Athari za Vipengele vya Kemikali kwenye Sifa za Bamba la Chuma
Aloi ya chuma-kaboni yenye kiwango cha kaboni chini ya 2.11% inaitwa chuma. Mbali na vipengele vya kemikali kama vile chuma (Fe) na kaboni (C), chuma pia kina kiasi kidogo cha silikoni (Si), manganese (Mn), fosforasi (P), salfa (S), oksijeni (O), nitrojeni (N), niobamu (Nb) na titani (Ti). Ushawishi wa vipengele vya kawaida vya kemikali kwenye sifa za chuma ni kama ifuatavyo:
1. Kaboni (C): Kwa kuongezeka kwa kiwango cha kaboni katika chuma, nguvu ya mavuno na nguvu ya mvutano huongezeka, lakini unyumbufu na nguvu ya athari hupungua; Hata hivyo, kiwango cha kaboni kinapozidi 0.23%, uwezo wa kulehemu wa chuma hupungua. Kwa hivyo, kiwango cha kaboni cha chuma cha kimuundo cha aloi ya chini kinachotumika kwa kulehemu kwa ujumla hakizidi 0.20%. Ongezeko la kiwango cha kaboni pia litapunguza upinzani wa kutu wa angahewa wa chuma, na chuma cha kaboni nyingi ni rahisi kutu katika hewa wazi. Kwa kuongezea, kaboni inaweza kuongeza ubaridi na unyeti wa kuzeeka wa chuma.
2. Silicon (Si): Silicon ni kiondoa oksidi chenye nguvu katika mchakato wa kutengeneza chuma, na kiwango cha silicon katika chuma kilichouawa kwa ujumla ni 0.12%-0.37%. Ikiwa kiwango cha silicon katika chuma kinazidi 0.50%, silicon huitwa kipengele cha aloi. Silicon inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa kikomo cha elastic, nguvu ya mavuno na nguvu ya mvutano wa chuma, na hutumika sana kama chuma cha chemchemi. Kuongeza silicon 1.0-1.2% kwenye chuma cha kimuundo kilichozimwa na kilichowashwa kunaweza kuongeza nguvu kwa 15-20%. Ikichanganywa na silicon, molybdenum, tungsten na chromium, inaweza kuboresha upinzani wa kutu na upinzani wa oksidi, na inaweza kutumika kutengeneza chuma kinachostahimili joto. Chuma cha kaboni kidogo chenye silicon 1.0-4.0%, chenye upenyezaji wa sumaku wa juu sana, hutumika kama chuma cha umeme katika tasnia ya umeme. Ongezeko la kiwango cha silicon litapunguza uwezo wa kulehemu wa chuma.
3. Manganese (Mn): Manganese ni kiondoa oksidi na kiondoa salfa nzuri. Kwa ujumla, chuma kina manganese 0.30-0.50%. Manganese zaidi ya 0.70% inapoongezwa kwenye chuma cha kaboni, huitwa "chuma cha manganese". Ikilinganishwa na chuma cha kawaida, sio tu kwamba ina uimara wa kutosha, lakini pia ina nguvu na ugumu wa juu, ambayo huboresha uwezo wa ugumu na uwezo wa kufanya kazi kwa moto wa chuma. Chuma chenye manganese 11-14% kina upinzani mkubwa wa uchakavu, na mara nyingi hutumika kwenye ndoo ya kuchimba, mjengo wa kinu cha mpira, n.k. Kwa kuongezeka kwa kiwango cha manganese, upinzani wa kutu wa chuma hupungua na utendaji wa kulehemu hupungua.
4. Fosforasi (P): Kwa ujumla, fosforasi ni kipengele hatari katika chuma, ambacho huboresha nguvu ya chuma, lakini hupunguza unyumbufu na uimara wa chuma, huongeza ubaridi wa chuma, na hudhoofisha utendaji wa kulehemu na utendaji wa kupinda kwa baridi. Kwa hivyo, kwa kawaida inahitajika kwamba kiwango cha fosforasi katika chuma kiwe chini ya 0.045%, na hitaji la chuma cha ubora wa juu liwe chini.
5. Sulfuri (S): Sulfuri pia ni kipengele hatari katika hali ya kawaida. Hufanya chuma kuwa moto kuvunjika, hupunguza unyumbufu na ugumu wa chuma, na husababisha nyufa wakati wa kughushi na kuviringisha. Sulfuri pia ina madhara kwa utendaji wa kulehemu na hupunguza upinzani wa kutu. Kwa hivyo, kiwango cha sulfuri kwa kawaida huwa chini ya 0.055%, na kile cha chuma cha ubora wa juu ni chini ya 0.040%. Kuongeza sulfuri 0.08-0.20% kwenye chuma kunaweza kuboresha uwezo wa mashine, ambayo kwa kawaida huitwa chuma kinachokata bure.
6. Aluminium (Al): Aluminium ni kiondoa oksidi kinachotumika sana katika chuma. Kuongeza kiasi kidogo cha alumini kwenye chuma kunaweza kuboresha ukubwa wa chembe na kuboresha uimara wa athari; Aluminium pia ina upinzani wa oksidi na upinzani wa kutu. Mchanganyiko wa alumini na kromiamu na silicon unaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa utendaji wa kung'oa kwa joto la juu na upinzani wa kutu kwa joto la juu wa chuma. Ubaya wa alumini ni kwamba huathiri utendaji wa kufanya kazi kwa moto, utendaji wa kulehemu na utendaji wa kukata wa chuma.
7. Oksijeni (O) na nitrojeni (N): Oksijeni na nitrojeni ni vipengele hatari vinavyoweza kuingia kutoka kwenye gesi ya tanuru wakati chuma kinayeyuka. Oksijeni inaweza kufanya chuma kuwa moto kuvunjika, na athari yake ni kali zaidi kuliko ile ya salfa. Nitrojeni inaweza kufanya uchakavu wa chuma kuwa baridi sawa na ule wa fosforasi. Athari ya kuzeeka ya nitrojeni inaweza kuongeza ugumu na nguvu ya chuma, lakini kupunguza unyumbufu na uthabiti, hasa katika kesi ya kuzeeka kwa ugeugeu.
8. Niobiamu (Nb), vanadium (V) na titani (Ti): Niobiamu, vanadium na titani zote ni vipengele vya kusafisha nafaka. Kuongeza vipengele hivi ipasavyo kunaweza kuboresha muundo wa chuma, kuboresha nafaka na kuboresha kwa kiasi kikubwa nguvu na uthabiti wa chuma.