تاثیر عناصر مختلف بر روی خواص فولاد

1- کربن

کربن مهمترين و موثرترين عنصر آلياژي در فولادها مي باشد و بالاترين تاثير را در ساختار آن دارد.هر فولاد آلياژ شده علاوه بر کربن عناصر آلياژي ديگري نظير سيليسيم – منگنز-فسفر و گوگرد را به همراه خواهد داشت بطوريکه اين عناصر به شکلي ناخواسته به هنگام فرايند توليد در فولاد باقي خواهند ماند.اضافه کردن عناصر آلياژي براي بدست آوردن نتايج مشخص و منحصر بفرد و افزايش کنترل شده منگنز و سيليسيم در فولاد , فولاد آلياژي را بوجود خواهد آورد. با افزايش ميزان کربن استحکام . سختي پذيري فولاد فولاد بيشتر ميشود اما چکش خواري و قابليت جوشکاري و ماشينکاري (با استفاده از ماشينهاي برش) کاهش مي يابد.اين عنصر عملا هيچ تاثيري بر مقاومت خوردگي در آب, اسيد و گازهاي گرم ندارد.

2- کلسيم

در ترکيب با سيليسيم به شکل سيليسيم –کلسيم در رکسيژن زدايي فولادها به کار مي رود.کلسيم, مقاومت در برابر پوسته شدن مواد هادي حرارت را افزايش مي دهد.

3- سديم

اين عنصر يک اکسيژن زداي مسلم و نيرومند است و گوگرد زدايي را نيز سرعت و شتاب مي دهد.به همين دليل يک عنصر پالايشي در فولادها محسوب مي گردد. وجود اين عنصر در فولادهاي پرآلياژ باعث گستردگي دامنه فرآيند شکل گيري گرم مي شود.همچنين مقاومت فولادهاي نسوز را در برابر پوسته شدن بهبود مي بخشد.آلياژهاي آهن-سديم با مقادير تقريبي ??% سديم داراي خواص آتش دهندگي(مانند سنگ چخماق) هستند و در توليد چدنهايي با گرافيت کروي مورد استفاذه قرار مي گيرد.

4- کبالت

کبالت هيچ کاربيدي را تشکيل نمي دهد. در دماي بالا از رشد دانه ها جلوگيري مي کند.مقاومت در برابر تنشهاي ناشي از بازپخت را افزايش مي دهد و موجب بهبود استحکام مکانيکي فولاد در برابر دماي بالا مي شود.لذا به عنوان يک عنصر آلياژي در فولادهاي ابزاري گرم کار,فولادهاي مقاوم در برابر خزش و فولادهاي ديرگداز به کار مي رود.وجود کبالت شکل گيري گرافيت کروي را تسريع مي کند.در کميتها و مقادير بالا, پايداري مغناطيسي,نيروي مغناطيس زدايي و هدايت حرارتي را افزايش مي دهد.لذا به عنوان يک عنصر پايه در آلياژها و فولادهاي مغناطيسي دايم مرغوب به کار مي رود. اين عنصر تحت تاثير تابش نوتروني, راديوايزوتوپ ?? کبالت را شکل مي دهد. به همين دليل براي فولادهايي که در راکتورهاي اتمي بکار برده ميشوند مناسب نمي باشد.

