השפעת רכיבי מתכת הכלולים בחוט ריתוך על איכות הריתוך

לריתוך חוט המכיל Si, Mn, S, P, Cr, Al, Ti, Mo, V ואלמנטים סגסוגים אחרים. ההשפעה של רכיבי סגסוג אלה על ביצועי הריתוך מתוארת להלן:

סיליקון (Si)

סיליקון הוא האלמנט הנפוץ ביותר לניקוי חמצון בחוטי ריתוך, הוא יכול למנוע שילוב של ברזל עם חמצון, ויכול להפחית את FeO בבריכה המותכת. עם זאת, אם נעשה שימוש בדחימצון סיליקון לבד, ל-SiO2 המתקבל יש נקודת התכה גבוהה (כ-1710 מעלות צלזיוס), והחלקיקים המתקבלים קטנים, מה שמקשה על הציפה מהבריכה המותכת, מה שעלול לגרום בקלות לתכלילים של סיגים. לרתך מתכת.

מנגן (Mn)

ההשפעה של מנגן דומה לזו של סיליקון, אך יכולת ההתחמצנות שלו גרועה במעט מזו של הסיליקון. באמצעות ניקוי חמצון של מנגן בלבד, ל-MnO שנוצר יש צפיפות גבוהה יותר (15.11g/cm3), וזה לא קל לצוף החוצה מהבריכה המותכת. המנגן הכלול בחוט הריתוך, בנוסף לניקוי החמצון, יכול גם להתאחד עם גופרית ליצירת מנגן גופרתי (MnS), ולהסיר אותו (דה גופרית), כך שהוא יכול להפחית את הנטייה לסדקים חמים הנגרמים על ידי גופרית. היות וסיליקון ומנגן משמשים לבד לסילוק חמצון, קשה להסיר את המוצרים שעברו שחרור חמצון. לפיכך, נעשה כיום שימוש בעיקר בסיליקון-מנגן בסיליקון, כך שניתן לחבר את SiO2 ו-MnO שנוצרו לסיליקט (MnO·SiO2). ל-MnO·SiO2 נקודת התכה נמוכה (כ-1270 מעלות צלזיוס) וצפיפות נמוכה (כ-3.6g/cm3), והוא יכול להתעבות לחתיכות גדולות של סיגים ולצוף החוצה בבריכה המותכת כדי להשיג אפקט דה-אוקסידציה טוב. מנגן הוא גם אלמנט סגסוג חשוב בפלדה ואלמנט התקשות חשוב, שיש לו השפעה רבה על הקשיחות של מתכת הריתוך. כאשר תכולת ה-Mn נמוכה מ-0.05%, הקשיחות של מתכת הריתוך גבוהה מאוד; כאשר תוכן Mn הוא יותר מ-3%, הוא שביר מאוד; כאשר תכולת Mn היא 0.6-1.8%, למתכת הריתוך יש חוזק וקשיחות גבוהים יותר.

גופרית (S)

גופרית קיימת לרוב בצורת ברזל גופרתי בפלדה, והיא מופצת בגבול התבואה בצורת רשת, ובכך מפחיתה משמעותית את הקשיחות של הפלדה. הטמפרטורה האוטקטית של ברזל בתוספת ברזל גופרתי נמוכה (985 מעלות צלזיוס). לכן, במהלך עבודה חמה, מכיוון שטמפרטורת התחלת העיבוד היא בדרך כלל 1150-1200 מעלות צלזיוס, והאאוקטיקה של ברזל וגופרית ברזל נמסה, וכתוצאה מכך פיצוח במהלך העיבוד, תופעה זו היא מה שנקרא "התפרקות חמה של גופרית" . תכונה זו של גופרית גורמת לפלדה לפתח סדקים חמים במהלך הריתוך. לכן, תכולת הגופרית בפלדה נשלטת בדרך כלל בקפדנות. ההבדל העיקרי בין פלדת פחמן רגילה, פלדת פחמן איכותית ופלדה איכותית מתקדמת טמון בכמות הגופרית והזרחן. כפי שהוזכר קודם, למנגן יש אפקט של הסרת גופרית, מכיוון שמנגן יכול ליצור מנגן גופרתי (MnS) עם נקודת התכה גבוהה (1600 מעלות צלזיוס) עם גופרית, המופצת בדגן בצורה גרגירית. במהלך עבודה חמה, למנגן גופרתי יש פלסטיות מספקת, ובכך מבטל את ההשפעה המזיקה של גופרית. לכן, כדאי לשמור על כמות מסוימת של מנגן בפלדה.

זרחן (P)

זרחן יכול להיות מומס לחלוטין בפריט בפלדה. ההשפעה המחזקת שלו על פלדה היא שנייה רק ​​לפחמן, מה שמגביר את החוזק והקשיחות של הפלדה. זרחן יכול לשפר את העמידות בפני קורוזיה של פלדה, בעוד שהפלסטיות והקשיחות מופחתות באופן משמעותי. במיוחד בטמפרטורות נמוכות, ההשפעה חמורה יותר, מה שנקרא נטיית הכריעה הקרה של זרחן. לכן, זה לא חיובי לריתוך ומגביר את רגישות הסדקים של פלדה. בתור טומאה, יש להגביל גם את תכולת הזרחן בפלדה.

