تعرف على وكلاء السبائك الصلب المشترك

الصلب هو أساسا الحديد والكربون مخلوط مع عناصر إضافية معينة. يتم استخدام عملية السبائك لتغيير التركيب الكيميائي للصلب وتحسين خصائصه على الفولاذ الكربوني أو تعديله لتلبية متطلبات تطبيق معين.

فوائد وكلاء السبائك الصلب:

كل عناصر صناعة السبائك المختلفة لها تأثيرها الخاص على خصائص الصلب. بعض الخصائص التي يمكن تحسينها من خلال صناعة السبائك تشمل:

• تثبيط الأوستينيت : عناصر مثل النيكل ، المنغنيز ، الكوبالت ، والنحاس تزيد من نطاق درجات الحرارة التي يوجد فيها الأوستينيت.
• تثبيط الفريت : الكروم ، التنغستن ، الموليبدينوم ، الفاناديوم ، الألمونيوم ، والسيليكون يمكن أن يكون له تأثير في تقليل قابلية ذوبان الكربون في الأوستينيت. وهذا يؤدي إلى زيادة في كمية الكربيد في الفولاذ ويقلل من درجة الحرارة التي يوجد فيها الأوستينيت.
• تشكيل كربيد : العديد من المعادن الثانوية ، بما في ذلك الكروم ، التنغستن ، الموليبدينوم ، التيتانيوم ، النيوبيوم ، التنتالوم والزركونيوم ، تشكل كربيد قوية تزداد صلابة وقوة في الفولاذ. وكثيرا ما يستخدم هذا الفولاذ لصنع الصلب عالية السرعة وأداة العمل الساخنة الصلب.
• الجرافيت : يمكن للسيليكون والنيكل والكوبالت والألمونيوم أن يقلل من ثبات الكربيد في الفولاذ ، مما يعزز تحللها وتشكيل الجرافيت الحر.
• انخفاض تركيز التكلُّم eutectoid : تيتانيوم ، وموليبدنوم ، وتنغستن ، وسليكون ، وكرومي ، ونيكل ، كل ذلك يقلل من تركيز الكربون النقي.

• زيادة مقاومة التآكل : يتكون الألومنيوم والسيليكون والكروم من طبقات أكسيد واقية على سطح الفولاذ ، وبالتالي يحمي المعدن من مزيد من التدهور في بيئات معينة.

وكلاء السبائك الصلب المشترك:

فيما يلي قائمة من عناصر السبائك المستخدمة بشكل شائع وتأثيرها على الفولاذ (المحتوى القياسي بين الأقواس):

• الألومنيوم (0.95-1.30 ٪): ديوكسيدايزر. تستخدم للحد من نمو الحبوب الأوستينيت.
• البورون (0.001-0.003 ٪): عامل صلابة الذي يحسن التشوه والقدرة machinability. يضاف البورون إلى الفولاذ الذي تم تدميره بالكامل ولا يحتاج إلا إلى إضافته بكميات صغيرة جدًا للحصول على تأثير متصلب. إضافات البورون هي الأكثر فعالية في الفولاذ منخفض الكربون.
• الكروم (0.5-18 ٪): عنصر أساسي في الفولاذ المقاوم للصدأ. عند وجود محتوى يزيد عن 12٪ ، يحسن الكروم بشكل كبير من مقاومة التآكل. ويحسن المعدن أيضًا قابلية الصلابة والقوة والاستجابة للمعالجة الحرارية ومقاومة التآكل.
• الكوبالت : يحسن القوة عند درجات الحرارة العالية والنفاذية المغناطيسية.
• النحاس (0.1-0.4٪): غالباً ما يوجد كعامل متبقي في الفولاذ ، كما يضاف النحاس لإنتاج خواص ترسيب الهطول وزيادة مقاومة التآكل.
• الرصاص : على الرغم من أنه في الواقع غير قابل للذوبان في الفولاذ الصلب أو الصلب ، يضاف الرصاص في بعض الأحيان إلى الفولاذ الكربوني عن طريق التشتت الميكانيكي أثناء التسخين من أجل تحسين القدرة على التشغيل.
• المنغنيز (0.25-13 ٪): يزيد من قوة درجات الحرارة المرتفعة عن طريق القضاء على تكوين كبريتيد الحديد. المنغنيز يحسن أيضا صلابة ، ليونة ومقاومة التآكل. مثل النيكل ، المنغنيز هو عنصر تشكيل الأوستينيت ويمكن استخدامه في سلسلة AISI 200 من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي كبديل للنيكل.