5- کرم

وجود عنصر فوق باعث سختي پذيري فولاد در هوا و روغن مي باشد. کرم با کاهش سرعت خنک سازي بحراني, به وسيله شکل دادن ساختار مارتنزيتي, قابليت سخت کاري را افزايش مي دهد.بنابراين سبب بهبود حساسيتهاي سخت کاري و بازپخت مي شود.اما در هر صورت چقرمگي کاهش مي يابد.و از انعطاف پذيري يا شکل پذيري فولاد به مقدار کمي کاسته مي گردد با افزايش کرم در فولادهاي ساده کرم دارجوش پذيري کاهش مي يابد.با اضافه نمودن هر واحد ?% کرم به عنوان يک عنصر کاربيد سازاستحکام کششي فولاد به ميزان ???_??نيوتن بر ميليمتر مربع افزايش مي يابد.کرم به عنوان يک عنصر کاربيد ساز بکار برده مي شود.کاربيدهاي اين عنصر کيفين نگهداري لبه ها و مقاومت سايشي را افزايش مي دهد. کرم موجب مقاومت فولاد در دماهاي بالا مي شود و در برابر هيدروژن تحت فشارخواص مواد را افزايش مي دهد.با افزايش کرم مقاومت در برابر پوسته شدن فولادها نيز بهبود مي يابد.به طور تقريب حداقل ??% کرم مورد نياز است تا مقاومت خوردگي فولادها نيز بهبود يابد.اين مقدار کرم بايد در قابل فلزي حل شود.اين عنصر موجب محدودين دامنه فاز گاما مي شود و باالعکس ئامنه فاز فريتي را افزايش مي دهد.همچنين باعث پايداري آستنيت در فولادهاي آستنيتي کرم-منگنزيا کرم-نيکل شده و سبب کاهش هدايت الکتريکي و حرارتي مي شود و انبساط حرارتي را نيز کاهش مي دهد.(آلياژهايي براي آببندي شيشه)با افزايش همزمان ميزان کربن و کرم تا ميزان ?% پايداري مغناطيسي و شدت نيروهاي پسماند زدا افزايش مي يابد.

6- مس

مس بعنوان يک فلز آلياژي به تعداد بسيار کمي از فولادها اضافه مي شود.زيرا اين فلز به زيرلايه هاي سطحي فولاد تمرکز يافته و در فرآيند شکل دهي گرم با نفوذبه مرز دانه ها ,حساسيت سطحي را در فولادها بوجود مي آورد.لذا به عنوان يک فلز مخرب در فولادها محسوب مي گردد.به واسطه حضور مس نقطه تسليم و نسبت نقطه تسليم به استحکام نهايي افزايش مي يابد.اين عنصر در مقادير بالاي ??%موجب سختي رسوبي ميشود و بدين ترتيب سختي پذيري نيزبهبود مي يابد.اما قابليت جوشکاري به واسطه حضور مس تغييري نمي کند.در فولادهاي آلياژي ساده و پرآلياژ مقاومت جوي به ميزان کافي بهبود مي يابد.مقادير بالاتر از ?% مس موجب بهبود مقاومت در برابر واکنشهاي اسيد کلريدريک و اسيد سولفوريک مي شود.

7- هيدروژن

هيدروژن يک عنصر مخرب در فولاد تلقي مي گردد. زيرا بدون آنکه نقطه تسليم و استخکام کششي فولاد را افزايش دهد,موجب تردي و شکنندگي فولاد مي گردد.انعطاف پذيري را کم کرده و باعث کاهش سطح مقطع مي باشد. هيدروژن سبب پوسته شدن ناخواسته سطح فولاد ميگردد و ايجاد خطوط رنگين ناشي از ترکيبات را شتاب مي دهد.هيدروژن اتمي ايجاد شده ,در خلال فرايند اکسيژن زدايي در فولاد نفوذ کرده و حفره هايي را تشکيل مي دهد(مک)که در فرآيند جوشکاري(پروزيتي) نام دارد.هيدروژن مرطوب در دماي بالا باعث کربن زدايي فولاد مي باشد.

8- منيزيم

اين عنصر موجب تشکيل گرافيت کروي در چدن مي باشد.

