ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับท่อส่งน้ำมัน
พฤศจิกายน 8, 2021ปัจจัยอะไรที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของท่อเหล็กอาบสังกะสี
พฤศจิกายน 24, 2021นอกจากเหล็กและคาร์บอน, เหล็กเรียกว่าโลหะผสมเหล็กโดยการเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมอื่น ๆ. โลหะผสมเหล็ก-คาร์บอนที่เกิดขึ้นจากการเพิ่มองค์ประกอบการผสมหนึ่งหรือหลายองค์ประกอบบนพื้นฐานของเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาในปริมาณที่เหมาะสม. ตามองค์ประกอบเพิ่มเติมที่แตกต่างกันและนำเทคโนโลยีการประมวลผลที่เหมาะสมมาใช้, คุณสมบัติพิเศษเช่นความแข็งแรงสูง, ความเหนียวสูง, ความเหนียวสูง, การกร่อน ความต้านทาน, ทนต่ออุณหภูมิต่ำ, อุณหภูมิสูง ความต้านทาน, และสามารถรับคุณสมบัติที่ไม่ใช่แม่เหล็กได้.
ผลกระทบขององค์ประกอบที่เพิ่มเข้ามามีดังนี้:
1. คาร์บอน (C): ปริมาณคาร์บอนในเหล็กเพิ่มขึ้น, จุดครากและความต้านทานแรงดึงเพิ่มขึ้น, แต่คุณสมบัติความเป็นพลาสติกและแรงกระแทกลดลง. เมื่อปริมาณคาร์บอนเกิน 0.23%, ประสิทธิภาพการเชื่อมของเหล็กเสื่อมลง, จึงใช้สำหรับเชื่อม. เหล็กโครงสร้างที่มีโลหะผสมต่ำโดยทั่วไปมีไม่เกิน 0.20% คาร์บอน. ปริมาณคาร์บอนสูงจะลดความต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศของเหล็กด้วย, และเหล็กกล้าคาร์บอนสูงในที่โล่ง หุ้น ลานขึ้นสนิมง่าย; นอกเหนือ, คาร์บอนสามารถเพิ่มความเปราะเย็นและความไวต่อการเสื่อมสภาพของเหล็กได้.
2. ซิลิคอน (ศรี): ซิลิคอนถูกเติมเป็นตัวรีดิวซ์และดีออกซิไดเซอร์ในระหว่างกระบวนการผลิตเหล็ก, ดังนั้นเหล็กที่ถูกฆ่าจึงประกอบด้วย 0.15-0.30% ซิลิโคน. หากปริมาณซิลิกอนในเหล็กเกิน 0.50-0.60%, ซิลิกอนถือเป็นองค์ประกอบการผสม. ซิลิคอนสามารถปรับปรุงขีดจำกัดความยืดหยุ่นได้อย่างมาก, จุดครากและความต้านทานแรงดึงของเหล็ก, จึงนิยมใช้เป็นเหล็กสปริง. โดยการเพิ่ม 1.0-1.2% ซิลิกอนเป็นเหล็กโครงสร้างชุบแข็งและอบอ่อน, ความแข็งแกร่งสามารถเพิ่มขึ้นได้โดย 15-20%. ส่วนผสมของซิลิกอนและโมลิบดีนัม, ทังสเตน, อาจมีองค์ประกอบอื่นในปริมาณที่น้อยเกินไปที่จะส่งผลต่อคุณสมบัติของมัน, ฯลฯ, มีผลในการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน, และสามารถผลิตเหล็กทนความร้อนได้. เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำประกอบด้วย 1-4% ซิลิกอนมีการซึมผ่านของแม่เหล็กสูงมาก และใช้เป็นแผ่นเหล็กซิลิกอนในอุตสาหกรรมไฟฟ้า. การเพิ่มปริมาณซิลิกอนจะลดประสิทธิภาพการเชื่อมของเหล็ก.
