השפעת אלמנטים סגסוגת על טיפול בחום פלדה

תוספת של אלמנטים מתגסוגים יכולה לשנות את טמפרטורת מעבר הפאזות ואת תהליך הפלדה, ובכך להשפיע על יעילות הטיפול בחום. לדוגמה, חלק מיסודות סגסוגת כגון כרום, ניקל וכו' יכולים לשפר את יכולת ההתקשות של הפלדה, ולאפשר לה לקבל שכבה עמוקה יותר מוקשה אפילו בגדלים גדולים יותר של חתך-. זה עוזר לשפר את הביצועים הכלליים ואת העמידות של פלדה.

בנוסף, אלמנטים סגסוגת יכולים גם להשפיע על תהליך החיסום של פלדה. במהלך תהליך הטמפרור, אלמנטים מסגסוגת יכולים לשלב עם פחמן ליצירת קרבידים יציבים, ובכך לשפר את עמידות הפלדה בפני מזג. משמעות הדבר היא שגם לאחר טמפרטורת- גבוהה, הפלדה עדיין יכולה לשמור על קשיות וחוזק גבוהים.

• כאחד המרכיבים החשובים בפלדה, התוכן של C משפיע ישירות על הקשיות, הקשיחות, החוזק, קשיות ההמרה וביצועי הריתוך של הפלדה. תכולת פחמן גבוהה, קשיות גבוהה, אך קשיחות ירודה, נטייה גבוהה להיסדק במהלך טיפול בחום ויכולת ריתוך לקויה; תכולת פחמן נמוכה, קשיות נמוכה, יכולת התקשות ירודה ועמידות בפני שחיקה.

• סי אינו יוצר קרבידים בפלדה, אלא קיים בצורה של תמיסה מוצקה בפריט או אוסטניט. Si משפר את החוזק של פתרונות מוצקים בפלדה; אבל אם תכולת ה-Si גבוהה מדי, לפלדה יש ​​רגישות גבוהה להתחממות יתר.

• Mn הוא יסוד המרחיב את אזור הפאזה האוסטניטית. ככל שתכולתו גדלה, היא לא רק מורידה את הטמפרטורה האוטקטואידית אלא גם מפחיתה את תכולת הפחמן בנקודת האוטקטואיד. לכן, תחת אותו תכולת פחמן וקצב קירור, ככל שתכולת ה-Mn בפלדה גדלה, הפרלייט במבנה המיקרו לא רק מתעדן אלא גם גדל בכמות זה מוביל לעלייה בחוזק ובקשיות הפלדה, מה שמשפר משמעותית את יכולת ההתקשות שלה. החיסרון של Mn הוא שהוא מגביר את רגישות התחממות יתר של פלדה והופך את הגרגרים לגסים יותר; בנוסף, הוא גם מגביר את פריכות המזג.

• לתכולת Cr יש השפעה משמעותית על החוזק, הפלסטיות וקשיחות ההשפעה-בטמפרטורה הנמוכה של חומרים, שכן Cr יכול להתמוסס בפריט ואוסטניט וליצור קרבידים שונים עם C בפלדה. כאשר Cr מומס באוסטניט, זה יכול לשפר את יכולת ההתקשות של הפלדה. כאשר Cr ו-C יוצרים קרבידים מורכבים ומתפזרים בפלדה, הם יכולים למלא תפקיד בחיזוק הפיזור. עם זאת, בעוד ש-Cr ממלא תפקיד מחזק בפלדה, הוא גם מפחית את הפלסטיות ומגביר את שבריריות המזון.

• באשר לפלדה מרווה ומחוסמת, העלייה בתכולת ה-Mo משפרת באופן משמעותי את החוזק, הפלסטיות וקשיחות הפגיעה בטמפרטורה-נמוכה של החומר. בשל הפתרון המוצק של Mo בפריט ואוסטניט, ניתן להזיז את עקומת ה-C- של הפלדה ימינה, ולשפר משמעותית את יכולת ההתקשות של הפלדה. בנוסף, Mo יכול להגביר באופן משמעותי את טמפרטורת ההתגבשות מחדש של פלדה, לשפר את יציבות החיסום ולהשיג מרטנזיט עדין- לאחר כיבוי וחיסול, לשפר חוזק וקשיחות. כאשר נוצרים מו קרבידים, הם יכולים למלא תפקיד בחיזוק הפיזור. כאשר תוכן המו נמוך (<0.30%), the main focus is on solid solution strengthening, improving hardenability, and tempering stability.