9- منگنز

منگنز يک اکسيژن زداست.اين عنصر با گوگرد ترکيب شده و تشکيل سولفيد منگنز مي دهد.بر همين اساس اثرات نامطلوب اکسيد آهن را از بين مي برد.وجود اين عنصر در فولادهاي خوش تراش بسيار مهم است.زيرا خط قرمز شکنندگي را کاهش مي دهد.منگنز سرعت خنک شدن بخراني را نيز به شدت کم مي کند به همين دليل سختي پذيري و نقطه تسليم و استحکام نهايي را افزايش مي دهد.با اضافه نمودن منگنز تاثيرات مطلوبي در قابليتهاي آهنگري و جوشکاري فولاد بوجود مي آيد و بطور قابل ملاحظه اي عمق سختي فولادها را بيشتر مي کند.اگر سطح اين نوع فولادها در معرض تنشهاي ضربه اي قرار گيرد به مقدار بسيار زيادي کارسخت حواهد شد در حاليکه مغز فولاد چقرمگي اوليه خود را حفظ ميکند لذا اين گروه از فولادها تحت تاثير نيروهاي ضربه اي(کارسختي) مقاومت سايشي مطلوبي از خود نشان مي دهند.با افزايش منگنز ضريب انبساط حرارتي افزايش يافته در حاليکه هدايت الکتريکي کاهش مي يابد. منگنز باعث افزايش خاصيت فنري مي شود.

10- موليبدن

اين عنصر به طور معمول با عناصر ديگر آلياژ مي شود.در فولاد کرم-نيکل دار و فولاد منگنز دار سبب ريز دانه سازي مي شود.و باعث بهبود قابلين جوشکاري مي شود و نقطه تسليم و استحکام نهايي را بالا مي برد. با ازدياد درصد موليبدن جوش پذيري کاهش مي يابد.و سازنده مسلم فاز کاربيد است و در فولادهاي تند بر خواص برشکاري را بهبود مي بخشد.مقاومت خوردگي را بالا مي برد.

11- نيتروژن

-- اين عنصر به دو صورت ظهور مي کند

الف) بصورت يک عنصر مخرب که به دليل کاهش چقرمگي در خلال فرآيند ته نشيني رسوبي است که موجب ايجاد حساسيت در برابر پيري و شکنندگي آبي(تغيير شکا در درجه خرارت آبي???-??? درجه سانتيگراد) مي شود و امکان ايجاد تنش در ترکهاي درون بلوري فولادهاي غيرآلياژي و کم آلياژ را فراهم مي سازد.

ب) بصورت عنصري آلياژي دامنه فاز گاما را افزايش مي دهد و ساختار آستنيتي را استحکام مي بخشد در فولادهاي آستنيتي استحکام را افزايش مي دهد و باعث افزايش نقطه تسليم و خواص مکانيکي در گرما مي شود.

12- آلومينيوم

يکي از قويترين اکسيژن زداها و نيتروژن زداهاست.و بر اساس نتيج بدست آمده تاثير بسيار زيادي براي مقابله با کرنشهاي ناشي از پيري دارد.در ترکيب با نيتروژن تشکيل نيترور سخت مي دهد که باعث افزايش مقاومت در برابر پوسته اي شدن مي شود به همين دليل به عنوان عنصري آلياژس براي مقاومت حرارتي فولادها بکار مي رود.

13- ارسنيک

دامنه فاز گاما را محدود ميکند لذا عنصري مخرب شناخته مي شود زيرا مانند فسفر ميل شديدي به جداسازي ريزدانه هاي عناصر مختلف دارد. شکنندگي ناشي از بازپخت را افزايش داده و باعث کاهش شديد چقرمگي و قابليت جوشکاري ميگردد

تاثیر عناصر مختلف بر روی خواص فولاد

مطالب مشابه :

کارخانه فولاد مبارکه اصفهان

پرتال شهرستان لنجان

بازیکن تیم فوتبال فولاد مبارکه سپاهان

تحلیل بنیادی فولاد مبارکه

شرکت فولاد خوزستان

آگهی استخدام 650 نفر در شرکت فولاد مبارکه اصفهان

روش هاي توليد فولاد:

شرکت آهن و فولاد ارفع اردکان

تاثیر عناصر مختلف بر روی خواص فولاد