Effet des éléments chimiques sur les propriétés de la plaque d'acier
L'alliage fer-carbone avec une teneur en carbone inférieure à 2,11% est appelé acier.Outre les composants chimiques tels que le fer (Fe) et le carbone (C), l'acier contient également une petite quantité de silicium (Si), de manganèse (Mn), de phosphore (P), de soufre (S), d'oxygène (O), d'azote ( N), niobium (Nb) et titane (Ti) L'influence des éléments chimiques courants sur les propriétés de l'acier est la suivante :
1. Carbone (C) : avec l'augmentation de la teneur en carbone de l'acier, la limite d'élasticité et la résistance à la traction augmentent, mais la plasticité et la résistance aux chocs diminuent ;Cependant, lorsque la teneur en carbone dépasse 0,23 %, la soudabilité de l'acier se détériore.Par conséquent, la teneur en carbone de l'acier de construction faiblement allié utilisé pour le soudage ne dépasse généralement pas 0,20 %.L'augmentation de la teneur en carbone réduira également la résistance à la corrosion atmosphérique de l'acier, et l'acier à haute teneur en carbone est facile à corroder à l'air libre.De plus, le carbone peut augmenter la fragilité à froid et la sensibilité au vieillissement de l'acier.
2. Silicium (Si) : le silicium est un désoxydant puissant dans le processus de fabrication de l'acier, et la teneur en silicium de l'acier calmé est généralement de 0,12 % à 0,37 %.Si la teneur en silicium de l'acier dépasse 0,50 %, le silicium est appelé élément d'alliage.Le silicium peut améliorer considérablement la limite élastique, la limite d'élasticité et la résistance à la traction de l'acier, et est largement utilisé comme acier à ressort.L'ajout de 1,0 à 1,2 % de silicium dans l'acier de construction trempé et revenu peut augmenter la résistance de 15 à 20 %.Combiné avec du silicium, du molybdène, du tungstène et du chrome, il peut améliorer la résistance à la corrosion et à l'oxydation, et peut être utilisé pour fabriquer de l'acier résistant à la chaleur.L'acier à faible teneur en carbone contenant 1,0 à 4,0 % de silicium, avec une perméabilité magnétique extrêmement élevée, est utilisé comme acier électrique dans l'industrie électrique.L'augmentation de la teneur en silicium réduira la soudabilité de l'acier.
3. Manganèse (Mn) : Le manganèse est un bon désoxydant et désulfurant.Généralement, l'acier contient 0,30 à 0,50 % de manganèse.Lorsque plus de 0,70 % de manganèse est ajouté à l'acier au carbone, on l'appelle « acier au manganèse ».Comparé à l'acier ordinaire, il a non seulement une ténacité suffisante, mais également une résistance et une dureté supérieures, ce qui améliore la capacité de durcissement et la capacité de travail à chaud de l'acier.L'acier contenant 11 à 14 % de manganèse a une résistance à l'usure extrêmement élevée et est souvent utilisé dans les godets d'excavatrice, les revêtements de broyeur à boulets, etc. Avec l'augmentation de la teneur en manganèse, la résistance à la corrosion de l'acier est affaiblie et les performances de soudage sont réduites.
4. Phosphore (P): D'une manière générale, le phosphore est un élément nocif de l'acier, qui améliore la résistance de l'acier, mais réduit la plasticité et la ténacité de l'acier, augmente la fragilité à froid de l'acier et détériore les performances de soudage et de flexion à froid .Par conséquent, il est généralement requis que la teneur en phosphore de l'acier soit inférieure à 0,045% et l'exigence d'un acier de haute qualité soit inférieure.
5. Soufre (S) : Le soufre est également un élément nocif dans des circonstances normales.Rendre l'acier cassant à chaud, réduire la ductilité et la ténacité de l'acier et provoquer des fissures lors du forgeage et du laminage.Le soufre nuit également aux performances de soudage et réduit la résistance à la corrosion.Par conséquent, la teneur en soufre est généralement inférieure à 0,055 % et celle de l'acier de haute qualité est inférieure à 0,040 %.L'ajout de 0,08 à 0,20 % de soufre à l'acier peut améliorer l'inaptitude à l'usinage, généralement appelée acier de décolletage.
6. Aluminium (Al) : L'aluminium est un désoxydant couramment utilisé dans l'acier.L'ajout d'une petite quantité d'aluminium à l'acier peut affiner la granulométrie et améliorer la résistance aux chocs;L'aluminium a également une résistance à l'oxydation et une résistance à la corrosion.La combinaison de l'aluminium avec du chrome et du silicium peut améliorer considérablement les performances de pelage à haute température et la résistance à la corrosion à haute température de l'acier.L'inconvénient de l'aluminium est qu'il affecte les performances de travail à chaud, les performances de soudage et les performances de coupe de l'acier.
7. Oxygène (O) et azote (N) : L'oxygène et l'azote sont des éléments nocifs qui peuvent entrer du gaz du four lorsque le métal est fondu.L'oxygène peut rendre l'acier cassant à chaud et son effet est plus sévère que celui du soufre.L'azote peut rendre la fragilité à froid de l'acier similaire à celle du phosphore.L'effet de vieillissement de l'azote peut augmenter la dureté et la résistance de l'acier, mais diminuer la ductilité et la ténacité, en particulier dans le cas du vieillissement par déformation.
8. Niobium (Nb), vanadium (V) et titane (Ti) : Le niobium, le vanadium et le titane sont tous des éléments d'affinage du grain.L'ajout approprié de ces éléments peut améliorer la structure en acier, affiner le grain et améliorer considérablement la résistance et la ténacité de l'acier.
