Bħala l-materjal bażiku tal-industrija moderna, il-prestazzjoni tal-azzar hija regolata direttament mill-kompożizzjoni kimika. Fost dawn, karbonju (C), manganiż (Mn), silikon (Si), kubrit (S), fosfru (P) ħames elementi billi tbiddel l-organizzazzjoni metallurġika, struttura tal-kristall u distribuzzjoni ta 'impuritajiet, li jaffettwaw b'mod sinifikanti s-saħħa, toughness, proċessabilità u reżistenza għall-korrużjoni tal-azzar.
L-ewwel, elementi tal-karbonju (C): saħħa u plastiċità tar-regolatur tal-qalba
Il-karbonju huwa l-aktar element importanti tal-liga fl-azzar, u l-kontenut tiegħu għandu rwol deċiżiv fil-prestazzjoni tal-azzar. Fil-firxa tal-azzar sub-ewtektiku (kontenut ta 'karbonju ta' 0.02% -0.77%), biż-żieda fil-kontenut tal-karbonju, in-numru ta 'partiċelli karburizzati fil-matriċi tal-ferrite, is-saħħa tat-tensjoni u l-ebusija żdiedu b'mod lineari, iżda t-titwil u l-ebusija tal-impatt naqsu b'mod sinifikanti. Meta l-kontenut tal-karbonju jaqbeż il-punt ewtektiku (0.77%) biex jifforma azzar peritettiku, it-tidjiq tal-ispazjar bejn il-lamellae tal-pearlite iwassal għal żieda kontinwa fis-saħħa, iżda l-preġudizzju tal-karbur fil-konfini tal-qamħ iqajjem ir-riskju ta 'fraġilità.
Każijiet tipiċi juru li l-kontenut tal-karbonju ta '0.45% ta' azzar tal-karbonju medju wara t-trattament tat-tempra, saħħa tat-tensjoni sa 800MPa, elongazzjoni miżmuma fi 15%; u kontenut ta 'karbonju ta' 1.2% ta 'azzar tal-karbonju għoli għalkemm l-ebusija ta' HRC62, iżda l-ebusija tal-impatt hija inqas minn 10J/cm². Il-prestazzjoni tal-iwweldjar, il-kontenut tal-karbonju ta 'kull żieda ta' 0.1%, l-indiċi tas-sensittività tal-qasma tal-weldjatura żdied b'20%, jeħtieġ li tuża elettrodi tal-idroġenu baxx - u saħħan minn qabel għal 150 grad jew aktar.
It-tieni, element tal-manganiż (Mn): hardenability u workability sħun tar-regolatur doppju
Il-manganiż bħala karbur dgħajjef-elementi li jiffurmaw, permezz tat-tisħiħ tas-soluzzjoni solida u l-mekkaniżmu doppju tal-kontroll tal-organizzazzjoni biex itejjeb il-prestazzjoni tal-azzar. Fil-ferrite, l-atomi tal-manganiż jissostitwixxu l-atomi tal-ħadid biex jikkawżaw distorsjoni tal-kannizzata, is-saħħa tar-rendiment żdiedet b'madwar 30MPa/%; fl-austenite, espansjoni tal-manganiż tar-reġjun tal-fażi - sabiex it-temperatura kritika ta 'Ac3 żdiedet b'50-80 grad , ittejjeb b'mod sinifikanti l-ebusija. Id-dejta sperimentali turi li 45 azzar li fih 1.2% manganiż jista 'jilħaq l-ebusija HRC45 wara t-tifi tal-ilma, li huwa 3 livelli ta' ebusija Rockwell ogħla minn dak tal-azzar mingħajr manganiż.
In terms of hot working performance, manganese and sulfur form high melting point MnS (melting point 1610℃), which replaces low melting point FeS (melting point 988℃) to eliminate thermal embrittlement. However, excess manganese (>1.5%) iwassal għal coarsening tal-qamħ waqt it-temprar u żieda ta '40% fl-indiċi tal-fraġilità tat-temper, u austenite residwu jeħtieġ li jiġi eliminat billi żżomm f'700 grad. F'applikazzjonijiet tipiċi, l-azzar 20MnSi b'0.8% -1.2% ta 'manganiż jintuża ħafna għar-rebar tal-kostruzzjoni, u s-saħħa ta' rendiment tagħha tiżdied b'25% meta mqabbla mal-azzar Q235.
It-tielet, element tas-Silikon (Si): enhancer sinerġistiku tat-tisħiħ tas-soluzzjoni solida u r-reżistenza għall-korrużjoni
Bħala element qawwi li jifforma ferrite-, is-silikon itejjeb il-proprjetajiet tal-azzar permezz tal-mekkaniżmu doppju tat-tisħiħ tas-soluzzjoni solida u l-film tal-ossidu tal-wiċċ. Fil-ferrite, ir-raġġ tal-atomi tas-silikon huwa 11% akbar minn dak tal-atomi tal-ħadid, li jqanqal distorsjoni tal-kannizzata biex iżid is-saħħa tar-rendiment b'madwar 50MPa/%. Esperimenti ta 'ossidazzjoni tal-wiċċ juru li l-kontenut tas-silikon ta' 1.5% tal-azzar ossidizzat fi 800 grad għal 24 siegħa, il-ħxuna tal-film tal-ossidu hija 60% inqas minn azzar ordinarju, grazzi għall-formazzjoni ta 'saff protettiv dens SiO₂.
