¿Cuál es el papel de los elementos de aleación en los grados de acero?

2. Silicio (Si): El silicio se añade como agente reductor y desoxidante durante la fabricación del acero, por lo que el acero calmado contiene entre un 0,15 y un 0,30 % de silicio. Si el contenido de silicio en el acero supera el 0,50-0,60%, el silicio se considera un elemento de aleación. El silicio puede aumentar significativamente el límite elástico, el límite elástico y la resistencia a la tracción del acero, por lo que se utiliza ampliamente como acero para resortes. Agregar entre 1,0 y 1,2 % de silicio al acero estructural templado y revenido puede aumentar la resistencia entre un 15 y un 20 %. El silicio se combina con molibdeno, tungsteno y cromo para mejorar la resistencia a la corrosión y la oxidación y puede usarse para fabricar acero resistente al calor. El acero con bajo contenido de carbono con un contenido de silicio del 1 al 4% tiene una permeabilidad magnética extremadamente alta y se utiliza en la industria eléctrica para fabricar láminas de acero al silicio. El aumento del contenido de silicio reduce la soldabilidad del acero.

3. Manganeso (Mn): En el proceso de fabricación del acero, el manganeso es un buen desoxidante y desulfurante. En general, el acero contiene entre un 0,30 y un 0,50% de manganeso. Cuando se añade más del 0,70% de acero al carbono se considera "acero al manganeso". En comparación con el acero ordinario, este acero no solo tiene suficiente tenacidad, sino que también tiene mayor resistencia y dureza, lo que mejora la templabilidad y la trabajabilidad en caliente del acero. Por ejemplo, el límite elástico del acero 16Mn es un 40% mayor que el del acero A3. El acero con un contenido de manganeso del 11-14% tiene una resistencia al desgaste extremadamente alta y se utiliza en cucharones de excavadoras, revestimientos de molinos de bolas, etc. El aumento del contenido de manganeso debilita la resistencia a la corrosión del acero y reduce el rendimiento de la soldadura.

4. Fósforo (P): En términos generales, el fósforo es un elemento nocivo en el acero. Aumenta la fragilidad en frío del acero, empeora el rendimiento de la soldadura, reduce la plasticidad y empeora el rendimiento del doblado en frío. Por lo tanto, normalmente se requiere que el contenido de fósforo en el acero sea inferior al 0,045%, y los requisitos para el acero de alta calidad son incluso menores.

5. Azufre: En circunstancias normales, el azufre también es un elemento nocivo. Hace que el acero se caliente y se vuelva quebradizo, reduce su ductilidad y tenacidad y crea grietas durante el forjado y el laminado. El azufre también es perjudicial para el rendimiento de la soldadura y reduce la resistencia a la corrosión. Por lo tanto, generalmente se requiere que el contenido de azufre sea inferior al 0,055% y que el acero de alta calidad sea inferior al 0,040%. Agregar entre un 0,08 y un 0,20 % de azufre al acero puede mejorar el rendimiento de corte y, a menudo, se le denomina acero de fácil mecanización.

6. Cromo (Cr): En acero estructural y acero para herramientas, el cromo puede mejorar significativamente la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste, pero al mismo tiempo reducir la plasticidad y la tenacidad. El cromo puede mejorar la resistencia a la oxidación y a la corrosión del acero, por lo que es un elemento de aleación importante del acero inoxidable y del acero resistente al calor.

7. Níquel (Ni): El níquel puede mejorar la resistencia del acero manteniendo una buena plasticidad y tenacidad. El níquel tiene alta resistencia a ácidos y álcalis, resistencia a la oxidación y resistencia al calor a altas temperaturas. Sin embargo, dado que el níquel es un recurso escaso, siempre que sea posible se deben utilizar otros elementos de aleación en lugar del acero al níquel-cromo.

8. Molibdeno (Mo): El molibdeno puede refinar los granos del acero, mejorar la templabilidad y la resistencia térmica y mantener suficiente resistencia y resistencia a la fluencia a altas temperaturas (estrés a largo plazo y resistencia a la fluencia a altas temperaturas). . La deformación se llama fluencia). Agregar molibdeno al acero estructural puede mejorar las propiedades mecánicas. También puede inhibir la fragilidad del acero aleado causada por el fuego. El acero para herramientas puede mejorar el enrojecimiento.

