現代性

腐食耐性、強度、および技術的特性を改善するために、金属にはさまざまな合金元素が導入されます。鋼の合金化には、バナジウム、タングステン、マンガン、ニッケル、ニオブ、チタン、クロムなどが使用されます。銅や青銅に亜鉛を添加すると、強度、延性、腐食耐性が向上します。銅に少量のカドミウムを添加すると、配線の耐摩耗性が向上します。チタンをモリブデンで合金化すると、結晶構造が変化し、合金の使用温度範囲が2倍になります。合金化は、合金に特有の性質を与えるために、1つまたは複数の元素を導入することを含みます。

構造用鋼

構造用鋼の合金化は、その強度を著しく向上させます。構造用鋼の主成分はフェライトで、その比率はスラブ中の90％を占めます。合金元素がフェライトに溶解すると、構造が強化されます。ケイ素、マンガン、ニッケルは他のものよりも合金の硬度を強く向上させます。モリブデン、タングステン、クロムの影響は弱めです。多くの合金元素は、構造を強化し、延性にはほとんど影響を与えませんが、衝撃粘性を低下させます（ニッケルは例外です）。

強化の進行

合金化はフェライトを強化します。合金元素は硬度、強度、および衝撃粘性を向上させ、オーステナイトの安定性、硬化性なども高めます。タービン、ボイラーなどの機器の製造に使用される鋼の場合、特に腐食耐性や耐熱性が重要です。合金元素はフェライトまたはオーステナイトに溶解したり、炭化物を形成したり、金属間化合物を生成したりすることができます。また、フェライトやオーステナイトや炭素とは相互作用せず、インクルージョンとして残ることもあります。

フェライト鋼

合金添加物と鉄または炭素の相互作用の特性に応じて、鋼の特性が決まります。フェライトは程度の差こそあれすべての元素を溶解できます。フェライト中での合金添加物の溶解により、熱処理せずに鋼を強化できます。この場合、強度限界と硬度は増加し、衝撃粘性は通常低下します。鉄に溶解するすべての元素は、オーステナイトとフェライトの安定性に影響を与えます。合金鋼の臨界点は、合金添加物の量と質の影響でシフトします。したがって、焼入れ、正規化、焼なまし、焼戻しのモードを選択する際には、臨界点のシフトを考慮する必要があります。

Mn と Si

MnとSiは技術的な不純物であり、鋼の溶解プロセスにおける脱酸のために導入されます。鋼中のMnの割合は最大2％です。それはセメンタイトとフェライトの間で分配され、脆性破壊、硬化性、降伏点を著しく向上させますが、鋼を加熱に対して敏感にします。したがって、マンガンと共に炭化物生成元素を導入して粒子を微細化します。すべての鋼におけるマンガンの含有量はほぼ同じであるため、さまざまな組成の鋼の特性の変化に対する影響はわずかです。それは延性を変えずに鋼の強度を高めます。

鋼の脱酸

MnとSiはほぼすべての鋼に存在します。ケイ素はマンガンおよびアルミニウムと共に、主要な脱酸剤です。Mnはまた、鋼中の硫黄を「結合」し、赤色脆性を除去するために必要です。これらの元素の添加量は通常、0.17－0.37％Si、0.3－0.7％Mn、および約0.03％Alを超えません。これらの範囲内では、技術的不純物と見なされ、合金元素ではありません。これらの付加物をこれを超えるレベルで特定の性質を与えるために意図的に導入することは、合金化と見なされます。

ケイ素

ケイ素は炭化物生成元素ではなく、鋼中のその割合は通常2％未満です。それは流出限界と鋼の強度を著しく向上させ、含有量が1％を超えると粘性、延性を低下させ、脆性破壊を増加させます。ケイ素は通常フェライトに溶解されるため、構造的に検出されませんが、不完全に酸化されて浮上する前にスラグ中に混ざった一部のケイ素はインクルージョンとして金属中に残ることがあります。

購入、価格

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