เหล็กเป็นธาตุเหล็กและคาร์บอนผสมกับองค์ประกอบเพิ่มเติมบางอย่าง กระบวนการอัลลอยด์ใช้ในการเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กและปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอนหรือปรับให้เหมาะสมกับความต้องการของแต่ละชิ้นงาน
ประโยชน์ของสารหลอมโลหะผสมเหล็ก:
องค์ประกอบผสมที่แตกต่างกันจะมีผลต่อสมบัติของเหล็ก คุณสมบัติบางอย่างที่สามารถปรับปรุงได้โดยการผสม ได้แก่
- เสถียรภาพ austenite : องค์ประกอบเช่นนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์และทองแดงจะเพิ่มช่วงอุณหภูมิที่มีออสเทนไนท์ โครเมียมทังสเตนโมลิบดีนัมวาเนเดียมอลูมิเนียมและซิลิกอนอาจมีผลทำให้การละลายของคาร์บอนในออสเทนไนท์มีความเสถียรลดลง
- ส่งผลให้ปริมาณคาร์ไบด์ในเหล็กลดลงและลดช่วงอุณหภูมิที่มีออสเทนไนท์ การก่อตัวของคาร์ไบด์
- โลหะหลายชนิดรวมถึงโครเมียมทังสเตนโมลิบดีนัมไทเทเนียมไนโอเบียมแทนทาลัมและเซอร์โคเนียมก่อตัวเป็นคาร์ไบด์ที่แข็งแรงซึ่งจะเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งแรง เหล็กดังกล่าวมักใช้เพื่อผลิตเหล็กกล้าความเร็วสูงและเหล็กกล้าเครื่องมืองานร้อน Graphitizing
- : ซิลิคอนนิกเกิลโคบอลต์และอลูมิเนียมสามารถลดความมั่นคงของคาร์ไบด์ในเหล็กช่วยในการสลายตัวและสร้างกราไฟท์ฟรี ลดความเข้มข้นของ eutectoid
- : ไททาเนียมโมลิบดีนัมทังสเตนซิลิกอนโครเมียมและนิกเกิลลดความเข้มข้นของคาร์บอน eutectoid ลง เพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อน
- ตัวแทนจำหน่ายเหล็กกล้าที่ใช้ร่วมกัน: ด้านล่างเป็นรายการส่วนประกอบของโลหะผสมที่ใช้ทั่วไปและมีผลต่อเหล็ก (เนื้อหามาตรฐานในวงเล็บ):
อลูมิเนียม
(0. 95-1 .30%): เครื่องกำจัดออกซิเจน ใช้ในการ จำกัด การเจริญเติบโตของเมล็ด austenite
- โบรอน (0 001-0 .003%): สารช่วยแข็งตัวที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการเปลี่ยนรูปและแปรรูปได้ โบรอนถูกเติมลงในเหล็กที่ถูกฆ่าอย่างเต็มที่และจำเป็นต้องเพิ่มในปริมาณที่น้อยมากเท่านั้นที่จะมีผลต่อการแข็งตัว การเพิ่มโบรอนมีประสิทธิภาพมากที่สุดในเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ
- โครเมียม (0. 5-18%): ส่วนประกอบสำคัญของเหล็กกล้าไร้สนิม ด้วยปริมาณโครเมียมมากกว่า 12 เปอร์เซ็นต์ทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โลหะยังช่วยเพิ่มความสามารถในการแข็งตัวความแข็งแรงการตอบสนองต่อการรักษาความร้อนและความต้านทานต่อการสึกหรอ
- โคบอลต์ : ช่วยเพิ่มความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงและความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็ก
- ทองแดง (0-1-0. 4%): ส่วนใหญ่มักพบว่าเป็นสารตกค้างในเหล็กทองแดงยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติการแข็งตัวของฝนและเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน
- ตะกั่ว : แม้ว่าแทบจะไม่ละลายในเหล็กเหลวหรือเหล็กกล้าบางครั้งตะกั่วจะถูกเพิ่มเข้าไปในเหล็กกล้าคาร์บอนโดยการกระจายตัวทางกลในระหว่างการเทเพื่อปรับปรุงเครื่องจักร
- แมงกานีส (0. 25-13%): เพิ่มความแรงที่อุณหภูมิสูงโดยการขจัดกำมะถันของเหล็ก แมงกานีสยังช่วยเพิ่มความสามารถในการแข็งค่าความเหนียวและความต้านทานต่อการสึกหรอ เช่นนิกเกิลแมงกานีสเป็นองค์ประกอบของ austenite และสามารถนำไปใช้ในเหล็กกล้าไร้สนิม AISI 200 ของ Austenitic แทนนิกเกิล
