ما هو الفولاذ المعدني؟

بالإضافة إلى الحديد والكربون، يتم إضافة عناصر سبائك أخرى إلى الصلب، والذي يسمى سبائك الصلب. سبيكة الحديد -الكربون تتألف من عنصر أو أكثر من عناصر السبائك المضافة على أساس الفولاذ الكربوني العادي. حسب العناصر المضافة المختلفة، وأخذ تكنولوجيا المعالجة المناسبة، يمكن الحصول على قوة عالية، وصلابة عالية، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة منخفضة الحرارة، ومقاومة عالية لدرجة الحرارة، وغير مغناطيسية وغيرها من الخصائص الخاصة.

التقديم

العناصر الرئيسية للسبائك الفولاذية هي السيليكون والمنغنيز والكروم والنيكل والموليبدينوم والتنغستن والفاناديوم والتيتانيوم والنيوبيوم والزركونيوم والكوبالت والألومنيوم والنحاس والبورون والأرض النادرة وما إلى ذلك.

بينها الفاناديوم والتيتانيوم والنيوبيوم والزركونيوم وغيرها عناصر قوية لتشكيل الكربيد في الصلب، طالما هناك كربون كاف، تحت ظروف مناسبة، يمكنها تشكيل كربيدات خاصة بها، عندما ينعدم الكربون أو تحت ظروف درجة حرارة عالية، فإنها تدخل المحلول الصلب في الحالة الذرية ؛ المنغنيز والكروم والتنغستن والموليبدينوم هي عناصر تشكل الكربيد، وبعضها يدخل في المحلول الصلب في الحالة الذرية، والجزء الآخر يشكل سبيكة سمنتيت بديلة. الألومنيوم، النحاس، النيكل، الكوبالت، السيليكون، الخ، لا تشكل عناصر الكربيد، وعادة ما توجد في الحالة الذرية في المحاليل الصلبة.

التأثير

1.  الكربون (C): يزداد محتوى الكربون في الصلب، ونقطة العائد وقوة الشد، ولكن تقل اللدونة والتأثير، عندما يتجاوز محتوى الكربون 0.23 ٪، ويتدهور أداء لحام الفولاذ، وبالتالي فإن محتوى الكربون لا يتجاوز عموما 0.20 ٪. كما أن المحتوى العالي من الكربون سيقلل من مقاومة الفولاذ للتآكل في الغلاف الجوي، كما أن الفولاذ العالي الكربون الموجود في ساحة الهواء الطلق يسهل صدؤه ؛ بالإضافة إلى ذلك، يمكن للكربون أن يزيد من حساسية الفولاذ للهشاشة الباردة والشيخوخة.

2.  السيليكون (Si): في عملية صنع الصلب لإضافة السيليكون كعامل مختزل ومزيل أكسدة، بحيث يحتوي الصلب المهدئ على 0.15-0.30 ٪ من السيليكون. إذا تجاوز محتوى الصلب من السيليكون 0.50-0.60 ٪، يعتبر السيليكون عنصر السبائك. السيليكون يمكن أن يحسن بشكل كبير الحد المرن، ونقطة الخضوع وقوة الشد من الصلب، لذلك فإنه يستخدم على نطاق واسع الصلب النابض. عندما يتم إضافة 1.0-1.2% من السليكون إلى الصلب الهيكلي المخفف، يمكن زيادة القوة بنسبة 15-20%. والجمع بين السيليكون والموليبدينوم والتنغستن والكروم وما إلى ذلك يؤدي إلى تحسين مقاومة التآكل ومقاومة الأكسدة، كما أنه يمكن أن يصنع فولاذا مقاوما للحرارة. الصلب منخفض الكربون يحتوي على 1-4 ٪ من السيليكون، مع نفاذية مغناطيسية عالية جدا، ويستخدم في الصناعة الكهربائية لصنع صفائح الصلب السيليكون. زيادة السيليكون سوف تقلل من لحام الصلب.

3.  المنغنيز: في عملية صنع الصلب، المنغنيز هو مزيل أكسدة جيد ومزيل الكبريت، والفولاذ العام يحتوي على 0.30-0.50 ٪ من المنغنيز. عندما يتم إضافة أكثر من 0.70 ٪ إلى الصلب الكربون، فإنه يعتبر "الصلب المنغنيزي"، وهو ليس فقط الصلابة الكافية، ولكن أيضا قوة وصلابة أعلى من الصلب العام، وتحسين تبريد الصلب وتحسين أداء المعالجة الحرارية للصلب، مثل الصلب 16Mn هو 40 ٪ أعلى من نقطة الإنتاجية A3. يتميز الفولاذ الذي يحتوي على 11-14 ٪ من المنغنيز بمقاومة عالية للغاية للبلى ويستخدم في دلاء الحفار، وبطانات طاحونات الكرة، وما إلى ذلك. زيادة محتوى المنغنيز يضعف مقاومة الصلب للتآكل ويقلل من قابلية اللحام.

4.  الفوسفور (P): في ظل الظروف العادية، والفوسفور هو عنصر ضار في الصلب، مما يزيد من الهشاشة الباردة من الصلب، وتدهور أداء اللحام، ويقلل من المرونة، وتدهور أداء الانحناء البارد. لذلك، فإن محتوى الفوسفور في الصلب عادة ما يكون أقل من 0.045%، ومتطلبات الصلب عالي الجودة أقل.

5.  الكبريت (S): الكبريت هو أيضا عنصر ضار في الظروف العادية. الصلب ينتج هشاشة ساخنة، ويقلل من مرونية وصلابة الصلب، ويسبب تشققات أثناء التشكيل والدحرجة. كما يضر الكبريت بأداء اللحام، مما يقلل من مقاومة التآكل. لذلك فإن محتوى الكبريت عادة ما يكون أقل من 0.055%، والصلب عالي الجودة يكون أقل من 0.040%. إضافة 0.08-0.20 ٪ من الكبريت إلى الصلب يمكن أن يحسن من قابلية التشغيل الآلي، وعادة ما يسمى الصلب القاطع الحر.

6.  الكروم (Cr): في الصلب الهيكلي وصلب الأدوات، يمكن للكروم أن يحسن بشكل كبير من القوة والصلابة ومقاومة التآكل، ولكنه يقلل في الوقت نفسه من اللدونة والصلابة. يمكن للكروم أيضاً تحسين مقاومة أكسدة الفولاذ ومقاومته للتآكل، لذلك فهو عنصر سبائك مهم من الفولاذ المقاوم للصدأ والصلب المقاوم للحرارة.

7.  النيكل (Ni): يمكن للنيكل تحسين قوة الصلب، مع الحفاظ على المرونة والصلابة الجيدة. للنيكل مقاومة عالية للتآكل للحمض والقلويات، والوقاية من الصدأ وإعادة الحرارة