Koje su uloge hemijskih elemenata prisutnih u čeliku?

Uloga hemijskih elemenata u čeliku

Ljudi često misle o čeliku kao o čistom gvožđu, ali u stvari, čelik se zasniva na gvožđu i kombinuje različite elemente kao što su ugljenik, silicijum, mangan i bakar. Ovi elementi djeluju kao začini, poboljšavajući performanse čelika u smislu žilavosti, čvrstoće, otpornosti na koroziju i performansi. U nastavku ćemo predstaviti uloge osnovnih elemenata: ugljika, silicija, mangana i bakra.

• Mehanička svojstva

Ugljik je najvažniji legirajući element u čeliku, koji određuje svojstva čelika.

Između atoma ugljika i željeza formira se vrsta intersticijalnog karbida, koji pomaže u sprječavanju deformacije atoma željeza. Istovremeno, povećava granicu tečenja, vlačnu čvrstoću i tvrdoću čelika.

Što je veći sadržaj ugljika, to je više krhkih karbida prisutno u čeliku. Visok-ugljični čelik je sklon lomovima u okruženjima niskih-temperatura, dok nisko-ugljični čelik ima visoku žilavost.

• Svojstva toplinske obrade

Što je veći sadržaj ugljika, veća je tvrdoća čelika tokom kaljenja, što povećava dubinu kaljenog sloja. Ako tvrdoća nakon gašenja nije visoka, to ukazuje na lošu kaljivost nisko-ugljičnog čelika. Čelici sa srednjim{3}} i visokim{4}}ugljičnim čelikom postižu bolju kaljivost kaljenjem nakon čega slijedi kaljenje.

• Performanse obrade

Što je veći sadržaj ugljika, veća je vjerovatnoća da će se pojaviti pukotine u zoni{0}}zahvaćenoj toplinom tokom zavarivanja. Tipično, sadržaj ugljika u čeliku koji treba zavariti treba biti manji ili jednak 20%. Umjereni sadržaj ugljika (0,3%~0,5%) može efikasno uravnotežiti tvrdoću i plastičnost čelika.

• Otpornost na koroziju

Što je veći sadržaj ugljika, to više povećava heterogenost električnih i hemijskih pojava unutar čelika, ubrzavajući koroziju; nisko-ugljični čelik je manje sklon rđi u poređenju sa -ugljičnim čelikom.

Carbon element

• Mehanička svojstva

Kada atomi željeza uključuju silicijum, rezultirajući efekat jačanja čvrste otopine može poboljšati granicu tečenja i vlačnu čvrstoću čelika.

• Physical Properties

Silicij stvara zaštitni film na površini čelika, koji može spriječiti invaziju kisika na visokim temperaturama i povećati otpornost čelika na oksidaciju i toplinu.

• Performanse obrade

Sadržaj silicijuma veći od 0,6% povećava rizik od nastanka pukotina tokom zavarivanja čelika. Stoga je sadržaj silicija u čeliku za zavarivanje obično manji ili jednak 0,3%.

Silicijum

• Core Process

Mangan se kombinira s kisikom u rastopljenom čeliku, što može smanjiti sadržaj kisika u čeliku, smanjiti nečistoće oksida i poboljšati čistoću čelika.

• Proces toplinske obrade

Mangan može djelotvorno poboljšati kaljivost čelika, proširiti temperaturni raspon gašenja i smanjiti rizik od nastajanja pukotina.

• Performanse obrade

Dodavanje odgovarajuće količine mangana čeliku može poboljšati čvrstoću i žilavost metala šava, tako da je manja vjerovatnoća da će čelik razviti pukotine tokom obrade.

 Mangan

Bakar može formirati zaštitni sloj na površini čelika, sprečavajući oksidaciju. Ovo efikasno kontroliše prodor vode i kiseonika, smanjujući brzinu kojom čelik rđa.

• Mehanička svojstva

Bakar se može dobro integrisati sa atomima gvožđa, stvarajući efekat čvrstog rastvora između njih dvoje. Ovo efektivno povećava granicu tečenja i vlačnu čvrstoću čelika bez smanjenja njegove plastičnosti i žilavosti.

• Performanse obrade

Mala količina bakra može smanjiti hladno štancanje čelika, imati mali utjecaj na njegove performanse hladnog savijanja i minimizirati habanje alata tokom procesa proizvodnje čelika.

Bakarni element