F'termini ta 'maknabbiltà, kontenut ta' silikon ta 'aktar minn 0.8% iżid ir-reżistenza għad-deformazzjoni kiesħa b'20%, li jeħtieġ proċess ta' multi-pass b'volumi żgħar ta 'deformazzjoni. Applikazzjonijiet tipiċi, kontenut ta 'silikon ta' 0.2% -0.5% ta 'azzar 40SiMn użat fil-manifattura ta' vireg tal-konnessjoni tal-karozzi, il-ħajja tal-għeja tiegħu minn azzar tal-karbonju ordinarju biex itejjeb 1.5 darbiet; kontenut ta 'silikon ta' 15% -20% ta 'ħadid fondut ta' silikon għoli f'rata ta 'korrużjoni medja ta' aċidu sulfuriku<0.1mm / a, become the preferred material for corrosion-resistant parts of chemical equipment.
Ir-raba ', elementi tal-kubrit (S): prestazzjoni tax-xogħol sħun tad-destroyer inviżibbli
Kubrit fil-forma ta 'inklużjonijiet FeS fil-konfini tal-qamħ ta' l-azzar, il-ħsara tagħha hija riflessa prinċipalment fl-ipproċessar termali u l-iwweldjar ta 'żewġ xeni. FeS u Fe ffurmati mill-ko-punt tat-tidwib tal-kristall ta '988 grad biss, meta l-azzar jissaħħan sa 1150 grad, il-konfini tal-qamħ fil-FeS likwidu jwasslu għal tnaqqis fil-qawwa lokali, suxxettibbli għal qsim termali. Id-dejta sperimentali turi li l-kontenut ta 'kubrit ta' 0.05% tal-azzar fil-proċess ta 'ikkastjar kontinwu, l-inċidenza tar-rata ta' qsim termali hija 5 darbiet ogħla mill-kontenut ta 'kubrit ta' 0.01%.
F'termini ta 'prestazzjoni tal-iwweldjar, il-gass SO₂ iġġenerat mir-reazzjoni bejn il-kubrit u l-ossiġnu jifforma pori fil-weldjatura, u jnaqqas l-erja tas-sezzjoni trasversali effettiva-tal-metall tal-weldjatura bi 30%. Każijiet tipiċi juru li l-kontenut ta 'kubrit ta' 0.08% ta 'l-azzar Q235 fl-iwweldjar bl-ark manwali, l-ebusija tal-impatt tal-metall tal-weldjatura hija inqas minn 8J/cm ², 1 / 3 biss tal-materjal bażi. proċess modern tal-produzzjoni tal-azzar billi żżid elementi ta 'art rari biex jiffurmaw punt ta' tidwib għoli ta 'sulfide, l-indiċi tal-periklu tal-kubrit imnaqqas b'70%.
Ħames, elementi tal-fosfru (P): toughness f'temperatura baxxa-tal-qattiel fatali
Fosfru fis-solubilità solida tal-ferrite ta '0.9%, ir-raġġ atomiku tiegħu huwa 14% akbar mill-atomu tal-ħadid, li jwassal għal distorsjoni serja tal-kannizzata. Dejta sperimentali turi li l-kontenut tal-fosfru ta '0.1% ta' l-azzar f'{8}}20 grad meta l-ebusija ta 'l-impatt ta' 65% inqas mit-temperatura normali, li ġejja mill-atomi tal-fosfru fil-formazzjoni ta 'preġudizzju tal-pjan tal-kristall {100} ta' raggruppamenti tal-gass Kirchner fuq il-moviment ta 'dislokazzjoni tal-effett tal-pinning. Esperimenti ta 'fraġilità f'temperatura baxxa juru li l-azzar b'kontenut ta' fosfru ta '0.15% jgħaddi minn ksur dekonvolut f'-40 grad, bi ksur ikkaratterizzat minn karatteristiċi icosahedral tipiċi.
F'termini ta 'magni tat-tqattigħ, l-effett sinerġistiku tal-fosfru u l-kubrit irriżulta fi tnaqqis ta' 20% fil-forzi tat-tqattigħ u żieda ta '1.5-darbiet fil-ħajja tal-għodda. F'applikazzjonijiet tipiċi, l-azzar tal-qtugħ ħieles 1215 b'kontenut ta 'fosfru ta' 0.08% -0.15% huwa użat ħafna għall-magni ta 'partijiet ta' preċiżjoni, bi ħruxija tal-wiċċ sa Ra0.8 μm. Għandu jiġi nnutat, madankollu, li b'kontenut ta 'fosfru ta' aktar minn 0.12%, ir-rata ta 'korrużjoni tal-azzar fl-ambjent tal-baħar tiżdied b'fattur ta' 3, li jeħtieġ li jiġi inibit billi żżid elementi tar-ram biex jiffurmaw film protettiv.
