Pengenalan kepada pengetahuan asas keluli struktur aloi

Selain besi dan karbon, keluli dipanggil keluli aloi dengan menambah unsur mengaloi lain. Aloi besi-karbon yang dibentuk dengan menambah jumlah yang sesuai bagi satu atau lebih unsur pengaloian berdasarkan keluli karbon biasa. Mengikut elemen tambahan yang berbeza dan menggunakan teknologi pemprosesan yang sesuai, ciri khas seperti kekuatan tinggi, keliatan yang tinggi, rintangan haus, kakisan rintangan, rintangan suhu rendah, suhu tinggi rintangan, dan sifat bukan magnet boleh diperolehi.
Kesan unsur tambahan adalah seperti berikut:

1. Karbon (C): Kandungan karbon dalam keluli meningkat, titik alah dan kekuatan tegangan meningkat, tetapi sifat keplastikan dan kesan berkurangan. Apabila kandungan karbon melebihi 0.23%, prestasi kimpalan keluli semakin merosot, jadi ia digunakan untuk mengimpal. Keluli struktur aloi rendah umumnya tidak mengandungi lebih daripada 0.20% karbon. Kandungan karbon yang tinggi juga akan mengurangkan rintangan kakisan atmosfera keluli, dan keluli karbon tinggi di tempat terbuka stok halaman rumah mudah berkarat; sebagai tambahan, karbon boleh meningkatkan kerapuhan sejuk dan sensitiviti penuaan keluli.

2. Silikon (Si): Silikon ditambah sebagai agen pengurangan dan penyahoksida semasa proses pembuatan keluli, jadi keluli terbunuh mengandungi 0.15-0.30% silikon. Jika kandungan silikon dalam keluli melebihi 0.50-0.60%, silikon dianggap sebagai unsur pengaloian. Silikon boleh meningkatkan had keanjalan dengan ketara, takat hasil dan kekuatan tegangan keluli, jadi ia digunakan secara meluas sebagai keluli spring. Dengan menambah 1.0-1.2% silikon kepada keluli struktur yang dipadamkan dan dibaja, kekuatan boleh ditingkatkan dengan 15-20%. Gabungan silikon dan molibdenum, tungsten, kromium, dan lain-lain., mempunyai kesan meningkatkan rintangan kakisan dan rintangan pengoksidaan, dan boleh menghasilkan keluli tahan panas. Keluli karbon rendah yang mengandungi 1-4% silikon mempunyai kebolehtelapan magnet yang sangat tinggi dan digunakan sebagai kepingan keluli silikon dalam industri elektrik. Peningkatan dalam jumlah silikon akan mengurangkan prestasi kimpalan keluli.

3. Mangan (MN): Dalam proses pembuatan keluli, mangan adalah deoxidizer dan desulfurizer yang baik. Keluli am mengandungi 0.30-0.50% mangan. Apabila menambah lebih daripada 0.70% kepada keluli karbon, ia telah dipertimbangkan “keluli mangan”. Berbanding dengan keluli biasa, ia bukan sahaja mempunyai keliatan yang mencukupi, tetapi juga mempunyai kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi, meningkatkan kebolehkerasan keluli, dan meningkatkan kebolehkerjaan panas keluli. Sebagai contoh, takat hasil bagi keluli 16Mn ialah 40% lebih tinggi daripada A3. Keluli yang mengandungi 11-14% mangan mempunyai rintangan haus yang sangat tinggi dan digunakan dalam baldi penggali, pelapik kilang bebola, dan lain-lain. Peningkatan kandungan mangan melemahkan rintangan kakisan keluli dan mengurangkan prestasi kimpalan.

4. Fosforus (P): Secara umum, fosforus adalah unsur berbahaya dalam keluli, yang meningkatkan kerapuhan sejuk keluli, merosot prestasi kimpalan, mengurangkan keplastikan, dan merosot prestasi lenturan sejuk. Oleh itu, kandungan fosforus dalam keluli secara amnya dikehendaki kurang daripada 0.045%, dan keperluan keluli adalah lebih rendah.

5. Sulfur (S): Sulfur juga merupakan unsur berbahaya dalam keadaan biasa. Ia menyebabkan keluli menghasilkan kerapuhan panas, mengurangkan kemuluran dan keliatan keluli, dan menyebabkan keretakan semasa penempaan dan penggulungan. Sulfur juga memudaratkan prestasi kimpalan, mengurangkan rintangan kakisan. Oleh itu, kandungan sulfur secara amnya dikehendaki kurang daripada 0.055%, dan kandungan keluli dikehendaki kurang daripada 0.040%. Menambah 0.08-0.20% sulfur kepada keluli boleh meningkatkan kebolehmesinan dan biasanya dipanggil keluli pemotongan bebas.

