Çelik borulardaki ana kimyasal unsurlar ve performans üzerindeki etkileri
Çelik boruların kimyasal bileşimi, mekanik özelliklerini, işlenebilirliğini, korozyon direncini ve kaynaklanabilirliklerini doğrudan etkiler. Aşağıdakiler ortak unsurlar ve işlevleridir:
Karbon (c)
• İçerik:
Genellikle 0.% 05 ila% 1.5 (düşük karbonlu çelik, orta karbon çelik, yüksek karbon çelik).
• Darbe:
- Güç ve Sertlik: Karbon, çelikteki ana güçlendirme elemanıdır. İçerik ne kadar yüksek olursa, gerilme mukavemeti ve sertlik o kadar yüksek olur.
- Plastisite ve tokluk:Aşırı karbon içeriği plastisiteyi ve tokluğu azaltacak ve kırılganlığı artıracaktır(Örneğin, yüksek karbonlu çelik kırığa eğilimlidir).
- Kaynaklanabilirlik: Karbon içeriği 0%25'ten daha büyük olduğunda, kaynak zorluğu artar ve çatlaklar meydana gelmeye eğilimlidir (önceden ısıtma veya ısı sonrası tedavi gereklidir).
• Tipik uygulamalar:
- Düşük karbonlu çelik (C 0%25'den az veya eşit): Bina yapıları, boru hatları (EN 10255'te S235JRH gibi).
- Orta ve yüksek karbon çelik: mekanik parçalar, takım çeliği.
Manganez (MN)
• İçerik:
0.% 3 - 1.% 65 (Alaşım çeliğinde% 2'ye kadar).
• Darbe:
- Deoksidasyon ve desülfürizasyon: Sülfürün termal kırılganlığını azaltarak Sülfür ile birleşir.
- Güçlendirme etkisi:Sertliği korurken gücü ve sertliği artırın(karbonun güçlendirici etkisinden daha üstün).
- Sertleştirilebilirlik: Çeliğin söndürme derinliğini artırın ve ısıl işlem performansını artırın.
- Tipik uygulamalar: Yüksek mukavemetli yapısal çelik (S355J2H gibi), aşınmaya dayanıklı çelik raylar.
Silikon (SI)
• İçerik:
0.% 15 - 0.% 35 (ortak çelik) Alaşım çeliğinde% 2'ye kadar ulaşabilir.
• Darbe:
- Deoksidizer: Çelik üretimi sırasında oksijeni giderir,gözenekliliği ve kapanımları azaltmak.
- Güç ve esneklik: mukavemeti ve elastik modülü arttırın, ancak aşırı miktarlar plastisiteyi ve kaynaklanabilirliği azaltacaktır.
- Yüksek sıcaklık oksidasyon direnci: Yüksek sıcaklıklarda (kazan tüpleri için) bir Sio₂ koruyucu tabaka oluşturur.
- Tipik uygulamalar: Yay çelik, ısıya dayanıklı çelik (yüksek basınçlı kazan tüpleri gibi).
Kükürt (ler)
• İçerik:
Genellikle {{0}}}% 05'ten daha az veya eşittir.
• Darbe:
- Sıcak Brittleness: Kükürt ve demir, sıcak haddeleme veya kaynak sırasında çatlaklara yol açan düşük eritme noktalı ötektik bir FES oluşturur.
- İşlenebilirlik: az miktarda kükürt ({{0}}}.% 08 ila% 0.15) işlenebilirliği (serbest kesme çelik için) artırabilir.
- Kontrol Gereksinimleri:Yapısal çelikte, kaynak ve sıcak çalışma kusurlarından kaçınmak için katı kontrol gereklidir.
Fosfor (P)
• İçerik:
Genellikle {{0}}}% 045'ten daha az veya eşittir.
• Darbe:
- Soğuk kırıcı:Fosfor çeliğin düşük sıcaklıkta kırılganlığını arttırır(-20 derecesinin altındaki kolay kırık gibi).
- Güçlendirme Etkisi: Az miktarda fosfor gücü artırabilir, ancak tokluğu önemli ölçüde azaltabilir.
- Korozyon direnci: Fosfor ve bakır kombinasyonu atmosferik korozyona (ayrışma çeliği gibi) direnci artırabilir.
- Tipik uygulamalar:Ayrılık çeliği(fosfor + bakır içeren), serbest kesilen çelik.
Krom (CR)
• İçerik:
Paslanmaz çelikte (bir pasivasyon filmi oluşturan) 1'den daha büyük veya 1 0. Alaşım çeliğinde% 0.5 ila% 3.
