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O papel dos elementos de liga no aço (parte 2)

May 03, 2022

8. Zircônio (Zr) O zircônio é um formador de carboneto forte e seu papel no aço é semelhante ao do nióbio, tântalo e vanádio. A adição de uma pequena quantidade de zircônio tem o efeito de desgaseificar, purificar e refinar os grãos, o que é benéfico para o desempenho do aço em baixas temperaturas e melhora o desempenho da estampagem. barra cromada

9. Cobalto(Co) O cobalto é usado principalmente em aços especiais e ligas. O aço de alta velocidade contendo cobalto tem alta dureza de alta temperatura. Adicionar molibdênio ao aço maraging ao mesmo tempo pode obter dureza ultra-alta e boas propriedades mecânicas abrangentes. Além disso, o cobalto também é um importante elemento de liga em aços termicamente fortes e materiais magnéticos. O cobalto pode reduzir a temperabilidade do aço, portanto, adicioná-lo apenas ao aço carbono reduzirá as propriedades mecânicas abrangentes após a têmpera e o revenido. O cobalto pode fortalecer a ferrita. Quando adicionado ao aço carbono, pode melhorar a dureza, ponto de escoamento e resistência à tração do aço no estado recozido ou normalizado. diminuiu com o aumento do teor de cobalto. Devido às suas propriedades antioxidantes, o cobalto é usado em aços resistentes ao calor e ligas resistentes ao calor. Turbinas a gás de liga à base de cobalto mostram seu papel único. haste do pistão

10. Silício(Si) O silício pode se dissolver em ferrita e austenita para melhorar a dureza e a resistência do aço, seu papel perde apenas para o fósforo e é mais forte que o manganês, níquel, cromo, tungstênio, molibdênio, vanádio e outros elementos. No entanto, quando o teor de silício exceder 3%, a plasticidade e a tenacidade do aço serão significativamente reduzidas. O silício pode melhorar o limite elástico, resistência ao escoamento e taxa de escoamento (σs/σb) e resistência à fadiga e taxa de fadiga (σ-1/σb) do aço. Isso ocorre porque o aço silício ou silício-manganês pode ser usado como aço para molas. O silício pode reduzir a densidade, a condutividade térmica e a condutividade elétrica do aço. Pode promover o engrossamento dos grãos de ferrita e reduzir a coercividade. Há uma tendência de diminuir a anisotropia do cristal, facilitando a magnetização e diminuindo a magnetorresistência, que pode ser utilizada para produzir aço elétrico, portanto a perda de magnetorresistência da chapa de aço silício é baixa. O silício pode melhorar a permeabilidade magnética da ferrita, de modo que a chapa de aço tenha uma maior indução magnética em um campo magnético mais fraco. Mas o silício reduz a indução magnética do aço sob fortes campos magnéticos. O silício tem um forte poder desoxidante, reduzindo assim o efeito de envelhecimento magnético do ferro. Quando o aço contendo silício é aquecido em uma atmosfera oxidante, uma camada de filme de SiO2 será formada na superfície, melhorando assim a resistência à oxidação do aço em alta temperatura. O silício pode promover o crescimento de cristais colunares no aço fundido e reduzir a plasticidade. Se o aço silício esfria rapidamente quando aquecido, devido à baixa condutividade térmica, a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do aço é grande, então ele irá quebrar. O silício pode reduzir a soldabilidade do aço. Como o silício tem uma capacidade de ligação mais forte com o oxigênio do que o ferro, é fácil gerar silicato de baixo ponto de fusão durante a soldagem, o que aumenta a fluidez da escória e do metal fundido, causa respingos e afeta a qualidade da soldagem. O silício é um bom desoxidante. Ao desoxidar com alumínio, adicionar uma certa quantidade de silício conforme apropriado pode melhorar significativamente a taxa de desoxidação. Existe uma certa quantidade de silício residual no aço, que é trazido como matéria-prima durante a fabricação de ferro e aço. No aço fervente, o silício é limitado a<0.07%, and="" when="" intentionally="" added,="" ferrosilicon="" is="" added="" during="" steelmaking.="" hollow="">

