Kimyasal Elementlerin Çelik Levha Özelliklerine Etkisi
Karbon içeriği %2,11'den az olan demir-karbon alaşımına çelik denir.Çelik, demir (Fe) ve karbon (C) gibi kimyasal bileşenlerin yanı sıra az miktarda silikon (Si), manganez (Mn), fosfor (P), kükürt (S), oksijen (O), nitrojen ( N), niyobyum (Nb) ve titanyum (Ti) Yaygın kimyasal elementlerin çelik özellikleri üzerindeki etkisi aşağıdaki gibidir:
1. Karbon (C): Çelikteki karbon içeriğinin artmasıyla akma dayanımı ve çekme dayanımı artar, ancak plastisite ve darbe dayanımı azalır;Ancak karbon içeriği %0,23'ü aştığında çeliğin kaynaklanabilirliği bozulur.Bu nedenle kaynak için kullanılan düşük alaşımlı yapı çeliğinin karbon içeriği genellikle %0,20'yi geçmez.Karbon içeriğinin artması aynı zamanda çeliğin atmosferik korozyon direncini de azaltacaktır ve yüksek karbonlu çeliğin açık havada paslanması kolaydır.Ayrıca karbon, çeliğin soğuk kırılganlığını ve yaşlanma hassasiyetini artırabilir.
2. Silikon (Si): Silikon, çelik yapım sürecinde güçlü bir deoksidasyon maddesidir ve öldürülmüş çelikteki silikon içeriği genellikle %0,12-%0,37'dir.Çelikteki silisyum içeriği %0,50'yi geçerse silisyuma alaşım elementi denir.Silikon, çeliğin elastik sınırını, akma mukavemetini ve çekme mukavemetini önemli ölçüde artırabilir ve yay çeliği olarak yaygın şekilde kullanılır.Su verilmiş ve temperlenmiş yapı çeliğine %1,0-1,2 oranında silikon eklenmesi, mukavemeti %15-20 oranında artırabilir.Silikon, molibden, tungsten ve krom ile birleştirildiğinde korozyon direncini ve oksidasyon direncini artırabilir ve ısıya dayanıklı çelik üretiminde kullanılabilir.%1,0-4,0 oranında silikon içeren, son derece yüksek manyetik geçirgenliğe sahip düşük karbonlu çelik, elektrik endüstrisinde silisli çelik olarak kullanılır.Silikon içeriğinin artması çeliğin kaynak kabiliyetini azaltacaktır.
3. Manganez (Mn): Manganez iyi bir oksit giderici ve kükürt gidericidir.Genel olarak çelik %0,30-0,50 oranında manganez içerir.Karbon çeliğine %0,70'den fazla manganez eklendiğinde buna "manganlı çelik" denir.Sıradan çelikle karşılaştırıldığında, sadece yeterli tokluğa sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda çeliğin sertleşebilirliğini ve sıcak işlenebilirliğini artıran daha yüksek mukavemet ve sertliğe de sahiptir.%11-14 manganez içeren çelik, son derece yüksek aşınma direncine sahiptir ve sıklıkla ekskavatör kepçesinde, bilyalı değirmen astarında vb. kullanılır. Manganez içeriğinin artmasıyla çeliğin korozyon direnci zayıflar ve kaynak performansı düşer.
4. Fosfor (P): Genel anlamda fosfor, çeliğin mukavemetini artıran, ancak çeliğin plastisitesini ve tokluğunu azaltan, çeliğin soğuk kırılganlığını artıran, kaynak performansını ve soğuk bükme performansını bozan, çelikte zararlı bir elementtir. .Bu nedenle genellikle çelikteki fosfor içeriğinin %0,045'ten az olması ve yüksek kaliteli çelik gereksiniminin daha düşük olması gerekir.
5. Kükürt (S): Kükürt normal şartlarda da zararlı bir elementtir.Çeliği sıcak kırılgan hale getirir, çeliğin sünekliğini ve tokluğunu azaltır ve dövme ve haddeleme sırasında çatlaklara neden olur.Kükürt ayrıca kaynak performansına da zarar verir ve korozyon direncini azaltır.Bu nedenle kükürt içeriği genellikle %0,055'ten azdır ve yüksek kaliteli çeliğinki de %0,040'tan azdır.Çeliğe %0,08-0,20 oranında kükürt eklenmesi, genellikle otomat çeliği olarak adlandırılan işlenebilirliği iyileştirebilir.
6. Alüminyum (Al): Alüminyum, çelikte yaygın olarak kullanılan bir deoksidandır.Çeliğe az miktarda alüminyum eklemek tane boyutunu iyileştirebilir ve darbe dayanıklılığını artırabilir;Alüminyum ayrıca oksidasyon direncine ve korozyon direncine sahiptir.Alüminyumun krom ve silikonla kombinasyonu, çeliğin yüksek sıcaklıkta soyulma performansını ve yüksek sıcaklıkta korozyon direncini önemli ölçüde artırabilir.Alüminyumun dezavantajı çeliğin sıcak çalışma performansını, kaynak performansını ve kesme performansını etkilemesidir.
7. Oksijen (O) ve nitrojen (N): Oksijen ve nitrojen, metalin eritilmesi sırasında fırın gazından girebilecek zararlı elementlerdir.Oksijen çeliği sıcakta kırılgan hale getirebilir ve etkisi kükürtten daha şiddetlidir.Azot, çeliğin soğuk kırılganlığını fosforunkine benzer hale getirebilir.Azotun yaşlanma etkisi çeliğin sertliğini ve mukavemetini artırabilir, ancak özellikle deformasyon yaşlanması durumunda süneklik ve tokluğu azaltabilir.
8. Niyobyum (Nb), vanadyum (V) ve titanyum (Ti): Niyobyum, vanadyum ve titanyumun tümü tane inceltici elementlerdir.Bu elemanların uygun şekilde eklenmesi çelik yapıyı iyileştirebilir, tanecikleri inceltebilir ve çeliğin mukavemetini ve tokluğunu önemli ölçüde artırabilir.