• Darbe:
- Korozyon direnci: Oksidasyon ve korozyonu (paslanmaz çeliğin çekirdek elemanı) önlemek için bir cr₂o₃ pasivasyon filmi oluşturur.
- Yüksek sıcaklık mukavemeti:Oksidasyon direncini ve sürünme mukavemetini arttırın(Kazan tüpleri ve buhar türbinli bıçaklar için).
- Sertleştirilebilirlik: Çeliğin söndürme derinliğini artırın.
- Tipik uygulamalar: Paslanmaz çelik (304, 316 gibi), ısıya dayanıklı çelik.
Nikel (NI)
• İçerik:
Paslanmaz çelikte% 8 ila% 12 (örn. 304% 8 Ni içerir); Düşük sıcaklık çelikte% 3 ila% 5.
• Darbe:
- Düşük sıcaklık tokluğu:Çeliğin düşük sıcaklıkta etkisi tokluğunu önemli ölçüde artırın(LNG depolama tankları ve kutup boru hatları için).
- Korozyon direnci: Özellikle krom (östenitik paslanmaz çelik) ile birleştirildiğinde asitlere ve alkalilere karşı gelişmiş direnç.
- Kararlılık: Çelikte faz dönüşümünü engeller ve östenit yapısını korur.
- Tipik uygulamalar: Düşük sıcaklık çelik (% 9 NI çelik gibi), paslanmaz çelik (316L gibi).
Molibden (MO)
• İçerik:
{0}}.% 2 - 1. Alaşım çeliğinde% 0; Paslanmaz çeliğin% 2 ila% 3'ü (örneğin, 316% 2 MO içerir).
• Darbe:
- Yüksek sıcaklık mukavemeti: Sürünme direncini geliştirin (yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı boru hatları için).
- Korozyon direnci:Klorürlere ve sülfürik aside karşı artan direnç(Deniz ortamları için 316L gibi).
- Sertleştirilebilirlik: Sertleştirilebilirliği arttırmak için krom ve manganez ile sinerjik.
Tipik uygulamalar: petrol çatlama tüpleri, kimyasal ekipman.
Bakır (CU)
• İçerik:
Genellikle {{0}}} 'dan daha az veya eşittir.%5; 0.
• Darbe:
- Atmosferik korozyona karşı direnç: Fosforla kombinasyon halinde yoğun bir oksit film oluşturur (ayrışma çelik korten gibi).
- Yan etki: Aşırı bakır sıcak çalışma sırasında kırılganlığa neden olur (içeriğin kontrol edilmesi gerekir).
- Tipik uygulamalar: Köprüler ve kaplar için ayrışma çeliği.
Alüminyum (AL)
• İçerik:
{0}}}. 0% 2 ila 0. Çelikte taneyi% 0.1 ila% 0.3'e kadar rafine edin.
• Darbe:
- Deoksidizer:Güçlü deoksidasyon kapasitesi, çelikteki oksit inklüzyonlarını azaltma.
- Tahıl Durumu: Aln parçacıkları oluşturun, tane büyümesini engelleyin veTokluğu ve gücü arttırın.
- Tipik uygulamalar: Derin çizilmiş çelik plakalar (araba gövdeleri gibi), düşük sıcaklık basınçlı kaplar.
Azot (n)
• İçerik:
Genellikle {{0}} {{{0}}. Paslanmaz çeliğe% 0.15'e kadar eklenebilir (nikelin bir kısmının yerini almak için).
• Darbe:
- Güçlendirme etkisi:Katı çözüm güçlendirme, gücü artırma(dubleks paslanmaz çelik gibi).
- Yan etki: Aşırı azot yaşlanan kırılganlığa neden olur ve alaşım elemanları ile dengelenmesi gerekir.
- Tipik uygulamalar: dubleks paslanmaz çelik (2205 gibi), yüksek mukavemetli düşük alaşımlı çelik.
Malzeme seçimi için öneriler:
- Yapısal çelik: esas olarak C ve Mn (S355J2H gibi) ve S\/P içeriğinin kontrol edilmesi gerekir.
- Korozyona dayanıklı ortam: Cr, Ni ve MO (316L gibi) veya galvanizli çelik borular içeren paslanmaz çelik seçin.
- Düşük sıcaklık ortamı: Tahılları rafine etmek için Ni (% 9 Ni çelik gibi) veya Al ekleyin.
- Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç: CR-MO çeliği (P11\/P22 gibi) veya östenitik paslanmaz çelik (304H gibi).
Kimyasal bileşimi ayarlayarak, farklı senaryolarda çelik boruların mukavemeti, tokluk, korozyon direnci ve işlenebilirliği için kapsamlı gereksinimler karşılanabilir.