3. แมงกานีส (Mn): อยู่ในกระบวนการผลิตเหล็ก, แมงกานีสเป็นสารขจัดออกซิไดซ์และขจัดซัลเฟตที่ดี. เหล็กทั่วไปประกอบด้วย 0.30-0.50% แมงกานีส. เมื่อบวกมากกว่า 0.70% สู่เหล็กกล้าคาร์บอน, ถือว่า “เหล็กแมงกานีส”. เมื่อเทียบกับเหล็กธรรมดา, ไม่เพียงแต่มีความเหนียวเพียงพอ, แต่ยังมีความแข็งแกร่งและความแข็งที่สูงกว่า, ช่วยเพิ่มความแข็งของเหล็ก, และปรับปรุงความสามารถในการใช้ความร้อนของเหล็ก. ตัวอย่างเช่น, จุดครากของเหล็ก 16 ล้านคือ 40% สูงกว่า A3. เหล็กที่มี 11-14% แมงกานีสมีความต้านทานการสึกหรอสูงมากและใช้ในถังขุด, วัสดุบุผิวโรงสีลูก, ฯลฯ. การเพิ่มขึ้นของปริมาณแมงกานีสทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กลดลงและลดประสิทธิภาพการเชื่อม.
4. ฟอสฟอรัส (P): โดยทั่วไป, ฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบที่เป็นอันตรายในเหล็ก, ซึ่งเพิ่มความเปราะเย็นของเหล็ก, ทำให้ประสิทธิภาพการเชื่อมลดลง, ลดความเป็นพลาสติก, และทำให้ประสิทธิภาพการดัดงอเย็นลดลง. ดังนั้น, ปริมาณฟอสฟอรัสในเหล็กโดยทั่วไปจะต้องน้อยกว่า 0.045%, และความต้องการเหล็กก็ต่ำกว่า.
5. กำมะถัน (S): กำมะถันยังเป็นองค์ประกอบที่เป็นอันตรายภายใต้สถานการณ์ปกติ. ทำให้เหล็กเกิดความเปราะบาง, ลดความเหนียวและความเหนียวของเหล็ก, และทำให้เกิดรอยร้าวระหว่างการตีขึ้นรูปและการกลิ้ง. กำมะถันยังเป็นอันตรายต่อประสิทธิภาพการเชื่อม, ลดความต้านทานการกัดกร่อน. ดังนั้น, ปริมาณกำมะถันโดยทั่วไปจะต้องน้อยกว่า 0.055%, และปริมาณเหล็กต้องน้อยกว่า 0.040%. กำลังเพิ่ม 0.08-0.20% กำมะถันกับเหล็กกล้าสามารถปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปและมักเรียกว่าเหล็กตัดอิสระ.
6. โครเมี่ยม (Cr): ในเหล็กโครงสร้างและเหล็กกล้าเครื่องมือ, โครเมียมสามารถปรับปรุงความแข็งแรงได้อย่างมาก, ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ, แต่ในขณะเดียวกันก็ลดความเหนียวและความเหนียวลง. โครเมียมสามารถปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กได้, จึงเป็นองค์ประกอบโลหะผสมที่สำคัญของเหล็กกล้าไร้สนิมและเหล็กทนความร้อน.
7. นิกเกิล (Ni): นิกเกิลสามารถเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กในขณะที่ยังคงความเป็นพลาสติกและความเหนียวที่ดี. นิกเกิลมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงต่อกรดและด่าง, และมีคุณสมบัติป้องกันสนิมและทนความร้อนที่อุณหภูมิสูง. อย่างไรก็ตาม, เนื่องจากนิกเกิลเป็นทรัพยากรที่ค่อนข้างหายาก, ควรใช้ธาตุผสมอื่นๆ ให้มากที่สุดเพื่อทดแทนเหล็กนิกเกิล-โครเมียม.
