Sulfur ve Phosphorus'un Çelik Metallurgy'deki Çift Rolleri

Çelik tek bir madde değil, ancak performansın kimyasal parmak izi tarafından belirlendiği bir alaşım ailesi değildir. Çelik, sulfur ve fosforun en etkili iki olduğunu araştırır - ve çoğu yanlış anlaşılmaz etkiler için, her biri onları dikkatli bir şekilde kontrol ettiğinde, her biri değerli bir işleve hizmet edebilir.

Çelikte Sulfur: Detrimental Impurity'den Yararlı Katkıya Yararlı Katkı

Sulfur (S) patlama fırında veya elektrikli ark fırında kullanılan ham malzemelerden çelik girer. Çoğu yapısal ve mühendislik çeliklerinde, problemlerden kaçınmak için% 0.05% altında tutulur. Ancak, ücretsiz-machining notlarında, sulfur, neden çelik mikroyapıda nasıl davranılabileceğini anlamak için kasıtlı olarak eklenebilir.

Sulfur Formları Inclusions

Sulfur, katı demirde çok düşük çözünürlüktedir. Katılaşma sırasında, manganese sulfide (MnS) dahil olmak üzere manganse ile birleştirir. Bu dahiller sıcak yuvarlanırken yumuşak ve elongated edilir, teller yaratır.

Sulfur'un Olumlu Etkileri: Geliştirilmiş Makinability

Sulfur'un birincil yararı, makulade edilebilirlik açısından dramatik bir gelişmedir. MnS dahil olmak üzere, çipleri kıran, kesme kuvvetlerini azaltan ve genişleyen araç ömrü. Çelikler 0.08–0.35% sulfur, düşük çözünürlükte sınıflandırılmıştır.

Sulfur'un olumsuz etkileri: Sıcak Kısalık ve Azaltıcı

Aşırı sulfur - çoğu karbon çelikinde yaklaşık% 0.05% - çünkü bu filmler çelik işleme sıcaklığının altında, özellikle de sulfur seviyeleri ile sınırlı, sulfurtlar için, düşük seviyeli demir sulfidler (FeS) ısıtılır.

Torun Kontrolü

Çelik üreticileri, ağırlama tedavilerini ortadan kaldırır, genellikle kalsiyum bazlı fluxes veya magnezyum enjeksiyonunu ladle metallurgy. Çelikler için çok düşük sulu (daha düşük 0.005%), örneğin, FeS.

Çelikte Phosphorus: Güç ve Embrittler

Phosphorus (P) çelikte güçlü bir sağlam-çözümdür. Dünya Savaşı sırasında soğuk havalarda kırılmakta olan Liberty gemilerden yaklaşık on kat daha etkilidir. Ancak, aşırılıkta en tehlikeli elementlerden biridir. Çelik yapım tarihi kontrol edilemeyen fosforlarla doludur - Dünyanın İkinci Savaşı sırasında soğuk havalarda kırılan Liberty gemilerden en ünlü.

Phosphorus Çelik Çelikleri Güçlendiriyor

Phosphorus atomları, özellikle düşük karbonlu çeliklerde (HSLA) notları için yerine getirir, fosforun kasıtlı olarak% 0,015'e kadar, pahalı alaşımlama elemanlarını kullanarak güç ve çekme gücünü artırır. Phosphorus ayrıca düşük maliyetli bir direnç geliştirir, bu yüzden hava çelik (örneğin, KURUMSAL çelik) içerir.

Detrimental Etkileri: Soğuk Brittleness ve Segregation

Fosforus ile en büyük sorun, katılaşma sırasında tahıl sınırlarına dikkat etmek için güçlü bir eğilimdir.Bu nedenle, betonarme sırasında en ağır çelikler ve soğutmanın yavaş olduğu ağır bölümlerdedir.

Phosphorus Control in the BOF and EAF

Fosforusu geri yüklemek için oksitlenme koşullarını ve temel oksijenli (BOF) veya elektrikli yay fırın (EAF) üşütme reaksiyonunu nispeten düşük sıcaklıklar (1550-1600 °C) ile şarj etmek gerekir.Eğer banyo sıcaklığı çok yüksekse, paslanmaz çelik üretimi için, kromatları kaldırmak özellikle de yüksek kromatları kaldırmak için zordur.

Özel Çelik Sınıflar için Sulfur ve Phosphorus'u Balancing Sulfur and Phosphorus for specific Steel Grades

Her çelik sınıf spesifikasyonu, amaçlanan uygulamaya dayanan sulfur ve fosfor için azami sınırlar oluşturur. Üreticinin ham maddi maliyeti, süreç kapasitesi ve son özellikleri göz önünde bulundurması gerekir. İşte bu sınırların ortak çelik ailelerde nasıl değiştiğini bir göz önünde bulundurun.

