강철 특성에 대한 합금 원소의 주요 영향

합금강관그리고탄소강관공급업체-GNEE

강철 특성에 대한 합금 원소의 주요 영향

• 강철의 탄소 함량은 제련, 압연 및 열처리의 온도 체계에 큰 영향을 미칩니다. 탄소 함량이 {{0}}.25% 미만인 저강은 가소성이 좋고 경화 경향이 없으며 용접성이 좋습니다. 탄소 함량이 0.25% ~ 0.60%인 중탄소강은 전반적으로 우수한 특성(즉, 우수한 강도 및 인성)을 갖습니다. 탄소 함량이 0.60% 이상이면 경도가 높고 내구성이 떨어지는 고탄소강입니다. 탄소는 베어링강, 공구강, 금형강에서 다양한 고경도 탄화물을 형성합니다. 강철의 경도와 내마모성을 향상시킬 수 있습니다.
• 실리콘은 제철 공정에서 주요 환원제이자 탈산제입니다. 킬드 스틸에는 일반적으로 {{0}}.15% ~ 0.30%의 실리콘이 포함되어 있습니다. 강철의 실리콘은 실온에서 페라이트에 용해될 수 있으며 강철에 특정 강화 효과가 있습니다. 강 중의 실리콘 함량이 0.50%~0.60%를 초과하면 강의 탄성한계, 항복점, 인장강도를 대폭 높일 수 있어 스프링강에 사용할 수 있다. 실리콘은 몰리브덴, 텅스텐, 크롬 등과 결합하여 내식성, 내산화성을 향상시키며 내열강을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 규소 함량이 1~4%인 저탄소강은 투자율이 매우 높아 전기규소강판의 원료로 사용됩니다. 규소 함량이 높으면 냉간 취성을 일으키기 쉽고, 중탄소강과 고탄소강에서 담금질하면 흑연화가 발생하기 쉽습니다.
• 탄소구조강의 망간 함량은 {{0}}.50%~1.50%이고, 고품질 탄소구조강의 망간 함량은 0.20%~1.20%입니다. 주요 탈산 및 유황 제거 요소입니다. 킬드 스틸의 경우 망간은 실리콘과 알루미늄의 탈산 능력을 향상시킬 수 있습니다. 강철에서 망간으로 형성된 산화물 중 일부는 철과 결합하여 구형의 고융점 황화망간을 형성할 수 있습니다. 이는 고온에서 특정 가소성을 가지며, 따라서 황으로 인한 열 취성을 줄이고 유해한 영향을 제거할 수 있습니다. 강철에 함유된 황이 어느 정도 함유되어 있습니다. 망간의 나머지 부분은 페라이트에 용해되어 고용강화를 일으키므로 압연 후 강을 냉각하면 상대적으로 미세하고 강도가 높은 펄라이트를 얻을 수 있어 열간압연 후 강의 경도와 강도를 향상시킬 수 있으며, 면적 수축(Z)에 큰 영향을 미치고 충격 인성(Akv)은 약간 영향을 받습니다. 망간은 위상대를 강하게 확장시키는 원소로 고망간 오스테나이트계 내마모강, 고강도 비자성강, 오스테나이트계 스테인리스강, 내마모강에 사용할 수 있다.
• 인은 원료와 함께 강철에 들어갑니다. 인은 고용강화 효과가 강하고 페라이트에 완전히 용해될 수 있어 강의 강도와 경도는 증가하지만 가소성과 인성은 크게 감소합니다. 이러한 취성 현상은 저온에서 더욱 심각하며, 이를 "저온 취성"이라 부른다. 특히, 인의 결정화 과정에서는 결정내 편석이 일어나기 쉬워 국부적으로 인 함량이 높아져 냉취성 전이온도가 높아지게 되어 더 큰 피해를 초래하게 된다. 또한, 인의 편석으로 인해 열간 압연 후에 강이 띠 모양의 조직을 형성하게 됩니다. 강의 인 함유량은 최대한 줄여야 합니다. (일반강은 0.045 이하이고, 고급강일수록 순시인 함유량이 낮아야 합니다.) 특정 조건에서 인과 구리를 함께 사용하면 저합금 고강도강의 대기 내식성이 향상됩니다.