-
- นิกเกิล (2-20%): ส่วนประกอบโลหะผสมอื่นที่สำคัญต่อเหล็กกล้าไร้สนิมนิกเกิลจะถูกเพิ่มที่เนื้อหามากกว่า 8% ถึงเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมสูง นิกเกิลเพิ่มความแข็งแกร่งความแรงกระแทกและความเหนียวขณะปรับปรุงความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชั่นและการกัดกร่อน นอกจากนี้ยังเพิ่มความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำเมื่อเพิ่มในปริมาณน้อย
- ไนโอเบียม : มีประโยชน์ในการรักษาเสถียรภาพของคาร์บอนโดยการสร้างคาร์ไบด์แข็งและดังนั้นจึงมักพบในเหล็กที่อุณหภูมิสูง ไนโอเบียมสามารถเพิ่มกำลังการผลิตได้อย่างมีนัยสำคัญและในระดับที่น้อยกว่าความต้านทานแรงดึงของเหล็กเช่นเดียวกับการเพิ่มความเข้มของการตกตะกอนปานกลางส่งผลกระทบต่อ
- ไนโตรเจน : เพิ่มเสถียรภาพของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิกและช่วยเพิ่มความแข็งแรงให้ผลผลิตในเหล็กดังกล่าว
- ฟอสฟอรัส: มักเติมฟอสฟอรัสด้วยกำมะถันเพื่อปรับปรุงเครื่องจักรในเหล็กกล้าอัลลอยต่ำ นอกจากนี้ยังเพิ่มความแข็งแรงและเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน ซีลีเนียม
- : เพิ่มเครื่องจักรขึ้น
- ซิลิคอน (0-2-2. 0%): โลหะชนิดนี้ช่วยเพิ่มความแข็งแรงความยืดหยุ่นความต้านทานกรดและส่งผลให้มีขนาดเม็ดใหญ่ขึ้นซึ่งจะนำไปสู่ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กมากขึ้น เนื่องจากซิลิกอนใช้ในสารออกซิไดซ์ในการผลิตเหล็กจึงพบว่าเกือบทุกชิ้นมีอยู่ในเหล็กกล้าทุกประเภท
- กำมะถัน (0. 08-0. 15%): ด้วยปริมาณที่น้อยกว่าซัลเฟอร์สามารถปรับปรุงเครื่องจักรได้โดยไม่ทำให้ร้อนลุก ด้วยการเพิ่มความร้อนที่เกิดจากแมงกานีสจะลดลงเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าแมงกานีสซัลไฟด์มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าซัลเฟตเหล็ก
- ไทเทเนียม : ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อนในขณะที่การ จำกัด ขนาดของเมล็ดอู่ทอง ที่ 0 25-0 คาร์บอนรวมกับไททาเนียมช่วยให้โครเมี่ยมยังคงอยู่ที่รอยต่อของเมล็ดข้าวและต่อต้านอนุมูลอิสระ
- ทังสเตน : ผลิตคาร์ไบด์ที่มีเสถียรภาพและปรับขนาดเม็ดเพื่อเพิ่มความแข็งโดยเฉพาะที่อุณหภูมิสูง
- วาเนเดียม (0. 15%): เช่นวาเนเดียมและไนโอเบียมวาเนเดียมสามารถผลิตคาร์ไบด์ที่เสถียรซึ่งจะช่วยเพิ่มความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ด้วยการส่งเสริมโครงสร้างเม็ดละเอียดให้คงความยืดหยุ่นได้
- เซอร์โคเนียม (0. 1%): เพิ่มความแข็งแรงและ จำกัด ขนาดของธัญพืช ความแข็งแรงสามารถเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดที่อุณหภูมิต่ำมาก (ต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง) เหล็กที่มีแร่เซอร์โคเนียมสูงถึง 0. 1% จะมีขนาดเม็ดเล็กกว่าและทนต่อการแตกหักได้
- แหล่งที่มา: SubsTech สารและเทคโนโลยี ผลกระทบขององค์ประกอบโลหะผสมต่อคุณสมบัติของเหล็ก. (www. substech. com) โลหะผสม Chase Alloys ผลขององค์ประกอบแม็กในเหล็ก. (www. chasealloys. co. uk)
ติดตาม Terence บน Google+