Karbon ve Alaşım Yapısal Çelikleri

A36, 1018 ve 4140 gibi notlar genellikle S ≤% 0.05% ve P ≤ 0.04%. Bu sınırlar yeterli kaynaklanabilirlik, formability ve sertlik sağlar. ağır bölümlerde, sulfur genellikle kaynak sırasında muz yırtılma riskini azaltmak için% 0.02 altında tutulur.

Ücretsiz-Machining Steels

1215 veya 12L14 gibi standartlar, sulfur'un% 0,5'e kadar artmasına izin verir ve fosfor % 0.07'ye kadardır. Yüksek sulu içerik mükemmel çip kontrolü sağlar, ancak fosfor güç ekler.Bu çelikler yüksek hacimli işleme için idealdir.

Arctic ve Offshore Grades

Boru çelikleri (API 5L X65, X70) ve açık çelikler çok düşük sulfur gerektirir (<0.005%) ve fosfor (<0.015%) Charpy etkisi enerjisini -40C veya daha düşük garanti etmek için. son derece temiz kimya, teli dahil etmek için çok düşük miktarda ekspetrol içerir.

Havalimanları Havaya

ASTM A588 gibi notlar, sıcak yuvarlan sırasında sıcak kısalık önlemek için koruyucu patinayı artırmak için 0.07-0.15% phosphorus içerir.

Inclusion Engineering ve Clean Steel'de Modern Gelişmeler

Sulfur ve fosfor anlayışı, maksimum limitlerin çok ötesine geçti. Bugün, çelik üreticileri ve metaluristler pratikleri:0 Kondisyon mühendisliği): Sertliği kontrol etmek ve metalik olmayan dahil edilmeleri için dağıtım, bu, çelikleri küçük veya yüksek çözünürlükte ayrıştırmak için tedavi etmek anlamına gelir.

Başka bir sınır, istenen sulfur ve fosfor seviyelerini en az zaman ve enerji ile elde eden fırın geliştirme programları için bir diğer sınırdır.

Mühendisler ve Spekatörler için Pratik Kılavuz

Çelik bir sınıf seçerken veya satın alma spesifikasyonu yazdığınızda, sulfur ve fosfor ile ilgili bu yönergeleri düşünün:

  • [FONT:0) Yeterlilik için:[Dönetici:[Dönetici:0) 0.020% phosphorus aşağıda 0.020% 0.0. kritik kaynaklanmış eklemler için, düşük maliyetli bir uygulama talep edin.
  • [FONT:0) Makulluk için:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici:[Dönetici:0))))) Bu çeliklerin kaynak veya kriyojenik hizmet için uygun olmadığının farkında olun.
  • [Uygunluk için:0) Soğuk form için:[Dönetici:[Dönetici: %0) Düşük (ya da% 0.020) kenar çatlakları kıraraktmak için. Phosphorus güç için% 0.05% daha yüksek seviyelere yükselebilir, ancak daha yüksek seviyelere yükselebilir.
  • [FONT:0) Korozyon direnci için:[Dönetici:[Dönetici:0) Hava çelikleri bir varlık olarak fosfor kullanıyor. Servis ortamının uygun olduğunu doğrulayın (siklet ıslak/kurum), fosfor alt veya yüksek kirletici koşullarda yardımcı olmaz.
  • [FONT=0) Sertlik için:[Dönetici:[Dönetici:0) Düşük fosfor (ortak% 0.00) düşük sıcaklık etkisi performansı için, özellikle de giderilmiş çelikler.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Sulfur ve fosfor sadece ortadan kaldırılacak kadar zor değildir. Aktif alaşımlama elemanları farklı avantajları ve ciddi riskler ile çalışır. Sulfur, çelikin amaçlanan kullanımı ile hassas hedeflerde ve metal-sforuzun arkasındaki sertliği ve korozyon direncini anlamakla birlikte, soğuk brittleness ve embrittlementlere yol açan çelikleri kontrol etmek için bu elementlerin sanatı hassas hedeflerle kontrol eder.

Daha fazla okuma için, [[Dörtücük Demir ve Çelik Enstitüsü'nün teknik kaynaklarına danışın[Döntgen:2) veya DÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNÜye ait yayınlar)Demir Çelikler ve Seçme: Demirler, Çelikler ve Yüksek-Performance Kumaşlar[DÜyetimler)