Peamised keemilised elemendid terasest torudes ja nende mõju jõudlusele
Terasetorude keemiline koostis mõjutab otseselt nende mehaanilisi omadusi, töödeldavust, korrosioonikindlust ja keevitatavust. Järgmised on tavalised elemendid ja nende funktsioonid:
Süsinik (C)
• Sisu:
Tavaliselt 0. 05% kuni 1,5% (madala süsinikusisaldusega teras, keskmine süsinikteras, kõrge süsiniku teras).
• Mõju:
- Tugevus ja kõvadus: Süsinik on terase peamine tugevdamise element. Mida suurem on sisu, seda suurem on tõmbetugevus ja kõvadus.
- Plastilisus ja sitkus:Liigne süsinikusisaldus vähendab plastilisust ja sitkust ning suurendab rabedust(Näiteks on kõrge süsinikusisaldusega teras murdumisele altid).
- Keevitatavus: kui süsinikusisaldus on suurem kui 0. 25%, suureneb keevitusraskus ja praod on kalduvad (vajalik on eelsoojendamine või kuumusejärgne ravi).
• Tüüpilised rakendused:
- Madala süsinikusisaldusega teras (C vähem või võrdne 0. 25%): ehitise struktuurid, torustikud (näiteks S235JRH EN 10255).
- Keskmine ja kõrge süsiniku teras: mehaanilised osad, tööriistateras.
Mangaan (Mn)
• Sisu:
0. 3% - 1. 65% (kuni 2% sulamist terases).
• Mõju:
- Deoksüdatsioon ja väävlitsemine: kombineeritakse väävliga, moodustades MNS -i, vähendades väävli termilist rabedust.
- Tugevmõju:Suurendada tugevust ja kõvadust, säilitades samas sitkust(Parem süsiniku tugevdavast mõjust).
- Kõvenevus: suurendage terase kustutamise sügavust ja parandage kuumtöötluse jõudlust.
- Tüüpilised rakendused: ülitugev konstruktsiooniteras (näiteks S355J2H), kulumiskindlad terasad rööpad.
Räni (Si)
• Sisu:
0. 15% - 0. 35% (tavaline teras) See võib ulatuda kuni 2% -ni legeeritud terases.
• Mõju:
- Desoksüdeerija: see eemaldab hapniku teras valmistamise ajal,poorsuse ja lisandite vähendamine.
- Tugevus ja elastsus: tugevdage tugevust ja elastset moodulit, kuid liigsed kogused vähendavad plastilisust ja keevitatavust.
- Kõrgtemperatuuriga oksüdatsiooniresistentsus: moodustab kõrge temperatuuriga SiO₂ kaitsekihi (katlatorude jaoks).
- Tüüpilised rakendused: vedruteras, kuumakindel teras (näiteks kõrgsurvekatla torud).
Väävel (s)
• Sisu:
Tavaliselt on piiratud {{{0}}}. 05% (kõrgekvaliteediline teras nõuab 0,03%).
• Mõju:
- Kuum rabedus: väävel ja raud moodustavad madala sulamisega eutektilise FES-i, mis põhjustab pragusid kuuma veeremise või keevitamise ajal.
- Masinatavus: väike kogus väävlit ({{0}}. 08% kuni 0,15%) võib parandada masinaid (vabalt lõikava terase jaoks).
- Kontrollinõuded:Konstruktsiooniterase korral on keevitamise ja kuumade tööde puuduste vältimiseks vaja ranget kontrolli.
Fosfor (P)
• Sisu:
Tavaliselt on piiratud {{{0}}}. 045% (kvaliteetne teras nõuab 0,03%).
• Mõju:
- Külm rabedus:Fosforo suurendab terase madala temperatuuriga rabelemist(nagu lihtne luumurd -20 kraadi all).
- Tugevdamine: Väike kogus fosforit võib tugevdada tugevust, kuid vähendada tugevust märkimisväärselt.
- Korrosiooniresistentsus: fosfori ja vase kombinatsioon võib suurendada atmosfääri korrosiooni (näiteks ilmastiku teras) vastupidavust.
- Tüüpilised rakendused:Ilmastiku teras(sisaldab fosfori + vaske), vaba lõikav teras.
Kroom (CR)
• Sisu:
Suurem või võrdne 1 0. 5% roostevabast terasest (moodustades passiivse kile); 0,5–3% sulamiratas.
