Glavni kemični elementi v jeklenih ceveh in njihov vpliv na zmogljivost
Kemična sestava jeklenih cevi neposredno vpliva na njihove mehanske lastnosti, procesljivost, korozijsko odpornost in varljivost. Sledijo skupni elementi in njihove funkcije:
Ogljik (c)
• Vsebina:
Običajno 0. 05% do 1,5% (nizkoogljično jeklo, srednje ogljikovo jeklo, visoko ogljikovo jeklo).
• Vpliv:
- Moč in trdota: ogljik je glavni krepitveni element v jeklu. Višja kot je vsebnost, višja je natezna trdnost in trdota.
- Plastičnost in žilavost:Prekomerna vsebnost ogljika bo zmanjšala plastičnost in žilavost ter povečala škodo(Na primer, visoko ogljično jeklo je nagnjeno k zlomu).
- Varilnost: Kadar je vsebnost ogljika večja od 0. 25%, se težave z varjenjem povečajo in razpoke so nagnjene za nastanek (potrebno je predgrevanje ali zdravljenje po toploti).
• Tipične aplikacije:
- Jeklo z nizkim ogljikom (C manj kot ali enako 0. 25%): gradbene konstrukcije, cevovodi (kot je S235JRH v EN 10255).
- Srednje in visoko ogljikovo jeklo: mehanski deli, orodno jeklo.
Mangan (MN)
• Vsebina:
0. 3% - 1. 65% (do 2% v jeklom zlitine).
• Vpliv:
- Deoksidacija in razsalfurizacija: kombinira z žveplom, da nastane MN, kar zmanjšuje toplotno čvrvesnost žvepla.
- Učinek krepitve:Izboljšati moč in trdoto, hkrati pa ohranjate žilavost(nadrejeni krepitvenemu učinku ogljika).
- Ustrezljivost: Povečajte globino dušenja jekla in izboljšajte njegovo toplotno zmogljivost.
- Tipične aplikacije: konstrukcijsko jeklo z visoko trdnostjo (kot je S355J2H), jeklene tirnice, odporne proti obrabi.
Silicij (SI)
• Vsebina:
0. 15% - 0. 35% (skupno jeklo) lahko doseže do 2% v jeklom zlitine.
• Vpliv:
- Deoksidizer: odstranjuje kisik med izdelavo jekla,zmanjšanje poroznosti in vključkov.
- Moč in elastičnost: Izboljšajte moč in elastični modul, vendar bodo prekomerne količine zmanjšale plastičnost in varčnost.
- Visokotemperaturna oksidacijska odpornost: tvori sio₂ zaščitno plast pri visokih temperaturah (za kotlovske cevi).
- Tipične aplikacije: vzmetno jeklo, toplotno odporno jeklo (kot so cevi z visokim tlakom).
Žveplo (s)
• Vsebina:
Običajno je omejeno na manj kot ali enako {{0}}}. 05% (visokokakovostno jeklo je manj kot 0,03%).
• Vpliv:
- Vroča čvrvesnost: žveplo in železo tvorita evtektični FES z nizko točko, kar vodi do razpok med vročim valjanjem ali varjenjem.
- Obdelovalnost: Majhna količina žvepla ({{0}}}. 08% do 0,15%) lahko izboljša obdelovalnost (za jeklo prostega rezanja).
- Zahteve za nadzor:V konstrukcijskem jeklu je potreben strog nadzor, da se prepreči varjenje in vroče delovne napake.
Fosfor (P)
• Vsebina:
Običajno je omejeno na manj kot ali enako {{0}}}. 045% (visokokakovostno jeklo je manj kot ali enako 0,03%).
• Vpliv:
- Hladna čvrstost:Fosfor povečuje nizkotemperaturno krhkost jekla(na primer enostaven zlom spodaj -20 stopinja).
- Krepitveni učinek: Majhna količina fosforja lahko poveča moč, vendar znatno zmanjša žilavost.
- Korozijska odpornost: Kombinacija fosforja in bakra lahko poveča odpornost proti atmosferski koroziji (kot je vremensko jeklo).
- Tipične aplikacije:Vremensko jeklo(vsebuje fosfor + baker), jeklo proste rezanje.
Krom (CR)
• Vsebina:
Večji kot ali enak 1 0. 5% v nerjavnem jeklom (tvori pasivacijski film); 0,5% do 3% v jeklom zlitine.
