Стоманата се използва широко в промишлеността и нейните основни елементи са желязо и въглеродни сплави, с други думи, стоманата е съединение от желязо и въглерод. В допълнение към желязото и въглерода в стоманата има много микроелементи, някои от които остават в процеса на топене, а други се използват за подобряване на якостта и цялостните свойства на нисколегираната стомана. В тази статия се обсъжда влиянието на обичайните легиращи елементи върху свойствата на стоманата, включително манган, силиций, хром, никел, алуминий, ванадий, ниобий, титан, азот, бор, редкоземни елементи, сяра, фосфор, кислород и водород .
Благоприятни елементи
Силиций и манган: са най-често използваните укрепващи елементи в нисколегираните стомани.
Хром и никел: Количеството хром и никел в нисколегираната стомана не е голямо, обикновено не повече от 1 процент. Основната му функция е да увеличи степента на преохлаждане на аустенитната стомана, като по този начин усъвършенства структурата и умерено увеличи якостта. Хромът и никелът също могат да увеличат стоманата. Висока устойчивост на атмосферна корозия, подобрена якост на удар и намалена температура на преход при студена крехкост.
Молибден: Има очевиден ефект на укрепване на твърдия разтвор. В същото време молибденът е силен карбидообразуващ елемент, който е от полза за подобряване на якостта на стоманата при висока температура и предотвратяване на крехкостта на стоманата. Молибденът може също да забави превръщането на преохладения аустенит в перлит, което има значителен ефект върху микроструктурата на стоманата. Основният неблагоприятен ефект на молибдена е насърчаване на графитизацията на стоманата.
Ванадий: Укрепва стоманата чрез утаяване на карбид и усъвършенстване на зърното. Съдържанието на ванадий в стоманата не трябва да бъде твърде високо, в противен случай това може да повлияе на ефективността на заваряване и да намали якостта на прореза.
Ниобий: Това е много силен карбидообразуващ елемент. Ниобият заздравява стоманата чрез утаително втвърдяване и усъвършенстване на зърното. Тъй като ниобиевият карбид има характеристиките на стабилност и дисперсия, той може да рафинира зърната, да подобри здравината и издръжливостта на стоманата и да направи стоманата добра устойчивост на водород.
Титан: действа като ванадий и ниобий, но се използва само за мъртви стомани поради силните си дезоксидиращи свойства. Титанът е най-здравият карбидообразувател и може да подобри стабилността на стоманата при висока температура и водородна атмосфера под високо налягане. Титанът може да рафинира зърната и да подобри здравината и издръжливостта на стоманата.
Бор: Като цяло количеството бор в стоманата е много малко. Малко количество бор може да подобри закаляването на стоманата и да подобри устойчивостта на стоманата при висока температура.
Азот: Може да се разтвори във ферит и да играе роля в укрепването на твърдия разтвор. Азотът не образува карбиди в стоманата, но може да образува нитриди с други легиращи елементи, като TiN, AlN, за да се получи ефект на рафиниране на зърното. Въпреки това, азотът ще образува пори и порьозност в стоманата, намалявайки корозионната устойчивост на стоманата.
Редки елементи: изключително изобилни в моята страна. Производството на стомана често добавя подходящо количество смесени редки елементи, основните компоненти на които са лантан, церий, празеодим и неодим, които могат да пречистят примесите по границата на зърното и да подобрят устойчивостта на стоманата при висока температура.