11. Manganês (Mn) O manganês é um bom desoxidante e dessulfurizador. O aço geralmente contém uma certa quantidade de manganês, que pode eliminar ou enfraquecer a fragilidade do aço causada pelo enxofre, melhorando assim a trabalhabilidade do aço a quente. A solução sólida formada por manganês e ferro aumenta a dureza e a resistência da ferrita e da austenita no aço; ao mesmo tempo, é um elemento formado por carbonetos, e entra na cementita para substituir parte dos átomos de ferro. O manganês reduz a temperatura crítica de transformação no aço. Desempenha o papel de refinar a perlita e indiretamente melhora a resistência do aço perlita. O manganês perde apenas para o níquel em sua capacidade de estabilizar a austenita e também aumenta fortemente a temperabilidade do aço. Uma variedade de ligas de aço foi feita de manganês com um teor não superior a 2% e outros elementos. O manganês tem as características de recursos abundantes e desempenho diversificado e tem sido amplamente utilizado, como aço estrutural de carbono e aço de mola com alto teor de manganês. Em aço resistente ao desgaste com alto teor de carbono e alto teor de manganês, o teor de manganês pode atingir 10% a 14% e possui boa tenacidade após o tratamento da solução. Quando é deformado por impacto, a camada superficial será reforçada devido à deformação e possui alta resistência à Abrasividade. O manganês e o enxofre formam o MnS com ponto de fusão mais alto, o que pode prevenir a fragilização a quente causada pelo FeS. O manganês tem uma tendência a aumentar o engrossamento do grão de aço e a sensibilidade à fragilidade do revenido. O resfriamento inadequado após a fundição, fundição e forjamento causará facilmente manchas brancas no aço. haste de pistão hidráulico

12. Alumínio (Al) O alumínio é usado principalmente para desoxidação e refinamento de grãos. No aço nitretado, promove a formação de uma camada nitretada dura e resistente à corrosão. O alumínio pode inibir o envelhecimento do aço de baixo carbono e melhorar a tenacidade do aço em baixa temperatura. Quando o conteúdo é alto, a resistência à oxidação do aço e a resistência à corrosão no ácido oxidante e no gás H2S podem ser melhoradas, e as propriedades elétricas e magnéticas do aço podem ser melhoradas. O alumínio tem um ótimo efeito de reforço de solução sólida em aço, o que melhora a resistência ao desgaste, resistência à fadiga e propriedades mecânicas do núcleo do aço carburado. As ligas de ferro-cromo-alumínio contendo alumínio têm propriedades de resistência quase constante e excelente resistência à oxidação em altas temperaturas e são adequadas para materiais de liga eletrometalúrgica e fios de resistência de cromo-alumínio. Quando alguns aços são desoxidados, se a quantidade de alumínio for muito grande, o aço terá uma estrutura anormal e tendência a promover a grafitização do aço. Nos aços ferríticos e perlíticos, quando o teor de alumínio é alto, sua resistência a altas temperaturas e tenacidade serão reduzidas, trazendo algumas dificuldades para fundição e fundição.

13. Cobre (Cu) O papel proeminente do cobre no aço é melhorar a resistência à corrosão atmosférica do aço comum de baixa liga, especialmente quando usado em combinação com fósforo, adicionando cobre também pode melhorar a resistência e a taxa de rendimento do aço sem afetar adversamente o desempenho da soldagem. Aço ferroviário (U-Cu) contendo 0,20 por cento a 0,50 por cento de cobre, além da resistência ao desgaste, sua resistência à corrosão é 2-5 vezes maior de trilhos comuns de aço carbono. Quando o teor de cobre excede 0,75%, o efeito de fortalecimento do envelhecimento pode ser produzido após o tratamento da solução e o envelhecimento. Quando o teor é baixo, seu efeito é semelhante ao do níquel, mas é mais fraco. Quando o teor é alto, é desfavorável para o processamento de deformação a quente, o que leva à fragilização do cobre durante o processamento de deformação a quente. 2 por cento a 3 por cento de cobre em aço inoxidável austenítico pode ter resistência à corrosão por ácido sulfúrico, ácido fosfórico e ácido clorídrico e estabilidade à corrosão sob tensão.

14. Boro(B) A principal função do boro no aço é aumentar a temperabilidade do aço, economizando assim outros metais mais raros, como níquel, cromo, molibdênio, etc. 0.001 por cento para 00,005 por cento . Pode substituir 1,6 por cento de níquel, 0,3 por cento de cromo ou 0,2 por cento de molibdênio. Deve-se notar que o molibdênio pode ser substituído por boro, porque o molibdênio pode prevenir ou reduzir a fragilidade do revenido, enquanto o boro tem uma leve tendência a promover a fragilidade do revenido, portanto não pode ser usado. O boro substitui completamente o molibdênio. A adição de boro ao aço carbono médio pode melhorar muito as propriedades do aço com espessura superior a 20 mm após a têmpera e o revenimento devido à melhoria da temperabilidade. Portanto, o aço 40B e 40MnB pode ser usado em vez do 40Cr, e o aço 20Mn2TiB pode ser usado no lugar do aço cementado 20CrMnTi. Porém, como o efeito do boro é enfraquecido ou mesmo desaparece com o aumento do teor de carbono no aço, ao selecionar aços cementados com boro, deve-se considerar que após a cementação das peças, a temperabilidade da camada cementada será menor do que o do núcleo. Esta característica de permeabilidade.

