องค์ประกอบของโลหะผสมมีผลต่อประสิทธิภาพของเหล็กที่อุณหภูมิต่ำอย่างไร?

เรามักเรียกเหล็กที่ใช้ช่วงอุณหภูมิ -10 ถึง -273 ℃ เป็นเหล็กอุณหภูมิต่ำหรือเหล็กอุณหภูมิต่ำ ตามเนื้อหาและโครงสร้างของโลหะผสม เหล็กแช่แข็งสามารถแบ่งออกเป็น: อลูมิเนียมฆ่าเหล็ก C-Mn เช่น 06MnVTi, 06MnVal, 09Mn2Vre, เหล็กกล้า 06MnNb, เหล็กกล้าอัลลอยด์อัลลอยด์ต่ำ, เหล็กกล้าอุณหภูมิต่ำ 0.5Ni, 2.5Ni, 3Ni, 3.5Ni, ฯลฯ , เหล็กกล้า Martensiform อุณหภูมิต่ำ เช่น เหล็กกล้า 9Ni, เหล็กกล้า 5Ni, เหล็กกล้าออสเทนนิติกอัลลอยด์สูงอุณหภูมิต่ำ เช่น 1Cr18Ni9Ti และ 20Mn23Al และอื่น ๆ

ผลกระทบขององค์ประกอบโลหะผสมในเหล็กอุณหภูมิต่ำส่วนใหญ่หมายถึงผลกระทบต่อความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำของเหล็ก:

C

ด้วยการเพิ่มขึ้นของปริมาณคาร์บอน อุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่เปราะของเหล็กจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและคุณสมบัติการเชื่อมลดลง ดังนั้นปริมาณคาร์บอนของเหล็กอุณหภูมิต่ำจึงถูกจำกัดให้น้อยกว่า 0.2%

Mn

แมงกานีสสามารถปรับปรุงความเหนียวของเหล็กที่อุณหภูมิต่ำได้อย่างชัดเจน แมงกานีสส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของสารละลายที่เป็นของแข็งในเหล็กและมีบทบาทในการเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายที่เป็นของแข็ง นอกจากนี้ แมงกานีสยังเป็นองค์ประกอบที่ขยายขอบเขตออสเทนไนต์และลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลง (A1 และ A3) ง่ายต่อการรับเม็ดเฟอร์ไรท์และเพิร์ลไลท์ที่ละเอียดและเหนียว ซึ่งสามารถช่วยเพิ่มพลังงานกระแทกสูงสุดและลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่เปราะ โดยทั่วไป อัตราส่วน Mn/C ควรเท่ากับ 3 ซึ่งไม่เพียงแต่จะสามารถลดอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของเหล็กที่เปราะบางได้ แต่ยังชดเชยคุณสมบัติทางกลที่ลดลงที่เกิดจากปริมาณคาร์บอนที่ลดลงเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของปริมาณ Mn

Ni

นิกเกิลสามารถบรรเทาแนวโน้มของการเปลี่ยนแปลงที่เปราะบาง และลดอุณหภูมิของการเปลี่ยนแปลงที่เปราะได้อย่างมาก ผลของนิกเกิลต่อการปรับปรุงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำของเหล็กเป็น 5 เท่าของแมงกานีส นั่นคือ อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านแบบเปราะลดลง 10℃ เมื่อปริมาณนิกเกิลเพิ่มขึ้น 1% สาเหตุหลักมาจากนิกเกิลกับคาร์บอนที่ถูกดูดซับโดยสารละลายที่เป็นของแข็งและการเสริมแรง นิกเกิลยังทำให้จุดยูเทคตอยด์ของเหล็กยูเทคตอยด์เคลื่อนไปที่จุดด้านซ้ายของจุดยูเทคตอยด์เพื่อลดปริมาณคาร์บอน ลดอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟส (A1 และ A2) ในการเปรียบเทียบ ด้วยปริมาณคาร์บอนที่เท่ากันของเหล็กกล้าคาร์บอน ทำให้จำนวนเฟอร์ไรท์และการกลั่นลดลง จำนวนประชากรของเพิร์ลไลท์ (ปริมาณคาร์บอนของเพิร์ลไลท์ยังต่ำกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนด้วย) ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าสาเหตุหลักที่ทำให้นิกเกิลเพิ่มความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำคือเหล็กที่มีนิกเกิลมีความคลาดเคลื่อนมากขึ้นที่อุณหภูมิต่ำและง่ายต่อการลื่นไถล ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำคาร์บอนต่ำที่มีอุณหภูมิต่ำผสมปานกลาง เหล็ก 9Niมีความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำสูง สามารถใช้ได้ที่ -196℃ เหล็กกล้า 5Ni ที่พัฒนาจากเหล็กกล้า 9Ni มีความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำที่ดีที่ -162~-196℃

P, S, Sn, Pb Sb

ฟอสฟอรัส กำมะถัน สารหนู ดีบุก ตะกั่ว พลวง: องค์ประกอบเหล่านี้ไม่เอื้อต่อความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำของเหล็ก

พวกมันแยกจากกันในขอบเกรน ซึ่งลดพลังงานพื้นผิวและความต้านทานของขอบเกรน และทำให้รอยแตกที่เปราะบางเกิดขึ้นจากขอบเกรนและขยายไปตามขอบเกรนจนแตกหัก

ฟอสฟอรัสสามารถปรับปรุงความแข็งแรงของเหล็กได้ แต่จะเพิ่มความเปราะบางของเหล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิการเปลี่ยนภาพแบบเปราะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ดังนั้นควรจำกัดเนื้อหาอย่างเคร่งครัด

O, H, N

องค์ประกอบเหล่านี้จะเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของเหล็กที่เปราะบาง เหล็กที่ผ่านการฆ่าเชื้อด้วยซิลิกอนและอะลูมิเนียมที่ถูกกำจัดออกซิไดซ์สามารถปรับปรุงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ แต่เนื่องจากซิลิกอนเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของเหล็กที่เปราะ เหล็กที่ถูกฆ่าโดยอะลูมิเนียมจึงมีอุณหภูมิการเปลี่ยนภาพเปราะต่ำกว่าเหล็กที่ถูกฆ่าด้วยซิลิคอน

0 ตอบกลับ

เขียนความเห็น

ต้องการที่จะเข้าร่วมการสนทนาหรือไม่
อย่าลังเลที่จะนำ!

เขียนความเห็น

ที่อยู่อีเมลของคุณจะไม่ถูกเปิดเผย กรุณากรอกช่องที่มีเครื่องหมายให้ครบถ้วน *