철강 학년의 황 및 인의 역할 이해

철강 금속의 황 및 인의 이중 역할

강철은 단 하나 물질이 아니라 그것의 화학 지문에 의해 결정되는 합금의 가족입니다. 강철의 열에서 나타나는 수십의 성분의 사이에서, 황 및 인은 가장 영향력 있고 가장 오해한 중 2개입니다. 십년간 동안, 둘 다 극소화될 수 있는 불순물로 대우되었습니다. 그러나 현대 강철로 만드는은, 주의깊게 통제될 때, 각 귀중한 기능을 봉사할 수 있습니다 계시했습니다. 이 문서는 금속 과학적인 과학을 탐구하고, 그들의 실제적인 재산에 있는 강철의 밑에, 그들에 의하여 사용된 강철의 실제적인 효력 및 그것의 실제적인 효력에 사용된 강철의 밑에 금속 과학을 탐구합니다.

강철에 있는 황: Detrimental 불순에서 유용한 첨가물에

황 (S)는 폭발로 또는 전기 아크로에서 이용된 원료에서 강철을 들어갑니다. 대부분의 구조상과 기술설계 강철에서는, 그것은 0.05% 이하 문제를 피하기 위하여 지켜집니다. 그러나, 자유로운machining 급료에서, 황은 0.35%에 관하여 deliberately 추가될지도 모릅니다. 왜 강철 마이크로 구조에서 황이 행동하는지 보기를 요구합니다.

황 모양 포함 방법

황에는 단단한 철에 있는 아주 낮은 가용성이 있습니다. 고체 도중, 그것은 망간 황화물 (MnS) 포함을 형성하기 위하여 망간과 결합합니다. 이 포함은 뜨거운 회전 도중 연약하고 신장되고, 끈적한 창조합니다. MnS의 모양, 크기 및 배급은 직접 machinability 및 기계적 성질에 영향을 미칩니다.

황의 긍정적인 효력: 개량된 Machinability

황의 주요 이점은 machinability에 있는 극적인 개선입니다. MnS는 칩 파손을 승진시키는 긴장 피뢰기로 행동하고, 절단 힘을 감소시키고, 공구 생활을 연장합니다. 0.08-0.35% 황을 가진 강철은 자유로운machining 강철 ]로 분류되고 나사 기계 제품, 놀이쇠 및 고속 도는 및 훈련이 요구되는 자동차 성분을 위해 널리 이용됩니다. 이 신청에서는, 무역 떨어져 불능은 수락가능합니다.

황의 부정적인 효력: 뜨거운 Shortness 및 감소된 연성

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Steelmaking에 있는 황 통제

강철 제작자는 탈황 처리를 통해 황을 제거하고, 전형적으로 유황을 둥글게 하고 또는 유황에 있는 마그네슘 주입을 이용하십시오. 선 관 또는 Arctic 급료 판과 같은 아주 낮은 황 (0.005% 이하)를 요구하는 강철을 위해, 이차 정제 역은 근본적입니다. 자유롭게 가공 급료를 위해, 황은 deoxidation 후에 deoxidation에 의하여 deoxidation 보다는 오히려 유리한 MnS 포함의 대형을 지키기 위하여 추가됩니다.

강철에 있는 인: 힘 및 Embrittler

인 (P)는 강철에 있는 유력한 고체 해결책 증강 인자입니다. 그것은 무게 % 당 항복 강도를 올리는 실리콘 보다는 대략 10배 더 효과적인 입니다. 그러나 그것은 또한 과잉에서 출석할 때 가장 위험한 성분의 한개입니다. 강철 제작의 역사는 세계에서 추운 날씨에서 분쇄한 자유로워하는 인 인을 가장 고명하게 통제하기 위하여 추적된 실패로 채워집니다.

인강 강도 강철

인스펙트 원자는 페라이트 격자에 철 원자를 대체하고 결정 구조와 분리 된 분리 운동을 찡그림. 이 증가 항복 강도 및 인장 강도, 특히 낮은 탄소 강철에서. 특정 고강도 저 합금 (HSLA) 등급에서 인스는 0.10-0.12%까지 레벨에서 deliberately 추가되어 바나듐 또는 니오브움과 같은 비용 합금 요소를 추가하지 않고 강도 목표를 달성합니다. 인스펙트 인스는 강성 (0.15%) 인 인스펙트 인 인스펙트 인스 인스 인스 (PEN) 인스 인스 (PEN) 인스펙트 인스 인스 인스 인스 (PEN) 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스 인스

자극적 효과: 찬 Brittleness 및 회중

인은 가장 큰 문제는 고체 중 곡물 경계에 대한 분리에 강한 추세입니다. 이 원인 temper embrittlement]과 cold brittleness, 극적으로 낮은 온도에서 충격 강성을 감소. 이 효과는 냉각이 느린 무거운 부분에서 냉각하는 쿼닝 및 임시 강철에서 가장 심각합니다. 이 압력은 일반적으로이 0.03 인과 구조 수준에 따라이 낮은 강철 수준에 따라 다릅니다. 이 압력은 일반적으로 0.03 인과 압력이 낮은 압력으로 인해 낮은 압력이 낮은 압력이 낮은 압력으로 인해 발생할 수 있습니다.

