dell'acciaio, ma aumenterà la fragilità dell'acciaio, specialmente alle basse temperature. La temperatura di transizione fragile è ovviamente aumentata, quindi il suo contenuto dovrebbe essere strettamente limitato.

O, H, N

Questi elementi aumenteranno la temperatura di transizione fragile dell'acciaio. Il silicio disossidato e gli acciai calmati con alluminio possono migliorare la tenacità alle basse temperature, ma poiché il silicio aumenta la temperatura di transizione fragile degli acciai, gli acciai calmati con alluminio hanno una temperatura di transizione fragile inferiore rispetto agli acciai calmati con silicio.

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