• 유황은 원자재 및 연료와 함께 철강에 들어갑니다. 고체 상태에서는 강철 중의 황이 FeS의 형태로 존재하며 용해도가 매우 작습니다. FeS의 가소성이 낮기 때문에 황 함량이 높은 강철은 부서지기 쉽습니다. 특히, FeS와 Fe는 오스테나이트의 결정립계에 분포하는 저융점 공융체를 형성할 수 있습니다. 강재를 1200도까지 가열하여 가압 가공을 하면 결정립계의 공융이 녹아 입계 결합이 파괴되어 강재가 가공 중에 결정립계를 따라 균열이 발생하는 현상을 '열간 취화'라고 합니다. 황의 유해한 영향을 제거하기 위해서는 황 함량을 엄격히 제한하고 철강의 망간 함량을 적절하게 높여야 합니다. 일반적으로 유황은 유해성분으로 간주되나, 황 함량이 많은 강재는 MnS를 더 많이 형성할 수 있어 절삭 시 윤활 및 칩 브레이킹 역할을 할 수 있으며 강의 절삭 가공성을 향상시킬 수 있어 일반적으로 사용되는 첨가제 강철 절단용.
• 크롬은 귀금속입니다. 고용체 강화 효과가 있어 강철을 뜨겁게 단단하게 만들고 고온 성능, 내산화성 및 내식성을 향상시킬 수 있습니다. 고온 합금 및 초경질 고속도강의 중요한 합금 원소입니다. 구조용 및 공구강에서 크롬은 강도, 경도 및 내마모성을 크게 향상시킬 수 있지만 가소성과 인성은 감소합니다. 강철의 내산화성과 내식성을 향상시킬 수 있으므로 스테인리스강과 내열강의 중요한 합금 원소이기도 합니다.
• 니켈은 산과 알칼리에 대한 내식성이 높으며 고온에서 녹슬지 않고 내열성이 뛰어납니다. 그러나 가격이 비싸고 우리나라에서는 희소한 자원이다. 내열강을 형성하기 위해 고급 합금강의 크롬 및 몰리브덴과 함께 사용되는 경우가 많습니다. 그리고 스테인리스강과 고온 합금의 주요 합금 원소입니다. 니켈은 강철의 강도를 높이고 우수한 가소성과 인성을 유지할 수 있습니다.
• 구리 함량이 높으면 열간 변형 가공에 해롭습니다. {{0}}.3%를 초과하면 열간 변형 가공 시 고온 구리 취성이 발생합니다. 함량이 0.75%를 초과할 경우 고용처리 및 시효 후 시효강화가 발생할 수 있다. 저탄소 합금강에서 특히 구리와 인의 공존은 강의 대기 내식성을 향상시킬 수 있습니다. 스테인레스 강의 2% -3% 구리는 황산, 인산 및 염산의 내식성을 향상시킬 수 있습니다.
• 텅스텐은 녹는점이 높고 밀도가 높습니다. 중국에 매장량이 풍부한 합금입니다. 텅스텐과 탄소는 높은 경도와 내마모성을 갖는 텅스텐 카바이드를 형성합니다. 공구강에 텅스텐을 첨가하면 적색경도와 열강도가 크게 향상되어 공구, 금형강, 초경합금 등의 제조에 적합합니다.
• 몰리브덴은 강철의 입자를 미세화하고 경화성과 열강도 특성을 향상시키며 고온에서 충분한 강도와 크리프 저항성을 유지할 수 있습니다. 구조용 강철에 몰리브덴을 첨가하면 기계적 성질이 향상되고, 템퍼링으로 인한 합금강의 취성을 억제하며, 공구강의 적색 경도와 내마모성이 향상됩니다.