• Vpliv:
- Korozijska odpornost: tvori cr₂o₃ pasivacijski film za preprečevanje oksidacije in korozije (temeljni element nerjavečega jekla).
- Visokotemperaturna moč:Izboljšajte oksidacijsko odpornost in trdnost lezenja(za kotlovne cevi in parne turbinske rezila).
- Ohranjevanje: Povečajte globino dušenja jekla.
- Tipične aplikacije: nerjavno jeklo (na primer 304, 316), toplotno odporno jeklo.
Nikelj (ni)
• Vsebina:
8% do 12% v nerjavnem jeklu (npr. 304 vsebuje 8% NI); 3% do 5% v nizkotemperaturnem jeklu.
• Vpliv:
- Živahnost z nizko temperaturo:Znatno povečate nizkotemperaturno udarno žilavost jekla(za shranjevalne rezervoarje in polarne cevovode).
- Korozijska odpornost: Izboljšana odpornost na kisline in alkalije, zlasti v kombinaciji s kromom (avstenitno nerjavno jeklo).
- Stabilnost: zavira fazno transformacijo v jeklu in vzdržuje avstenitno strukturo.
- Značilne aplikacije: nizkotemperaturno jeklo (na primer 9% niklo je jeklo), nerjavno jeklo (na primer 316L).
Molibden (MO)
• Vsebina:
{{{0}}. 2% - 1. 0% v jeklom zlitine; 2% do 3% nerjavečega jekla (na primer 316 vsebuje 2% MO).
• Vpliv:
- Visokotemperaturna moč: izboljšajte odpornost na lezenje (za visokotemperaturne in visokotlačne cevovode).
- Korozijska odpornost:Izboljšana odpornost na kloride in žveplovo kislino(na primer 316L za morska okolja).
- Ohranjevanje: sinergistična s kromom in manganom, da povečajo utrjenost.
Tipične aplikacije: naftne cevi, kemična oprema.
Baker (Cu)
• Vsebina:
Običajno manj kot ali enako {{0}}. 5%; 0. 2% do 0,5% v vremenskem jeklu.
• Vpliv:
- Odpornost proti atmosferski koroziji: Tvori gost oksidni film v kombinaciji s fosforjem (na primer vremensko jekleno korten).
- Neželeni učinek: Prekomerni baker med vročim delom povzroči krhkost (vsebino je treba nadzorovati).
- Tipične aplikacije: vremensko jeklo za mostove in posode.
Aluminij (Al)
• Vsebina:
{{0}}. 0 2% do 0. 06% v deksidiranem jeklo; Izpolnite zrno na 0,1% do 0,3% v jeklu.
• Vpliv:
- Deoksidizer:Močna kapaciteta deoksidacije, zmanjšanje vključkov oksida v jeklu.
- Rafiniranje zrn: oblikujte ALN delce, zavirajo rast zrna inIzboljšajte žilavost in moč.
- Tipične aplikacije: globoko narisane jeklene plošče (na primer avtomobilska telesa), nizkotemperaturna tlačna posoda.
Dušik (n)
• Vsebina:
Na splošno manj kot ali enako {{0}}}. 008%; Lahko ga dodate v nerjavno jeklo do 0,15% (za zamenjavo dela niklja).
• Vpliv:
- Učinek krepitve:Krepitev trdne raztopine, krepitev moči(na primer v dupleksni nerjavni jeklo).
- Neželeni učinek: Prekomerni dušik povzroča staranje krhljivosti in ga je treba uravnotežiti z legirnimi elementi.
- Tipične aplikacije: dupleksno nerjavno jeklo (na primer 2205), visoko trdno jeklo z nizko zlitino.
Predlogi za izbiro materiala:
- Strukturno jeklo: predvsem C in Mn (na primer S355J2H) in vsebnost S\/P je treba nadzorovati.
- Okolje odporno proti koroziji: izberite nerjavno jeklo, ki vsebuje CR, NI in MO (na primer 316L) ali pocinkane jeklene cevi.
- Okolje z nizko temperaturo: dodajte ni (na primer 9% niklo) ali AL, da izboljšate zrna.
- Visoka temperatura in visok tlak: CR-Mo jeklo (na primer p11\/p22) ali avstenitno nerjavno jeklo (na primer 304H).
S prilagoditvijo kemijske sestave je mogoče izpolnjevati celovite zahteve za moč, žilavost, korozijsko odpornost in obdelovalnost jeklenih cevi v različnih scenarijih.