9. Titanio (Ti): El titanio es un fuerte desoxidante del acero. Puede hacer que la estructura interna del acero sea densa y refinar la fuerza del grano; reducir la sensibilidad al envejecimiento y la fragilidad en frío. Mejorar el rendimiento de la soldadura. Agregar una cantidad adecuada de titanio al acero inoxidable austenítico Cr 18 Ni 9 puede evitar la corrosión intergranular.

10. Vanadio (V): El vanadio es un excelente desoxidante del acero. Agregar 0,5% de vanadio al acero puede refinar la estructura y mejorar la resistencia y la tenacidad. El carburo formado por vanadio y carbono puede mejorar la resistencia a la corrosión por hidrógeno a altas temperaturas y presiones.

11. Tungsteno (W): El tungsteno es un elemento de aleación costoso con un alto punto de fusión y una gran gravedad específica. El carburo de tungsteno, formado a partir de tungsteno y carbono, tiene alta dureza y resistencia al desgaste. Agregar tungsteno al acero para herramientas puede mejorar significativamente la dureza al rojo y la resistencia térmica, y puede usarse como herramientas de corte y troqueles de forja.

12. Niobio (Nb): El niobio puede refinar los granos, reducir la sensibilidad al sobrecalentamiento y templar la fragilidad del acero, y aumentar la resistencia, pero la plasticidad y la tenacidad disminuyen. Agregar niobio al acero ordinario de baja aleación puede mejorar la resistencia a la corrosión atmosférica y la resistencia a la corrosión por hidrógeno, nitrógeno y amoníaco a altas temperaturas. El niobio puede mejorar las propiedades de soldadura. Agregar niobio al acero inoxidable austenítico puede prevenir la corrosión intergranular.

13. Cobalto (Co): El cobalto es un metal precioso poco común, utilizado principalmente en aceros y aleaciones especiales, como acero resistente al calor, materiales magnéticos, etc.

14. Cobre (Cu): El acero elaborado a partir del mineral WISCO Daye a menudo contiene cobre. El cobre aumenta la resistencia y la tenacidad, especialmente contra la corrosión atmosférica. La desventaja es que es propenso a la fragilidad térmica durante el procesamiento en caliente y la plasticidad se reduce significativamente cuando el contenido de cobre supera el 0,5%. Cuando el contenido de cobre es inferior al 0,50%, no tiene ningún efecto sobre la soldabilidad.

15. Al: El Al es un desoxidante común en el acero. Agregar una pequeña cantidad de aluminio al acero puede refinar los granos y mejorar la tenacidad al impacto, como el acero 08Al para placas delgadas de embutición profunda. El aluminio también es resistente a la oxidación y la corrosión. La combinación de aluminio con cromo y silicio puede mejorar significativamente el rendimiento de pelado a alta temperatura y la resistencia a la corrosión a alta temperatura del acero. La desventaja del aluminio es que afecta la trabajabilidad en caliente, la soldabilidad y la maquinabilidad del acero.

16. Boro (B): Añadir una pequeña cantidad de boro al acero puede mejorar la compacidad y el rendimiento del laminado en caliente del acero y aumentar su resistencia.

17. Nitrógeno (N): El nitrógeno puede mejorar la resistencia, la tenacidad a bajas temperaturas y la soldabilidad del acero, y aumentar la sensibilidad al envejecimiento.

18. Tierras raras (Xt): Los elementos de tierras raras se refieren a los 15 elementos de la serie de lantánidos con números atómicos 57-71 en la tabla periódica de elementos. Estos elementos son todos metales, pero sus óxidos son muy similares a la "tierra", por lo que habitualmente se les llama tierras raras. Agregar tierras raras al acero puede cambiar la composición, forma, distribución y propiedades de las inclusiones en el acero, mejorando así diversas propiedades del acero, como tenacidad, soldabilidad y propiedades de trabajo en frío. Agregar tierras raras al acero puede mejorar la resistencia al desgaste.