8. โมลิบดีนัม (Mo): โมลิบดีนัมสามารถกลั่นเม็ดเหล็กได้, ปรับปรุงการชุบแข็งและความแข็งแรงทางความร้อน, และรักษาความแข็งแรงเพียงพอและต้านทานการคืบที่อุณหภูมิสูง (ความเค้นและการเสียรูปในระยะยาวที่อุณหภูมิสูง, กล่าว Creep). การเติมโมลิบดีนัมลงในเหล็กโครงสร้างสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลได้. นอกจากนี้ยังสามารถระงับความเปราะบางของโลหะผสมเหล็กเนื่องจากการชุบแข็ง. สามารถปรับปรุงรอยแดงในเหล็กกล้าเครื่องมือได้.
9. ไทเทเนียม (Ti): ไททาเนียมเป็นสารขจัดออกซิไดซ์ที่แรงในเหล็ก. สามารถทำให้โครงสร้างภายในของเหล็กกระชับ, ปรับแต่งความแข็งแรงของเมล็ดพืช; ลดเลือนริ้วรอยแห่งวัยและความเปราะบางของความเย็น. ปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อม. การเพิ่มไททาเนียมที่เหมาะสมให้กับโครเมียม 18 นิกเกิล 9 เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกสามารถหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนตามขอบเกรนได้.
10. วานาเดียม (V): วาเนเดียมเป็นสารขจัดออกซิไดซ์ที่ดีเยี่ยมสำหรับเหล็ก. กำลังเพิ่ม 0.5% วาเนเดียมกับเหล็กสามารถขัดเกลาโครงสร้างเกรนและเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียว. คาร์ไบด์ที่เกิดจากวาเนเดียมและคาร์บอนสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของไฮโดรเจนภายใต้อุณหภูมิสูงและความดันสูง.
11. ทังสเตน (W): ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงและความจำเพาะสูง, และเป็นส่วนผสมที่มีราคาแพง. ทังสเตนและคาร์บอนในรูปแบบทังสเตนคาร์ไบด์, ซึ่งมีความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอ. การเพิ่มทังสเตนลงในเหล็กกล้าเครื่องมือสามารถปรับปรุงความแข็งสีแดงและความแข็งแรงทางความร้อนได้อย่างมาก, ซึ่งสามารถใช้เป็นเครื่องมือตัดและแม่พิมพ์ขึ้นรูปได้.
12. ไนโอเบียม (Nb): ไนโอเบียมสามารถขัดเกลาเมล็ดพืชและลดความไวต่อความร้อนสูงเกินไปและความเปราะบางของเหล็กได้, และเพิ่มความแข็งแกร่ง, แต่ความเหนียวและความเหนียวจะลดลง. การเพิ่มไนโอเบียมในเหล็กโลหะผสมต่ำธรรมดาสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศและความต้านทานการกัดกร่อนของไฮโดรเจน, ไนโตรเจนและแอมโมเนียที่อุณหภูมิสูง. ไนโอเบียมสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อม. การเพิ่มไนโอเบียมในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกสามารถป้องกันการกัดกร่อนตามขอบเกรนได้.
13. โคบอลต์ (ร่วม): โคบอลต์เป็นโลหะมีค่าที่หายากและส่วนใหญ่จะใช้ในเหล็กและโลหะผสมพิเศษ, เช่น เหล็กแรงร้อนและวัสดุแม่เหล็ก.
14. ทองแดง (Cu): WISCO ใช้แร่ Daye หลอมเหล็ก, ซึ่งมักประกอบด้วยทองแดง. ทองแดงสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียว, โดยเฉพาะอย่างยิ่งประสิทธิภาพการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ. ข้อเสียคือ เกิดความเปราะบางขณะทำงานร้อนได้ง่าย, และความเป็นพลาสติกจะลดลงอย่างมากเมื่อปริมาณทองแดงเกิน 0.5%. เมื่อปริมาณทองแดงน้อยกว่า 0.50%, ไม่มีผลต่อความสามารถในการเชื่อม.