6. Chromium (TK): Dalam keluli struktur dan keluli alat, kromium boleh meningkatkan kekuatan dengan ketara, kekerasan dan rintangan haus, tetapi pada masa yang sama mengurangkan keplastikan dan keliatan. Kromium boleh meningkatkan rintangan pengoksidaan dan rintangan kakisan keluli, jadi ia adalah unsur aloi penting keluli tahan karat dan keluli tahan panas.

7. Nikel (Ni): Nikel boleh meningkatkan kekuatan keluli sambil mengekalkan keplastikan dan keliatan yang baik. Nikel mempunyai ketahanan kakisan yang tinggi terhadap asid dan alkali, dan mempunyai keupayaan anti-karat dan rintangan haba pada suhu tinggi. Walau bagaimanapun, kerana nikel merupakan sumber yang agak terhad, elemen pengaloian lain hendaklah digunakan sebanyak mungkin untuk menggantikan keluli nikel-kromium.

8. Molibdenum yang kaya (MO): Molibdenum boleh menapis butiran keluli, meningkatkan kebolehkerasan dan kekuatan terma, dan mengekalkan kekuatan dan rintangan rayapan yang mencukupi pada suhu tinggi (tegasan dan ubah bentuk jangka panjang pada suhu tinggi, kata Creep). Penambahan molibdenum kepada keluli struktur boleh meningkatkan sifat mekanikal. Ia juga boleh menekan kerapuhan keluli aloi akibat pelindapkejutan. Ia boleh meningkatkan kemerahan dalam keluli alat.

9. rintangan haus (Ti): Titanium ialah penyahoksida yang kuat dalam keluli. Ia boleh membuat struktur dalaman keluli padat, memperhalusi kekuatan bijirin; mengurangkan sensitiviti penuaan dan kerapuhan sejuk. Meningkatkan prestasi kimpalan. Menambah titanium yang sesuai pada kromium 18 nikel 9 keluli tahan karat austenit boleh mengelakkan kakisan antara butiran.

10. vanadium (V): Vanadium adalah penyahoksida yang sangat baik untuk keluli. Menambah 0.5% vanadium kepada keluli boleh menapis butiran struktur dan meningkatkan kekuatan dan keliatan. Karbida yang dibentuk oleh vanadium dan karbon boleh meningkatkan ketahanan terhadap kakisan hidrogen di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi.

11. Tungsten (W): Tungsten mempunyai takat lebur yang tinggi dan kekhususan yang tinggi, dan merupakan unsur pengaloian yang mahal. Tungsten dan karbon membentuk tungsten karbida, yang mempunyai kekerasan yang tinggi dan rintangan haus. Menambah tungsten pada keluli alat boleh meningkatkan kekerasan merah dan kekuatan terma dengan ketara, yang boleh digunakan sebagai alat pemotong dan acuan penempaan.

12. Niobium (NB): Niobium boleh menapis bijirin dan mengurangkan sensitiviti kepanasan yang melampau dan kerapuhan keluli, dan menambah kekuatan, tetapi keplastikan dan keliatan berkurangan. Menambah niobium pada keluli aloi rendah biasa boleh meningkatkan ketahanan terhadap kakisan atmosfera dan rintangan kakisan hidrogen, nitrogen dan ammonia pada suhu tinggi. Niobium boleh meningkatkan prestasi kimpalan. Menambah niobium pada keluli tahan karat austenit boleh menghalang kakisan antara butiran.

13. rintangan haus (Co): Kobalt adalah logam berharga yang jarang ditemui dan kebanyakannya digunakan dalam keluli dan aloi khas, seperti keluli kekuatan panas dan bahan magnet.

14. Tembaga (Cu): WISCO menggunakan bijih Daye untuk mencairkan keluli, yang selalunya mengandungi tembaga. Tembaga boleh meningkatkan kekuatan dan keliatan, terutamanya prestasi kakisan atmosfera. Kelemahannya ialah mudah menghasilkan kerapuhan panas semasa kerja panas, dan keplastikan berkurangan dengan ketara apabila kandungan kuprum melebihi 0.5%. Apabila kandungan kuprum kurang daripada 0.50%, ia tidak mempunyai kesan ke atas kebolehkimpalan.

15. rintangan haus (Al): Aluminium ialah penyahoksida yang biasa digunakan dalam keluli. Menambah sedikit aluminium pada keluli boleh menapis butiran dan meningkatkan keliatan impak, seperti keluli 08Al untuk lembaran lukisan dalam. Aluminium juga mempunyai rintangan pengoksidaan dan rintangan kakisan. Gabungan aluminium dan kromium dan silikon boleh meningkatkan prestasi suhu tinggi tidak mengelupas dengan ketara dan rintangan kakisan suhu tinggi keluli. Kelemahan aluminium ialah ia menjejaskan kebolehkerjaan panas, prestasi kimpalan dan prestasi pemotongan keluli.

16. Boron (B): Menambah sedikit boron pada keluli boleh meningkatkan kekompakan dan prestasi gelek panas keluli, dan meningkatkan kekuatannya.