• Mõju:
- Korrosioonikindlus: moodustab CR₂O₃ passiivse kile, et vältida oksüdeerumist ja korrosiooni (roostevabast terasest südamiku element).
- Kõrgtemperatuuriline tugevus:Suurendage oksüdatsiooniresistentsust ja libise tugevust(katlatorude ja auruturbiini labade jaoks).
- Kõvenevus: suurendage terase kustutamise sügavust.
- Tüüpilised rakendused: roostevaba teras (näiteks 304, 316), kuumakindla teras.
Nikkel (ni)
• Sisu:
8% kuni 12% roostevabast terasest (nt 304 sisaldab 8% Ni); 3–5% madala temperatuuriga terasest.
• Mõju:
- Madala temperatuuriga sitkus:Parandab märkimisväärselt terase madala temperatuuri mõju(Veeldatud maagaasi mahutite ja polaartorustiku jaoks).
- Korrosioonikindlus: Suurenenud resistentsus hapete ja leelise suhtes, eriti kroomiga (austeniitse roostevabast terasest).
- Stabiilsus: pärsib faasi transformatsiooni terases ja säilitab austeniidi struktuuri.
- Tüüpilised rakendused: madala temperatuuriga teras (näiteks 9% Ni-teras), roostevaba teras (näiteks 316L).
Molübdeen (MO)
• Sisu:
{{{0}}}. 2% - 1. 0% sulamist terases; 2–3% roostevabast terasest (näiteks 316 sisaldab 2% kuud).
• Mõju:
- Kõrgtemperatuuriga tugevus: suurendage roomata vastupidavust (kõrgtemperatuuri ja kõrgsurvetorude jaoks).
- Korrosioonikindlus:Suurenenud resistentsus kloriididele ja väävelhappele(nagu 316L merekeskkonna jaoks).
- Kõvenevus: sünergistlik kroomi ja mangaaniga, et parandada karastatavust.
Tüüpilised rakendused: nafta pragunemistorud, keemilised seadmed.
Vask (Cu)
• Sisu:
Tavaliselt {{0}}}. 5%; 0. 2% kuni 0,5% ilmastikuterases.
• Mõju:
- Atmosfääri korrosioon: Moodustab tiheda oksiidkile koos fosforiga (näiteks ilmastiku teras Corten).
- Kõrvaltoime: liigne vask põhjustab kuuma töötamise ajal rabedust (sisu tuleb kontrollida).
- Tüüpilised rakendused: sildade ja konteinerite ilmastiku teras.
Alumiinium (Al)
• Sisu:
{{{0}}}. 0 2% kuni 0. 06% deoksüdeeritud terasest; Täpsustage tera terases 0,1–0,3% -ni.
• Mõju:
- Desoksüdeerija:Tugev desoksüdatsioonivõime, vähendades oksiidi kaasamist terases.
- Terade viimistlus: moodustavad aln -osakesed, pärssige teravilja kasvu jasuurendada sitkust ja jõudu.
- Tüüpilised rakendused: sügavhooldusega terasplaadid (näiteks autokehad), madala temperatuuriga surveveressid.
Lämmastik (n)
• Sisu:
Üldiselt väiksem või võrdne {{0}}}. 008%; Seda saab lisada roostevabast terasest kuni 0,15% (osa nikli asendamiseks).
• Mõju:
- Tugevmõju:Tahke lahuse tugevdamine, tugevuse suurendamine(näiteks Duplex roostevabast terasest).
- Kõrvaltoime: liigne lämmastik põhjustab vananevat rabedust ja see tuleb tasakaalus legeerivate elementidega.
- Tüüpilised rakendused: Duplex roostevabast terasest (näiteks 2205), ülitugev madalsilmne teras.
Ettepanekud materiaalse valiku jaoks:
- Konstruktsiooniteras: peamiselt C ja MN (näiteks S355J2H) ning S\/P sisu tuleb kontrollida.
- Korrosiooniresistentne keskkond: valige roostevabast terasest, mis sisaldab CR, Ni ja MO (näiteks 316L) või tsingitud terasest torusid.
- Madala temperatuuriga keskkond: lisage terade täpsustamiseks Ni (näiteks 9% Ni Steel) või AL.
- Kõrge temperatuur ja kõrgrõhk: CR-MO teras (näiteks P11\/P22) või austeniitse roostevaba teras (näiteks 304H).
Keemilise koostise kohandamisega saab erineva stsenaariumi korral täita terviklikke nõudeid tugevuse, sitkuse, korrosioonikindluse ja terastorude töötlemise kohta.