15. ความเหนียวสูง (อัล): อะลูมิเนียมเป็นสารขจัดออกซิไดซ์ที่ใช้กันทั่วไปในเหล็กกล้า. การเพิ่มอลูมิเนียมเล็กน้อยลงในเหล็กสามารถขัดเกลาเมล็ดพืชและปรับปรุงความทนทานต่อแรงกระแทกได้, เช่น เหล็ก 08Al สำหรับแผ่นวาดลึก. อลูมิเนียมยังมีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน. การรวมกันของอลูมิเนียมและโครเมียมและซิลิกอนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการไม่ลอกผิวที่อุณหภูมิสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงของเหล็กได้อย่างมีนัยสำคัญ. ข้อเสียของอลูมิเนียมคือส่งผลต่อความสามารถในการใช้ความร้อน, ประสิทธิภาพการเชื่อมและประสิทธิภาพการตัดเหล็ก.
16. โบรอน (B): การเพิ่มโบรอนจำนวนเล็กน้อยลงในเหล็กสามารถปรับปรุงความกะทัดรัดและประสิทธิภาพการรีดร้อนของเหล็กได้, และเพิ่มความแข็งแกร่ง.
17. ไนโตรเจน (N): ไนโตรเจนสามารถเพิ่มความแข็งแรงได้, ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำและความสามารถในการเชื่อมของเหล็ก, และเพิ่มความไวต่อวัย.
18. แผ่นดินหายาก (Xt): ธาตุหายากหมายถึง 15 แลนทาไนด์ที่มีเลขอะตอม 57-71 ในตารางธาตุ. ธาตุเหล่านี้เป็นโลหะทั้งหมด, แต่ออกไซด์ของพวกมันเหมือน “โลก”, จึงมักเรียกกันว่าธาตุหายาก. การเพิ่มแร่หายากลงในเหล็กสามารถเปลี่ยนองค์ประกอบได้, รูปร่าง, การกระจายและคุณสมบัติของสิ่งเจือปนในเหล็ก, จึงปรับปรุงคุณสมบัติต่างๆ ของเหล็ก, เช่น ความแกร่ง, weldability, และความสามารถในการทำงานเย็น. การเพิ่มแร่หายากให้กับเหล็กแผ่นรีดไถสามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอได้.
เหล็กกล้าโครงสร้างโลหะผสมขึ้นอยู่กับโครงสร้างคาร์บอน, ที่มีองค์ประกอบน้อยกว่า 5% เพิ่ม. การเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสมลงในเหล็กช่วยเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กได้ก่อน, ทำให้มั่นใจได้ว่าเหล็กมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีหลังจากการอบชุบด้วยความร้อน, และมีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวเพียงพอ.
1. ตามกระบวนการบำบัดความร้อนที่แตกต่างกัน, แบ่งออกเป็น:
(1) เหล็กโครงสร้างชุบแข็งและอบร้อน: ส่วนสำคัญมากมาย, เช่นเพลา, การเชื่อมต่อแท่ง, สลักเกลียวที่สำคัญ, ฯลฯ, ส่วนใหญ่ทำงานภายใต้ความเค้นที่ซับซ้อนต่างๆ เช่น ความเค้นสลับขนาดใหญ่และแรงกระแทก, จึงจำเป็นต้องมีความแข็งแรงสูง คุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมของความเหนียวและความเหนียว. เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดข้างต้น, ชิ้นส่วนเหล็กต้องผ่านการอบชุบและอบชุบด้วยอุณหภูมิสูง (เช่น การดับและแบ่งเบาบรรเทาการรักษา), การบำบัดเพื่อให้ได้โครงสร้างมาร์เทน, แล้วแบ่งเบาที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้ได้โครงสร้างซอร์ไบท์. ปริมาณคาร์บอนของเหล็กชุบแข็งและเหล็กกล้าชุบแข็งอยู่ระหว่าง 0.3-0.5%. ปริมาณคาร์บอนต่ำไม่แข็งตัวง่าย, และไม่สามารถรับกำลังที่ต้องการได้หลังจากแบ่งเบาบรรเทา; ปริมาณคาร์บอนสูงส่งผลให้มีความเหนียวต่ำและเกิดการแตกหักระหว่างการใช้งาน.