• Ni יכול לשפר את יכולת ההתקשות של פלדה מרווה ומחוסמת ולשפר את קשיחותה בטמפרטורות נמוכות, וכתוצאה מכך לירידה בטמפרטורת המעבר השבירה השבירה. עם העלייה בתכולת ה-Ni, החוזק והפלסטיות של החומר משתפרים, במיוחד לשיפור קשיחות ההשפעה-בטמפרטורה נמוכה. הסיבה לכך היא כי Ni רק יוצר פתרון מוצק בפלדה, והאפקט של חיזוק התמיסה המוצק אינו משמעותי, בעיקר על ידי הגדלת משטח החלקה של הסריג במהלך דפורמציה פלסטית כדי לשפר את הפלסטיות של החומר.

• כמויות עקבות של B יכולות לשפר משמעותית את יכולת ההתקשות של הפלדה. הקונצנזוס הנוכחי הוא שבמהלך תהליך הכיבוי והקירור של אוסטניט, אטומי בורון נוטים להצטבר בגבולות התבואה, מפחיתים את אנרגיית גבול התבואה, מעכבים את הגרעין של פריט ומעכבים את היווצרות הפריט. במקביל, אטומי בורון בגבולות התבואה חוסמים גם את הדיפוזיה של אטומי הגבול של התבואה, ומאטים את הדיפוזיה והגרעין של פריט בגבולות התבואה, ובכך מגבירים את יכולת ההתקשות.

אלמנטים מסגסוגת יכולים לשפר משמעותית את התכונות המכניות של פלדה, כגון קשיות, חוזק וקשיחות. לדוגמה, הוספת כמות מתאימה של פחמן יכולה לשפר את הקשיות והחוזק של הפלדה, אבל עודף פחמן יכול להפחית את הפלסטיות והקשיחות שלה. לכן נדרשת שליטה מדויקת בתכולת אלמנטים מתגסוגים בתהליך ייצור הפלדה.
בנוסף לפחמן, אלמנטים מתגזרים אחרים כמו מנגן וסיליקון יכולים גם הם לשפר את החוזק והקשיחות של הפלדה. בינתיים, כמה אלמנטים סגסוגים כגון כרום וניקל יכולים לשפר את עמידות הקורוזיה ועמידות החמצון של פלדה, ובכך להאריך את חיי השירות שלה.

לסיכום, אלמנטים סגסוגת יש השפעה משמעותית על טיפול בחום ותכונות מכניות של פלדה. על ידי בחירה והתאמת הסוגים והתכולה של אלמנטים סגסוגים באופן סביר, ניתן לייעל את ביצועי הפלדה כדי לענות על הצרכים של תחומי תעשייה שונים. יש לכך משמעות רבה לשיפור איכות הפלדה וקידום הפיתוח התעשייתי.

לטמפרטורת מעבר הפאזות ולמבנה המיקרו של פלדה יש ​​השפעה משמעותית על תכונותיה, ותוספת של אלמנטים מתגסוגים יכולה לשנות את התנהגות מעבר הפאזות של פלדה במהלך החימום. לדוגמה, ל- Cr, Mn ולאלמנטים מתגזרים אחרים יש השפעה משמעותית על טרנספורמציה הפאזית של פלדה. הוספת Cr, Mn ואלמנטים סגסוגים אחרים יכולה להגביר את טמפרטורת טרנספורמציה הפאזית של פלדה, לחדד את מבנה טרנספורמציה הפאזית, ולייצב את המבנה האוסטניט של הפלדה, ובכך לשפר את הקשיות והחוזק שלה.

תוספת של אלמנטים סגסוגת יכולה גם להשפיע על היציבות המבנית ועמידות החום של פלדה. אלמנטים מסגסוגת כמו טונגסטן, מוליבדן, כרום וכו' יכולים לשפר את עמידות החום של פלדה ולמנוע תופעות כמו שבירות וריכוך בטמפרטורות גבוהות. בנוסף, תוספת של אלמנטים סגסוגת יכולה לייצב את גבולות התבואה והממשקים הרב-פאזיים של פלדה, לשפר את החוזק והקשיחות שלה ולשפר את ביצועי החיתוך שלה.

בקיצור, לתוספת של אלמנטים סגסוגים תהיה השפעה משמעותית על תהליך החימום ותכונות המיקרו של הפלדה. לכן, כאשר מבצעים טיפול בחום על פלדה, יש צורך לשקול היטב את התכונות וההשפעות של אלמנטים מתגזרים על מנת לפתח תהליך טיפול חום סביר ולשפר את התכונות המכניות ואת חיי השירות של הפלדה.