15. Terras Raras(Re) De um modo geral, os elementos de terras raras referem-se aos elementos lantanídeos (15) com números atômicos de 57 a 71 na tabela periódica, mais escândio nº 21 e ítrio nº 39, um total de 17 elementos. Eles são próximos por natureza e não podem ser facilmente separados. Os elementos de terras raras misturados não separados são relativamente baratos e os elementos de terras raras podem melhorar a plasticidade e a resistência ao impacto do aço forjado, especialmente no aço fundido. Pode melhorar a resistência à fluência de ligas e superligas eletrotérmicas de aço resistentes ao calor. Elementos de terras raras também podem melhorar a resistência à oxidação e corrosão do aço. O efeito da resistência à oxidação excede o de elementos como silício, alumínio e titânio. Pode melhorar a fluidez do aço, reduzir inclusões não metálicas e tornar a estrutura de aço densa e pura. Adicionar elementos de terras raras apropriados ao aço comum de baixa liga tem um bom efeito de desoxidação e dessulfurização, melhora a tenacidade ao impacto (especialmente tenacidade a baixa temperatura) e melhora as propriedades anisotrópicas. Os elementos de terras raras aumentam a resistência à oxidação da liga nas ligas Fe-Cr-Al, mantêm os grãos finos do aço em altas temperaturas e melhoram a resistência a altas temperaturas, melhorando significativamente a vida útil da liga eletrotérmica.

16. Nitrogênio (N) O nitrogênio pode ser parcialmente usado no ferro e tem o efeito de fortalecer a solução sólida e melhorar a temperabilidade, mas não é significativo. Devido à precipitação de nitretos nos contornos de grão, a resistência a alta temperatura dos contornos de grão pode ser melhorada e a resistência à fluência do aço pode ser aumentada. Combinado com outros elementos do aço, tem um efeito de endurecimento por precipitação. A resistência à corrosão do aço não é significativa, mas após a nitretação da superfície do aço, ela não apenas aumenta sua dureza e resistência ao desgaste, mas também melhora significativamente a resistência à corrosão. O nitrogênio residual no aço-carbono pode causar fragilidade devido ao envelhecimento.

17. Enxofre (S) Aumentar o teor de enxofre e manganês pode melhorar a usinabilidade do aço. No aço de corte livre, o enxofre é adicionado como um elemento benéfico. O enxofre segrega seriamente no aço. Deteriorar a qualidade do aço, em altas temperaturas, reduzindo a plasticidade do aço, é um elemento nocivo que existe na forma de FeS com ponto de fusão mais baixo. O ponto de fusão do FeS sozinho é de apenas 1190 graus, enquanto a temperatura eutética que forma o eutético com ferro no aço é ainda menor, apenas 988 graus. Quando o aço solidifica, o sulfeto de ferro se acumula no limite de grão primário. Quando o aço é laminado a 1100-1200 graus, o FeS no limite do grão derreterá, o que enfraquece muito a força de ligação entre os grãos, resultando em fragilidade a quente do aço, portanto o enxofre deve ser rigorosamente controlado. Geralmente controlado em 0,020 por cento a 0,050 por cento . Para evitar a fragilidade devido ao enxofre, deve-se adicionar manganês suficiente para formar MnS com um ponto de fusão mais alto. Se a vazão no aço for muito alta, poros e porosidade serão formados no metal soldado devido à geração de SO2 durante a soldagem.

18. Fósforo(P) O fósforo tem um forte reforço de solução sólida e efeitos de endurecimento por trabalho a frio em aço. Adicioná-lo como um elemento de liga ao aço estrutural de baixa liga pode melhorar sua força e resistência à corrosão atmosférica do aço, mas reduz seu desempenho de estampagem a frio. O uso combinado de fósforo, enxofre e manganês pode aumentar o desempenho de corte do aço e aumentar a qualidade da superfície da peça. É usado para aço de corte livre, de modo que o aço de corte livre contém fósforo relativamente alto. O fósforo é usado na ferrita. Embora possa melhorar a resistência e a dureza do aço, o maior dano é que a segregação é grave, o que aumenta a fragilidade do revenimento, aumenta significativamente a plasticidade e a tenacidade do aço e faz com que o aço seja facilmente quebradiço durante o trabalho a frio. frágil". O fósforo também afeta adversamente a soldabilidade. O fósforo é um elemento nocivo e deve ser rigorosamente controlado, e o conteúdo geral não é superior a 0.03 por cento a 0,04 por cento .

19. Carbono (C) O carbono é o principal elemento de liga dos materiais de aço, portanto, os materiais de aço também podem ser chamados de ligas de ferro-carbono. A principal função do carbono no aço é formar uma estrutura de solução sólida e melhorar a resistência do aço, como estrutura de ferrita e austenita, todas dissolvidas em carbono; a formação de estrutura de carboneto pode melhorar a dureza e resistência ao desgaste do aço. Portanto, carbono no aço, quanto maior o teor de carbono, maior a resistência e dureza do aço, mas a plasticidade e a tenacidade também diminuirão; pelo contrário, quanto menor o teor de carbono, maior a plasticidade e tenacidade do aço, e sua resistência, a dureza também diminuirá.

  

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