Chromium (Cr)

כרום יכול להגביר את החוזק והקשיחות של הפלדה מבלי להפחית את הפלסטיות והקשיחות. לכרום יש עמידות חזקה בפני קורוזיה ועמידות לחומצות, ולכן נירוסטה אוסטניטית מכילה בדרך כלל יותר כרום (יותר מ-13%). לכרום יש גם עמידות חזקה לחמצון ועמידות בחום. לכן, כרום נמצא בשימוש נרחב גם בפלדה עמידה בחום, כגון 12CrMo, 15CrMo 5CrMo וכן הלאה. פלדה מכילה כמות מסוימת של כרום [7]. כרום הוא יסוד מרכיב חשוב של פלדה אוסטניטית ואלמנט מפריז, שיכול לשפר את עמידות החמצון ואת התכונות המכניות בטמפרטורה גבוהה בסגסוגת פלדה. בנירוסטה אוסטניטית, כאשר הכמות הכוללת של כרום וניקל היא 40%, כאשר Cr/Ni = 1, יש נטייה לפיצוח חם; כאשר Cr/Ni = 2.7, אין נטייה לפיצוח חם. לכן, כאשר Cr/Ni = 2.2 עד 2.3 באופן כללי פלדה 18-8, קל לייצר כרום קרבידים בפלדת סגסוגת, מה שמחמיר את הולכת החום של פלדת סגסוגת, ותחמוצת כרום קל לייצור, מה שמקשה על הריתוך.

אלומיניום (AI)

אלומיניום הוא אחד היסודות המשחררים את החמצון החזקים, כך ששימוש באלומיניום כחומר מסיר חמצון יכול לא רק לייצר פחות FeO, אלא גם להפחית בקלות את FeO, לעכב ביעילות את התגובה הכימית של גז CO הנוצר בבריכה המותכת, ולשפר את היכולת לעמוד בפני CO. נקבוביות. בנוסף, אלומיניום יכול גם לשלב עם חנקן לקיבוע חנקן, כך שהוא יכול גם להפחית את נקבוביות החנקן. עם זאת, עם דה-חמצון מאלומיניום, ל-Al2O3 המתקבל יש נקודת התכה גבוהה (כ-2050 מעלות צלזיוס), והוא קיים בבריכה המותכת במצב מוצק, מה שעלול לגרום להכללת סיגים בריתך. יחד עם זאת, חוט הריתוך המכיל אלומיניום קל לגרום להתזה, ותכולת האלומיניום הגבוהה תפחית גם את התנגדות הסדקים התרמיים של מתכת הריתוך, ולכן יש לשלוט בקפדנות על תכולת האלומיניום בחוט הריתוך ולא צריך להיות יותר מדי. הַרבֵּה. אם תכולת האלומיניום בחוט הריתוך נשלטת כראוי, הקשיות, נקודת התפוקה וחוזק המתיחה של מתכת הריתוך ישתפרו מעט.

טיטניום (Ti)

טיטניום הוא גם יסוד משחרר חמצון חזק, והוא יכול גם לסנתז TiN עם חנקן כדי לקבע חנקן ולשפר את היכולת של מתכת ריתוך להתנגד לנקבוביות חנקן. אם התוכן של Ti ו-B (בורון) במבנה הריתוך מתאים, ניתן לשכלל את מבנה הריתוך.

מוליבדן (מו)

מוליבדן בסגסוגת פלדה יכול לשפר את החוזק והקשיות של פלדה, לעדן גרגירים, למנוע שבירות מזג ונטייה להתחממות יתר, לשפר חוזק בטמפרטורה גבוהה, חוזק זחילה וחוזק עמיד, וכאשר תכולת מוליבדן נמוכה מ-0.6%, זה יכול לשפר את הפלסטיות, מפחית נטייה להיסדק ומשפרת את קשיחות ההשפעה. מוליבדן נוטה לקדם גרפיטיזציה. לכן הפלדה הכללית המכילה מוליבדן עמידה בחום כמו 16Mo, 12CrMo, 15CrMo וכו' מכילה כ-0.5% מוליבדן. כאשר תכולת המוליבדן בפלדת סגסוגת היא 0.6-1.0%, מוליבדן יפחית את הפלסטיות והקשיחות של פלדת סגסוגת ויגביר את נטיית ההמרה של פלדת סגסוגת.

ונדיום (V)

ונדיום יכול להגביר את חוזק הפלדה, לעדן גרגרים, להפחית את הנטייה לצמיחת גרגרים ולשפר את יכולת ההתקשות. ונדיום הוא יסוד היוצר קרביד חזק יחסית, והקרבידים הנוצרים יציבים מתחת ל-650 מעלות צלזיוס. אפקט התקשות זמן. לקרבידים ונדיום יש יציבות בטמפרטורה גבוהה, מה שיכול לשפר את קשיות הפלדה בטמפרטורה גבוהה. ונדיום יכול לשנות את התפלגות הקרבידים בפלדה, אבל ונדיום קל ליצור תחמוצות עקשן, מה שמגביר את הקושי של ריתוך גז וחיתוך גז. בדרך כלל, כאשר תכולת הונדיום בתפר הריתוך היא כ-0.11%, היא יכולה למלא תפקיד בקיבוע חנקן, ולהפוך לחסרון לחיובי.