• الموليبدينوم (0.2-5.0٪): يوجد في الكميات الصغيرة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، يزيد الموليبدينوم من صلابة وقوة ، خاصة عند درجات الحرارة المرتفعة. غالباً ما يستخدم الموليبدينوم في فولاذ الكروم والنيكل الأوستنيتي ، وهو يحمي من التآكل المتأثر الناجم عن الكلوريدات والمواد الكيميائية الكبريتية.
• النيكل (2-20٪): عنصر خلط آخر حاسم للفولاذ المقاوم للصدأ ، يضاف النيكل بنسبة تزيد عن 8٪ من المحتوى إلى فولاذ الكروم عالي المقاومة. يزيد النيكل القوة ، قوة الصلابة والصلابة ، مع تحسين مقاومة الأكسدة والتآكل. كما أنه يزيد من المتانة عند درجات الحرارة المنخفضة عند إضافتها بكميات صغيرة.
• النيوبيوم : له فائدة من تثبيت الكربون عن طريق تشكيل الكربيدات الصلبة ، وهكذا ، غالبا ما توجد في الفولاذ درجة الحرارة العالية. في كميات صغيرة ، يمكن النيوبيوم زيادة كبيرة في قوة الخضوع ، وبدرجة أقل ، وقوة الشد من الفولاذ وكذلك لديها معتدل هطول الأمطار تعزيز التأثير.

• النيتروجين : يزيد من الاستقرار الأوستنيتي من الفولاذ المقاوم للصدأ ويحسن قوة الخضوع في مثل هذا الفولاذ.
• الفوسفور: غالبا ما يضاف الفوسفور مع الكبريت لتحسين القدرة على تشكيله في سبائك الفولاذ المنخفض. كما أنه يضيف قوة ويزيد مقاومة التآكل.
• السيلنيوم : يزيد من القدرة.
• السيليكون (0.2-2.0٪): هذا الفلز يساعد على تحسين القوة والمرونة ومقاومة الأحماض وينتج عنها أحجام أكبر من الحبوب ، مما يؤدي إلى نفاذية مغناطيسية أكبر. ولأن السليكون يستخدم في عامل إزالة الأكسدة في إنتاج الصلب ، فإنه يوجد دائمًا في بعض النسبة المئوية في جميع درجات الفولاذ.
• الكبريت (0.08-0.15٪): يضاف إلى الكميات الصغيرة ، يحسن الكبريت من إمكانية الميكانيكة دون أن يؤدي إلى قصر شديد. مع إضافة اختزال المنغنيز الساخن بشكل أكبر بسبب حقيقة أن كبريتيد المنغنيز له نقطة انصهار أعلى من كبريتيد الحديد.
• التيتانيوم : يحسن من مقاومة الصدأ والتآكل مع الحد من حجم الحبوب الأوستينيت. عند 0.25-0.60 في المئة من محتوى التيتانيوم ، يجمع الكربون مع التيتانيوم ، مما يسمح للكروم بالبقاء على حدود الحبوب ومقاومة الأكسدة.
• التنجستن : ينتج كربيد مستقرًا ويقوي حجم الحبوب لزيادة الصلابة ، خاصة عند درجات الحرارة المرتفعة.
• الفاناديوم (0.15٪): مثل التيتانيوم والنيوبيوم ، يمكن للفاناديوم إنتاج كربيد ثابت يزيد من القوة عند درجات الحرارة المرتفعة. من خلال تعزيز بنية الحبوب الناعمة ، يمكن الاحتفاظ ليونة.
• الزركونيوم (0.1 ٪): يزيد من قوة ويحد من أحجام الحبوب. يمكن زيادة القوة بشكل ملحوظ عند درجات الحرارة المنخفضة جدا (أقل من درجة التجمد). أما الفولاذ الذي يحتوي على الزركونيوم بنسبة تصل إلى حوالي 0.1٪ ، فسيكون لديه أحجام حبيبات أصغر ويقاوم الكسر.

_{المصادر:} SubsTech. المواد والتكنولوجيا. تأثير عناصر السبائك على خصائص الصلب. (www.substech.com) تشيس سبائك. آثار عناصر السبائك في الفولاذ. (www.chasealloys.co.uk)

اتبع Terence على Google+