• 페라이트에 바나듐을 고용하면 강력한 고용강화 효과가 나타나 입자를 미세화할 수 있습니다. 오스테나이트에 바나듐을 고용하면 강의 경화성을 향상시키고 저온 충격 인성을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 결합된 상태에서 바나듐이 존재하면 강의 담금질성이 감소하고 강의 뜨임 안정성이 높아지며 강한 2차 경화 효과가 있습니다. 바나듐 카바이드는 경도가 매우 높고 내마모성이 뛰어난 금속 경화제입니다. 공구강의 수명을 크게 연장하고 강의 크리프 및 지속 강도를 향상시킬 수 있습니다.
• 티타늄은 강철의 강력한 탈산제입니다. 강철의 내부 구조를 조밀하게 만들고, 입자를 미세하게 하며, 노화 민감도와 냉간 취성을 줄일 수 있습니다. 티타늄은 고용강화 효과가 강하며 오스테나이트에 고용되어 강의 담금질성을 향상시키지만 고용인성을 감소시킵니다. 티타늄 화합물은 강의 경화성을 감소시키고, 뜨임 안정성을 향상시키며, 2차 경화 효과를 나타냅니다. 내열강의 내산화성, 열강도, 크리프 및 지속강도를 향상시킬 수 있으며, 강의 용접성 향상에 좋은 효과가 있습니다.
• 최근 개발된 미량합금강(합금원소 함량이 0.1% 미만인 강)은 주로 니오븀, 바나듐, 티타늄을 합금원소로 사용합니다. 그 중 니오븀은 강철의 강도를 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 그 특징은 탄소와 질소와 결합하여 질화물과 탄질화물을 형성할 수 있다는 것입니다. 이들 화합물은 고온에서 용해되고 저온에서 침전됩니다. 그 기능은 가열 중 원래의 오스테나이트 결정립의 성장을 방해하고 압연 중 재결정 및 재결정 후 결정립 성장을 억제하며 저온에서 석출되어 강화되는 것입니다. 미세 합금강에 첨가된 미량 원소는 강도를 향상시킬 수 있지만 압력 가공에는 제어된 압연 공정을 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 인성이 저하됩니다. 이는 제어된 압연 공정을 통해 결정립을 미세화하고 석출 강화로 인한 인성 저하를 상쇄할 수 있기 때문입니다.
• 알루미늄은 매우 활동적인 화학적 특성을 가진 원소 중 하나이며 산소 및 질소와 강한 친화력을 가지고 있습니다. 탈산을 위해 일반적으로 알루미늄을 제강에 첨가합니다. 입자를 미세화하고, 저탄소강의 노화를 억제하며, 저온에서 강의 인성을 향상시킬 수 있습니다. 합금 원소로 사용하면 강의 내산화성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 강철의 전자기적 특성을 개선하고 질화를 개선하는 데에도 사용할 수 있습니다. 강철의 내마모성과 피로강도. 따라서 질화강, 내열 박리강, 자성강, 전열합금 등에 널리 사용됩니다.
• 붕소는 매우 활성적인 화학적 특성을 지닌 원소 중 하나입니다. 질소, 산소, 탄소와 강한 친화력을 가지고 있습니다. 주로 담금질성을 향상시키기 위해 강철에 첨가됩니다. 300~400도에서 템퍼링하면 내충격성을 향상시킬 수 있습니다. 기어강, 스프링강, 내열강 등을 생산하는 데 주로 사용됩니다. 그러나 고탄소강에 사용하거나 강재의 잔류 산소 함량이 높을 경우 적절한 기능에 영향을 미칩니다.
