Epekto ng mga Elementong Kemikal sa mga Katangian ng Platong Bakal
Ang haluang metal na bakal-karbon na may nilalamang karbon na mas mababa sa 2.11% ay tinatawag na bakal. Bukod sa mga kemikal na sangkap tulad ng bakal (Fe) at karbon (C), ang bakal ay naglalaman din ng kaunting silicon (Si), manganese (Mn), phosphorus (P), sulfur (S), oxygen (O), nitrogen (N), niobium (Nb) at titanium (Ti). Ang impluwensya ng mga karaniwang kemikal na elemento sa mga katangian ng bakal ay ang mga sumusunod:
1. Karbon (C): Sa pagtaas ng nilalaman ng karbon sa bakal, tumataas ang lakas ng ani at lakas ng tensile, ngunit bumababa ang plasticity at lakas ng impact; Gayunpaman, kapag ang nilalaman ng karbon ay lumampas sa 0.23%, bumababa ang kakayahan ng bakal na i-weld. Samakatuwid, ang nilalaman ng karbon ng low alloy structural steel na ginagamit para sa hinang ay karaniwang hindi hihigit sa 0.20%. Ang pagtaas ng nilalaman ng karbon ay magbabawas din sa resistensya ng bakal sa kaagnasan sa atmospera, at ang high carbon steel ay madaling kalawangin sa bukas na hangin. Bukod pa rito, maaaring mapataas ng karbon ang pagiging malutong sa lamig at sensitibidad ng bakal sa pagtanda.
2. Silikon (Si): Ang silikon ay isang malakas na deoxidizer sa proseso ng paggawa ng bakal, at ang nilalaman ng silicon sa killed steel ay karaniwang 0.12%-0.37%. Kung ang nilalaman ng silicon sa bakal ay lumampas sa 0.50%, ang silicon ay tinatawag na alloying element. Ang silicon ay maaaring makabuluhang mapabuti ang elastic limit, yield strength at tensile strength ng bakal, at malawakang ginagamit bilang spring steel. Ang pagdaragdag ng 1.0-1.2% silicon sa quenched at tempered structural steel ay maaaring magpataas ng lakas ng 15-20%. Kapag sinamahan ng silicon, molybdenum, tungsten at chromium, mapapabuti nito ang corrosion resistance at oxidation resistance, at maaaring gamitin sa paggawa ng heat-resistant steel. Ang low carbon steel na naglalaman ng 1.0-4.0% silicon, na may napakataas na magnetic permeability, ay ginagamit bilang electrical steel sa industriya ng kuryente. Ang pagtaas ng nilalaman ng silicon ay magbabawas sa weld-ability ng bakal.
3. Manganese (Mn): Ang Manganese ay isang mahusay na deoxidizer at desulfurizer. Sa pangkalahatan, ang bakal ay naglalaman ng 0.30-0.50% manganese. Kapag higit sa 0.70% manganese ang idinagdag sa carbon steel, ito ay tinatawag na "manganese steel". Kung ikukumpara sa ordinaryong bakal, hindi lamang ito may sapat na tibay, kundi mayroon ding mas mataas na lakas at katigasan, na nagpapabuti sa kakayahang tumigas at kakayahang magtrabaho nang mainit ng bakal. Ang bakal na naglalaman ng 11-14% manganese ay may napakataas na resistensya sa pagkasira, at kadalasang ginagamit sa excavator bucket, ball mill liner, atbp. Sa pagtaas ng nilalaman ng manganese, ang resistensya sa kalawang ng bakal ay humihina at ang pagganap ng hinang ay nababawasan.
4. Posporus (P): Sa pangkalahatan, ang posporus ay isang mapaminsalang elemento sa bakal, na nagpapabuti sa lakas ng bakal, ngunit binabawasan ang plasticity at tibay ng bakal, pinapataas ang cold brittleness ng bakal, at pinapalala ang performance ng hinang at cold bending performance. Samakatuwid, karaniwang kinakailangan na ang phosphorus content sa bakal ay mas mababa sa 0.045%, at ang pangangailangan para sa mataas na kalidad na bakal ay mas mababa.
5. Sulfur (S): Ang sulfur ay isa ring mapaminsalang elemento sa ilalim ng normal na mga pangyayari. Ginagawa nitong mainit at malutong ang bakal, binabawasan ang ductility at toughness ng bakal, at nagiging sanhi ng mga bitak habang nagpapanday at gumugulong. Ang sulfur ay nakakasama rin sa pagganap ng hinang at binabawasan ang resistensya sa kalawang. Samakatuwid, ang nilalaman ng sulfur ay karaniwang mas mababa sa 0.055%, at ang sa mataas na kalidad na bakal ay mas mababa sa 0.040%. Ang pagdaragdag ng 0.08-0.20% sulfur sa bakal ay maaaring mapabuti ang mach-inability, na karaniwang tinatawag na free-cutting steel.
6. Aluminyo (Al): Ang aluminyo ay isang karaniwang ginagamit na deoxidizer sa bakal. Ang pagdaragdag ng kaunting aluminyo sa bakal ay maaaring magpino ng laki ng butil at mapabuti ang impact toughness; Ang aluminyo ay mayroon ding resistensya sa oksihenasyon at kalawang. Ang kombinasyon ng aluminyo na may chromium at silicon ay maaaring makabuluhang mapabuti ang high-temperature peeling performance at high-temperature corrosion resistance ng bakal. Ang disbentaha ng aluminyo ay nakakaapekto ito sa hot working performance, welding performance at cutting performance ng bakal.
7. Oksiheno (O) at nitroheno (N): Ang oksiheno at nitroheno ay mga mapaminsalang elemento na maaaring makapasok mula sa gas ng pugon kapag natunaw ang metal. Maaaring gawing mainit at malutong ang bakal ng oksiheno, at ang epekto nito ay mas matindi kaysa sa asupre. Maaaring gawing katulad ng posporus ang malutong na bakal sa malamig na panahon. Ang epekto ng nitroheno sa pagtanda ay maaaring magpataas ng katigasan at lakas ng bakal, ngunit binabawasan ang ductility at toughness, lalo na sa kaso ng pagtanda ng deformation.
8. Niobium (Nb), vanadium (V) at titanium (Ti): Ang niobium, vanadium at titanium ay pawang mga elemento sa pagpino ng butil. Ang wastong pagdaragdag ng mga elementong ito ay maaaring mapabuti ang istruktura ng bakal, pinuhin ang butil at makabuluhang mapabuti ang lakas at tibay ng bakal.