BOF 및 EAF의 인센서 제어

phosphorus 제거는 산화 조건과 기본 산소로 (BOF) 또는 전기 아크로 (EAF)에 기본 슬래그를 요구합니다. 탈 인화 반응은 상대적으로 낮은 온도 (1550-1600°C)에 발생합니다. 목욕 온도가 너무 높으면, 인은 강철로 슬래그에서 뒤로 뻗어납니다. 태핑 후, 라들레로 교반 및 슬래그 조절으로 분리하여 매우 낮은 인화 수준을 달성 할 수 있습니다 (0.0 % 낮은 인화 수준). 특히 스테인레스 스틸로 용융 된 경우, 특히 용해력이 매우 높은 인화 물질을 제거하기 때문에, 스테인레스 스틸로 인해 매우 낮은 인화 수준 (0.0 %)을 제거 할 수 있습니다.

특수강재용 황 및 인산염 강화

모든 강철 급료 명세는 최대 (그리고 때때로 최소한)를 위한 한계를 놓습니다 예정된 신청에 근거를 둔 인. 생산자는 juggle 원료 비용, 과정 기능 및 최종 재산을 필요로 합니다. 여기에서는 이 한계가 일반적인 강철 가족의 맞은편에 관하여 살펴봅니다.

탄소 및 합금 구조 강철

A36, 1018 및 4140과 같은 학년 일반적으로 S ≤ 0.05 % 및 P ≤ 0.04 %를 지정합니다. 이 제한은 적절한 용접성, formability 및 강성을 보장합니다. 중형에서 황은 종종 용접 중에 라멜라 눈물의 위험을 최소화하기 위해 0.02 % 이하를 유지합니다.

무료 기계 강철

AISI 1215 또는 12L14와 같은 표준은 0.35%까지 황을 허용하고 0.07%까지 인. 높은 황 함량은 우수한 칩 통제를 제공하지만 인은 힘을 추가합니다. 이 강철은 용접 또는 중요한 구조상 신청을 위해 예정되지 않으며 높 부피 기계로 가공에 이상적입니다.

북극 및 해양 등급

파이프 라인 스틸 (API 5L X65, X70) 및 해상 구조 강철은 −40°C 또는 더 낮은에서 Charpy 충격 에너지를 보장하기 위해 매우 낮은 황 (<0.005%) 및 인 (<0.015%)이 필요합니다. 극단적으로 깨끗한 화학은 끈적한 포함과 곡물 경계 embrittlement를 최소화합니다.

강철의 극복

ASTM A588와 같은 학년은 0.07-0.15% 인을 포함 하 여 대기에 노출에 형성 보호 된 파 tina를 강화. 황은 낮은 유지 낮은 열간 압연 동안 뜨거운 단축을 방지 하기 위해. 조합은 많은 환경에서 부식에 대 한 자체 보호 강철을 제공 합니다.

Inclusion Engineering and Clean Steel의 현대 발전

황과 인의 이해는 간단한 최대 한계를 넘어 멀리 고급. 오늘, 철강 제조 업체 및 야금술 연습 포함 공학]: 구성, 형태, 그리고 성능 최적화에 비 금속 포함의 배포를 제어. 황을 위해, 이것은 칼슘과 함께 강철을 치료하는 것을 의미, 작은, 단단한 칼슘 황화물 영역으로 신장 된 MnS를 수정하는, 어려운 또는 용접을 방지하지 않는. 그것은 합금의 스크랩의 선택에 대한, 그것은 스크랩의 선택과 스크랩의 선택에 대한.

또 다른 국경은 복잡한 형성과 분리 패턴을 예측하기 위해 경쟁 열역학 (CALPHAD) 및 비옥한 모델의 사용입니다. 이 도구는 최소 시간과 에너지를 가진 원한 황과 인성 수준을 달성하는 공정 엔지니어를 설계 할 수 있습니다.

엔지니어 및 Specifiers에 대한 실무 가이드라인

강철 급료를 선정하거나 구매 명세를 쓰고, 이 가이드라인을 유황과 인에 고려하십시오:

용접성: 0.010% 이하 황을 지정하고 0.020% 이하 인. 긴 용접 관절에 대 한, 낮은 황급 골반 연습을 요청.
machinability:유황을 가진 자유로운machining 급료를 0.08-0.35% 선택하십시오. 이 강철이 용접 또는 cryogenic 서비스를 위해 적당하지 않다는 것을 알고 있습니다.
감기 형성을 위해: 황 낮은 유지 (0.00%) 가장자리 부수기를 피하기 위해. 인은 강도에 대한 0.05 %까지 될 수 있지만, 더 높은 수준의 증가 스프링백.
내부성:강철 사용인을 자산으로 사용. 서비스 환경이 적합하다는 것을 확인 (순환 젖은/건조), 인은 소각 또는 고해 오염된 조건에서 도움이되지 않습니다.
인성: 저온 충격 성능에 대한 낮은 인 (0.00%), 특히 냉각 및 강화 강철에서 특히.