הקשה על ממיר

השפעת יסודות כימיים על תכונות של לוח פלדה

סגסוגת ברזל-פחמן עם תכולת פחמן נמוכה מ-2.11% נקראת פלדה. מלבד רכיבים כימיים כמו ברזל (Fe) ופחמן (C), פלדה מכילה גם כמות קטנה של סיליקון (Si), מנגן (Mn), זרחן (P), גופרית (S), חמצן (O), חנקן (N), ניוביום (Nb) וטיטניום (Ti). השפעת היסודות הכימיים הנפוצים על תכונות הפלדה היא כדלקמן:

1. פחמן (C): עם העלייה בתכולת הפחמן בפלדה, חוזק הכניעה וחוזק המתיחה עולים, אך הפלסטיות וחוזק הפגיעה יורדים; עם זאת, כאשר תכולת הפחמן עולה על 0.23%, יכולת הריתוך של הפלדה מתדרדרת. לכן, תכולת הפחמן של פלדת מבנה סגסוגת נמוכה המשמשת לריתוך בדרך כלל אינה עולה על 0.20%. העלייה בתכולת הפחמן תפחית גם את עמידות הפלדה בפני קורוזיה אטמוספרית, ופלדת פחמן גבוהה קלה לקורוזיה באוויר הפתוח. בנוסף, פחמן יכול להגביר את שבירות הקור ואת רגישות ההזדקנות של הפלדה.

2. סיליקון (Si): סיליקון הוא חומר מחמצן חזק בתהליך ייצור פלדה, ותכולת הסיליקון בפלדה מרותכת היא בדרך כלל 0.12%-0.37%. אם תכולת הסיליקון בפלדה עולה על 0.50%, הסיליקון נקרא יסוד סגסוגת. סיליקון יכול לשפר משמעותית את גבול האלסטיות, חוזק הכניעה וחוזק המתיחה של הפלדה, והוא נמצא בשימוש נרחב כפלדת קפיץ. הוספת 1.0-1.2% סיליקון לפלדת מבנה מרותכת ומזוגגת יכולה להגדיל את החוזק ב-15-20%. בשילוב עם סיליקון, מוליבדן, טונגסטן וכרום, הוא יכול לשפר את עמידות בפני קורוזיה ועמידות בפני חמצון, וניתן להשתמש בו לייצור פלדה עמידה בחום. פלדה דלת פחמן המכילה 1.0-4.0% סיליקון, בעלת חדירות מגנטית גבוהה במיוחד, משמשת כפלדת חשמל בתעשיית החשמל. העלייה בתכולת הסיליקון תפחית את יכולת הריתוך של הפלדה.

3. מנגן (Mn): מנגן הוא חומר טוב להסרת חמצון וגופרית. באופן כללי, פלדה מכילה 0.30-0.50% מנגן. כאשר מוסיפים יותר מ-0.70% מנגן לפלדת פחמן, היא נקראת "פלדת מנגן". בהשוואה לפלדה רגילה, יש לה לא רק קשיחות מספקת, אלא גם חוזק וקשיחות גבוהים יותר, מה שמשפר את יכולת ההתקשות ויכולת העבודה בחום של הפלדה. פלדה המכילה 11-14% מנגן בעלת עמידות גבוהה במיוחד בפני שחיקה, והיא משמשת לעתים קרובות בדלי מחפרים, בטנות טחנת כדורים וכו'. עם העלייה בתכולת המנגן, עמידות הקורוזיה של הפלדה נחלשת וביצועי הריתוך מופחתים.

4. זרחן (P): באופן כללי, זרחן הוא יסוד מזיק בפלדה, אשר משפר את חוזק הפלדה, אך מפחית את הפלסטיות והקשיחות של הפלדה, מגביר את שבירות הפלדה בקור, ופוגע בביצועי הריתוך וביצועי הכיפוף בקור. לכן, בדרך כלל נדרש שתכולת הזרחן בפלדה תהיה פחות מ-0.045%, והדרישה לפלדה באיכות גבוהה נמוכה יותר.

5. גופרית (S): גופרית היא גם יסוד מזיק בתנאים רגילים. היא הופכת את הפלדה לשבירה בחום, מפחיתה את הגמישות והקשיחות שלה, וגורמת לסדקים במהלך חישול וגלגול. גופרית פוגעת גם בביצועי הריתוך ומפחיתה את עמידות בפני קורוזיה. לכן, תכולת הגופרית היא בדרך כלל פחות מ-0.055%, ובפלדה איכותית היא פחות מ-0.040%. הוספת 0.08-0.20% גופרית לפלדה יכולה לשפר את חוסר היכולת לעיבוד שבבי, מה שנקרא בדרך כלל פלדת חיתוך חופשי.

6. אלומיניום (Al): אלומיניום הוא חומר נפוץ להסרת חמצון בפלדה. הוספת כמות קטנה של אלומיניום לפלדה יכולה לחדד את גודל הגרעינים ולשפר את קשיחות ההשפעה; לאלומיניום יש גם עמידות בפני חמצון ועמידות בפני קורוזיה. השילוב של אלומיניום עם כרום וסיליקון יכול לשפר משמעותית את ביצועי הקילוף בטמפרטורה גבוהה ואת העמידות בפני קורוזיה בטמפרטורה גבוהה של פלדה. החיסרון של אלומיניום הוא שהוא משפיע על ביצועי העבודה בחום, ביצועי הריתוך וביצועי החיתוך של הפלדה.

7. חמצן (O) וחנקן (N): חמצן וחנקן הם יסודות מזיקים שיכולים להיכנס מגז הכבשן כאשר המתכת מותכת. חמצן יכול להפוך את הפלדה לשבירה בחום, והשפעתו חמורה יותר מזו של גופרית. חנקן יכול להפוך את שבריריות הפלדה בקור לדומה לזו של זרחן. השפעת ההזדקנות של חנקן יכולה להגביר את קשיות וחוזק הפלדה, אך להפחית את הגמישות והקשיחות, במיוחד במקרה של הזדקנות דפורמטיבית.

8. ניוביום (Nb), ונדיום (V) וטיטניום (Ti): ניוביום, ונדיום וטיטניום הם כולם יסודות זיקוק גרגירים. הוספת יסודות אלה בצורה נכונה יכולה לשפר את מבנה הפלדה, ללטש את הגרגירים ולשפר משמעותית את חוזק וקשיחות הפלדה.


שלחו לנו את הודעתכם:

כתבו את הודעתכם כאן ושלחו אותה אלינו