• 강철의 질소는 용광로 장입물에서 나옵니다. 제련 및 주조 중에 용강은 용광로 가스와 대기에서 질소를 흡수합니다. 질소는 탄소강의 담금질 및 변형 노화를 유발하며 이는 탄소강의 특성에 큰 영향을 미칩니다. 질소의 노화 효과로 인해 강철의 경도와 강도는 증가하지만 가소성과 인성은 감소합니다. 특히 변형 시효의 경우 가소성과 인성이 크게 감소합니다. 일반 저합금강의 경우 노화 현상이 유해하므로 질소는 유해 원소로 간주됩니다. 그러나 일부 세립강, 바나듐 및 니오븀을 함유한 강, 슈퍼스테인레스강에 적용할 경우 질화물은 결정립을 강화하고 미세화하는 효과가 있어 최근에는 그 유익한 효과가 발견되고 있습니다. 또한 질소는 일부 스테인레스 내산강 및 질화 처리에 합금 원소로 사용됩니다. 질화 처리는 기계 부품이 우수한 종합 기계적 특성을 얻고 부품의 수명을 연장할 수 있으므로 질화 처리는 공구강에 가장 적합한 선택입니다. 경도를 높이는 데 사용되는 방법입니다.
• 납의 녹는점은 매우 낮습니다. 강철에서 융점이 낮은 미세한 금속 입자 형태로 결정립계에 분포하여 취성을 유발합니다. 일반강에 유해한 원소입니다. 그러나 납 쾌삭강을 만드는 데 사용되는 경우 납이 주변 황화물에 달라붙기 때문에 절단 중에 용융 납이 스며 나와 칩을 윤활하고 파손시켜 공구 권선을 줄입니다. 또한 강철의 절단 성능을 향상시키면서 실온에서 기계적 특성에 거의 영향을 미치지 않습니다.
• 희토류 원소란 주기율표에서 원자번호 57번부터 71번까지의 란탄족 원소 15종과 이트륨, 스칸듐 등 총 17종의 원소를 말합니다. 희토류 원소는 강철의 주조 구조를 개선하고 강철 개재물의 조성, 모양, 분포 및 특성을 변화시켜 인성, 용접성, 냉간 가공 성능, 내산화성 및 높은 내산화성과 같은 강철의 다양한 특성을 향상시킬 수 있습니다. -온도 강도. 크리프 강도가 향상되어 내식성이 향상됩니다.
• 강철의 수소는 수분을 함유한 녹슨 충전물에 의해 유입되거나 수증기를 함유한 공기에서 흡수됩니다. 수소는 강철에 매우 유해하며 "수소 취화"를 일으킬 수 있습니다. 즉, 강철의 허용 응력이 강철의 허용 응력보다 낮을 때 특정 작동 시간이 지나면 강철이 예고 없이 갑자기 부서져 다음과 같은 현상이 발생합니다. 치명적인 피해. 결과; 또한 강철 내부에 미세한 균열이 많이 발생합니다. 흰색 반점, 즉 강철 단면의 매끄러운 은백색 반점과 산세 후 세로 단면에 헤어라인 모양의 균열이 발생합니다. 이러한 종류의 헤어라인은 강철의 연신율, 면적 수축 및 충격 인성을 크게 감소시킵니다. 이러한 유형의 결함은 합금강에서 흔히 발생하며 심각하게 유해합니다.
• 강철 중의 산소 용해도는 매우 낮으며, 거의 대부분 Fe0, AL2O3, MnO, CaO, MgO 등과 같은 산화물 개재물 형태로 존재합니다. 또한, FeS, MnS, 규산염 , 질화물과 인화물도 강철에 존재합니다. 이러한 개재물은 강철 매트릭스의 연속성을 파괴하고 정적 및 동적 하중 하에서 균열의 원인이 됩니다. 이러한 비금속 개재물의 다양한 상태는 강철의 가소성, 인성, 피로 강도 및 내식성에 다양한 정도로 영향을 미칩니다.