17. rintangan haus (N): Nitrogen boleh meningkatkan kekuatan, keliatan suhu rendah dan kebolehkimpalan keluli, dan meningkatkan sensitiviti penuaan.

18. Nadir bumi (Xt): Unsur nadir bumi merujuk kepada 15 lantanida dengan nombor atom 57-71 dalam jadual berkala. Unsur-unsur ini adalah semua logam, tetapi oksida mereka adalah seperti “bumi”, jadi mereka lazimnya dipanggil nadir bumi. Menambah nadir bumi pada keluli boleh mengubah komposisi, bentuk, pengedaran dan sifat kemasukan dalam keluli, dengan itu menambah baik pelbagai sifat keluli, seperti ketangguhan, weldability, dan kebolehkerjaan sejuk. Menambah nadir bumi pada keluli bahagian bajak boleh meningkatkan rintangan haus.
Keluli struktur aloi adalah berdasarkan struktur karbon, dengan satu atau lebih unsur kurang daripada 5% tambah. Penambahan unsur mengaloi pada keluli terlebih dahulu meningkatkan kebolehkerasan keluli, memastikan bahawa keluli mempunyai sifat mekanikal komprehensif yang baik selepas rawatan haba, dan mempunyai kekuatan tinggi dan keliatan yang mencukupi.

1. Mengikut proses rawatan haba yang berbeza, ia secara kasar dibahagikan kepada:

(1) Keluli struktur yang dipadamkan dan dibaja: Banyak bahagian penting, seperti aci, menghubungkan rod, bolt penting, dan lain-lain., kebanyakannya bekerja di bawah pelbagai tegasan kompleks seperti tegasan berselang-seli yang besar dan beban hentaman, jadi kekuatan yang lebih tinggi diperlukan Sifat mekanikal yang komprehensif bagi keliatan dan keliatan. Bagi memenuhi keperluan di atas, bahagian keluli mesti menjalani pelindapkejutan dan rawatan pembajaan suhu tinggi (iaitu quenching dan tempering treatment), rawatan pelindapkejutan untuk mendapatkan struktur martensit, dan kemudian pembajaan suhu tinggi untuk mendapatkan struktur sorbit. Kandungan karbon keluli dipadamkan dan terbaja adalah antara 0.3-0.5%. Kandungan karbon rendah tidak mudah mengeras, dan kekuatan yang diperlukan tidak boleh diperolehi selepas pembajaan; kandungan karbon yang tinggi mengakibatkan keliatan rendah dan patah rapuh berlaku semasa penggunaan.

(2) Keluli yang dikeraskan permukaan: Bahagian siap boleh dirawat dengan jenis plat panas tertentu untuk mendapatkan lapisan permukaan yang keras dan tahan haus dan jantung yang fleksibel dan sesuai. Sebagai contoh, untuk menghantar tork, gear mesti mempunyai kekuatan yang mencukupi, menanggung beban impak semasa proses syif, dan memerlukan ketangguhan. Semasa proses meshing, gear menanggung haus yang kuat dan mempunyai rintangan lelasan. Oleh itu, gear harus mempunyai kekuatan keseluruhan Tinggi dan “keras dan lasak” prestasi.

2. Mengikut proses rawatan haba, terdapat terutamanya:

(1) Karburasi dan pelindapkejutan keluli karbon rendah terpakai: Kandungan karbon biasanya antara 0.10-0.25% untuk memastikan keliatan yang baik dalam teras bahagian. Penambahan daripada <2% kromium, <4.5% nikel, 2% mangan, dan 0.001-0.004% boron kepada keluli bersimen yang digunakan untuk pengkarbonan boleh meningkatkan kebolehkerasan keluli dan meningkatkan struktur dan prestasi teras bahagian. Kekuatan dan keplastikan lapisan karburisasi; kadangkala sejumlah kecil titanium, vanadium dan unsur-unsur lain ditambah untuk menapis bijirin dan mengelakkan kesan terlalu panas semasa pengkarbonan.

(2) Rawatan nitriding: keluli yang mengandungi aluminium dalam keluli komposit, seperti 38CrMoAL, tergolong dalam keluli nitriding. Aluminium boleh digabungkan dengan nitriding untuk membentuk aluminium nitride, yang meningkatkan kekerasan permukaan dan rintangan haus.

(3) Pemanasan aruhan frekuensi tinggi keluli karbon digunakan untuk pelindapkejutan permukaan: keluli struktur aloi dibahagikan kepada keluli berkualiti tinggi dan keluli berkualiti tinggi (dengan “A” selepas nombor keluli) mengikut kualiti metalurgi; tujuannya dibahagikan kepada pemprosesan tekanan (pemprosesan tekanan panas atau tekanan sejuk) Pemprosesan) dan memotong keluli pemprosesan; mengikut status bekalan dibahagikan kepada rawatan bukan haba, menormalkan, penyepuhlindapan atau pembajaan suhu tinggi.