Эффекты добавочных элементов для стали

 

Сталь является в основном железом, легированным углеродом, с некоторыми дополнительными элементами, дающими требуемые свойства готового сплава. Ниже приведен краткий обзор эффектов различных легирующих элементов в стали.

Углерод

Железо, легированное углеродом для производства стали и имеет эффект увеличения твердости и прочности путем термообработки.

Марганец

Марганец добавляется в сталь для улучшения рабочих свойств и повышения прочности, вязкости и прокаливаемости. Марганец, как и никель,  является элементом, образующим аустенит, и использовался в качестве заменителя никеля в аустенитных нержавеющих сталях.

Хром

Производители металлопроката, как ТэхЭренгоПром добавляют хром  к стали для повышения стойкости к окислению. Это сопротивление увеличивается с увеличением количества хрома.  «Нержавеющая сталь» имеет примерно 11% хрома и очень выраженную степень общей коррозионной стойкости по сравнению со сталью с более низким  содержанием хрома. При добавлении к низколегированным стали хром может увеличивать реакцию на термообработку, тем самым улучшая прокаливаемость и  прочность.

Никель

Никель добавляется в больших количествах, около 8%, к высокой хромовой нержавеющей стали для формирования наиболее важного класса коррозионных и жаропрочных сталей. Никель также повышает устойчивость к окислению и коррозии. Он повышает ударную вязкость при низких  температурах при добавлении в меньших количествах к легированным сталям.

Молибден

Молибден, добавленный к хрустально-никелевым аустенитным сталям, повышает устойчивость к точечной коррозии, особенно хлоридами и серными  химикатами. При добавлении к низколегированным сталям молибден улучшает высокие температуры и твердость. При добавлении к хромовым сталям  он значительно снижает склонность сталей к разложению при эксплуатации или в термообработке. 

Титан

Основное применение титана в качестве легирующего элемента в стали для стабилизации карбида. Он сочетается с углеродом для карбидов титана,  которые довольно стабильны и трудно растворяются в стали, что сводит к минимуму возникновение межгранулированной коррозии.

Фосфор

Фосфор обычно добавляют с серой для улучшения обрабатываемости в низколегированных сталях, фосфоре, в небольших количествах, в качестве  прочности и коррозионной стойкости. Экспериментальная работа показывает, что фосфор, присутствующий в аустенитных нержавеющих сталях,  увеличивает прочность. Известно, что добавление фосфора увеличивает склонность к растрескиванию во время сварки.

Сера

При добавлении в небольших количествах сера улучшает обрабатываемость.

Селен

Для улучшения обрабатываемости добавляется селен.

Ниобий

Ниобий добавляют к стали для стабилизации углерода и, как таковой, выполняют так же, как описано для титана. Ниобий также оказывает  влияние на укрепление сталей и сплавов для высокотемпературного обслуживания.

Азот

Азот приводит к увеличению аустенитной стабильности нержавеющих сталей и, как и в случае никеля, образует аустенитный элемент. Предел  текучести значительно улучшается при добавлении азота к аустенитным нержавеющим сталям.

Кремний

Кремний используется в качестве раскисляющего (убивающего) агента при плавлении стали, в результате большинство сталей содержат  небольшой процент кремния. Кремний способствует упрочнению ферритной фазы в сталях, и по этой причине кремниевые стали стали несколько  сложнее и жестче алюминиевых сталей. 

Кобальт

Кобальт становится очень радиоактивным при воздействии интенсивного излучения ядерных реакторов, и в результате любая нержавеющая сталь,  находящаяся на ядерной службе, будет иметь ограничение на кобальт, обычно примерно 0,2%. Эта проблема подчеркивается, поскольку в никеле,  используемом при производстве этих сталей, имеется остаточное содержание кобальта.

Тантал

Химически подобен ниобию и имеет подобные эффекты.

Медь

Медь обычно присутствует в нержавеющих сталях в качестве остаточного элемента.  Однако она добавляется к нескольким сплавам для получения свойств упрочнения  при осаждении.