(2) เหล็กชุบผิวแข็ง: ชิ้นงานที่เสร็จแล้วสามารถชุบด้วยแผ่นความร้อนบางประเภทเพื่อให้ได้ชั้นพื้นผิวที่แข็งและทนต่อการสึกหรอและหัวใจที่ยืดหยุ่นและเหมาะสม. ตัวอย่างเช่น, เพื่อส่งแรงบิด, เกียร์ต้องมีกำลังเพียงพอ, แบกรับแรงกระแทกระหว่างกระบวนการกะ, และต้องการความแกร่ง. ระหว่างกระบวนการเชื่อม, เกียร์มีการสึกหรอที่แข็งแกร่งและมีความทนทานต่อการขัดถู. ดังนั้น, เกียร์ควรมีความแข็งแรงโดยรวมสูงและ “ยากและยาก” ประสิทธิภาพ.
2. ตามกระบวนการบำบัดความร้อน, ส่วนใหญ่มี:
(1) การทำคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่ใช้แล้ว: ปริมาณคาร์บอนโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 0.10-0.25% เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเหนียวที่ดีในแกนกลางของชิ้นส่วน. นอกจากนี้ <2% อาจมีองค์ประกอบอื่นในปริมาณที่น้อยเกินไปที่จะส่งผลต่อคุณสมบัติของมัน, <4.5% นิกเกิล, 2% แมงกานีส, และ 0.001-0.004% โบรอนกับเหล็กซีเมนต์ที่ใช้สำหรับคาร์บูไรซิ่งสามารถปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็งของเหล็ก และปรับปรุงโครงสร้างและประสิทธิภาพของแกนของชิ้นส่วน. ความแข็งแรงและความเป็นพลาสติกของชั้นคาร์บูไรซ์; บางครั้งไทเทเนียมจำนวนเล็กน้อย, เพิ่มวาเนเดียมและองค์ประกอบอื่น ๆ เพื่อปรับแต่งเมล็ดพืชและป้องกันผลกระทบจากความร้อนสูงเกินไปในระหว่างการคาร์บูไรซิ่ง.
(2) การบำบัดด้วยไนไตรด์: เหล็กที่ประกอบด้วยอลูมิเนียมในเหล็กคอมโพสิต, เช่น 38CrMoAL, เป็นของเหล็กไนไตรดิ้ง. อลูมิเนียมสามารถรวมกับไนไตรดิ้งเพื่อสร้างอลูมิเนียมไนไตรด์, ซึ่งเพิ่มความแข็งผิวและความต้านทานการสึกหรอ.
(3) ความร้อนเหนี่ยวนำความถี่สูงของเหล็กกล้าคาร์บอนใช้สำหรับการชุบผิว: เหล็กโครงสร้างโลหะผสมแบ่งออกเป็นเหล็กคุณภาพสูงและเหล็กคุณภาพสูง (กับ “NS” หลังเลขเหล็ก) ตามคุณภาพของโลหะวิทยา; วัตถุประสงค์แบ่งออกเป็นการประมวลผลแรงดัน (การประมวลผลแรงดันร้อนหรือแรงดันเย็น) การประมวลผล) และตัดเหล็กแปรรูป; ตามสถานะอุปทานแบ่งออกเป็นการรักษาแบบไม่ร้อน, normalizing, การหลอมหรือแบ่งเบาบรรเทาอุณหภูมิสูง.