Eefeito de carbo em aço
O papel do carbono no aço é um equilíbrio delicado. Por um lado, à medida que o teor de carbono aumenta, a resistência ao escoamento e a resistência à tração do aço aumentam, mas por outro lado, a sua plasticidade e resistência ao impacto diminuem.
Como resultado, o teor de carbono deve ser adaptado ao uso pretendido do aço. Quando o teor de carbono excede 0,23%, o desempenho da soldagem deteriora-se significativamente, razão pela qual o teor de carbono do aço estrutural de baixa liga utilizado para soldagem não deve exceder 0,20%.
Além disso, o teor excessivo de carbono reduz a resistência do aço à corrosão atmosférica, tornando o aço com alto teor de carbono em ambientes ao ar livre vulnerável à corrosão.
No entanto, o alto teor de carbono não é totalmente negativo, pois também pode melhorar a fragilidade do aço a frio e a sensibilidade ao envelhecimento.
Eefeito de silício em aço
O silício é adicionado como agente redutor e agente desoxidante durante o processo de fabricação do aço, resultando em aço que contém 0,15-0,30% de silício. Quando o teor de silício excede 0,50-0,60%, é considerado um elemento de liga.
O silício pode aumentar significativamente o limite elástico, a resistência ao escoamento e a resistência à tração do aço e, portanto, é amplamente utilizado em aços para molas, como 65Mn e 82B, que contêm 0,15-0,37% de silício.
Adicionar 1,0-1,2% de silício ao aço estrutural temperado e revenido pode aumentar sua resistência em 15-20%.
Além disso, quando combinado com elementos como molibdênio, tungstênio e cromo, o silício melhora a resistência à corrosão e oxidação do aço e é usado para produzir aço resistente ao calor.
O aço de baixo carbono contendo 1,0-4,0% de silício tem permeabilidade magnética extremamente alta e é usado para fabricar chapas de aço silício na indústria elétrica.
No entanto, o silício tem a desvantagem de reduzir o desempenho de soldagem do aço.
Eefeito de euanganês em aço
Durante o processo de fabricação do aço, o manganês atua como um bom desoxidante e dessulfurizante, e o aço normalmente contém 0,30-0,50% de manganês.
Se mais de 0,70% de manganês for adicionado ao aço carbono, ele será considerado “aço manganês”.
Este tipo de aço não possui apenas tenacidade adequada, mas também maior resistência e dureza do que o aço normal. O manganês melhora a temperabilidade e a trabalhabilidade a quente do aço; por exemplo, o limite de escoamento do aço 16Mn é 40% maior que o do aço A3.
O aço contendo 11-14% de manganês tem resistência ao desgaste extremamente alta e é usado em aplicações como caçambas de escavadeiras e revestimentos de moinhos de bolas. No entanto, o alto teor de manganês também apresenta desvantagens.
Quando o teor de manganês é alto, o aço fica mais sujeito à fragilidade no revenido. O manganês promove o crescimento dos grãos, o que deve ser levado em consideração durante o tratamento térmico. Quando a fração mássica de manganês excede 1%, o desempenho de soldagem do aço diminui.
Eefeito de éenxofre em aço
O enxofre é um elemento nocivo do aço proveniente do minério siderúrgico e do coque combustível. No aço, o enxofre existe na forma de FeS e forma compostos com Fe que têm um baixo ponto de fusão (985°C), enquanto a temperatura de trabalho a quente do aço é tipicamente 1150-1200°C.
Como resultado, durante o trabalho a quente, o composto FeS derrete prematuramente, causando rachaduras na peça, um fenômeno conhecido como “fragilidade a quente”. Quanto maior o teor de enxofre, mais severa será a fragilidade a quente, portanto o teor de enxofre deve ser controlado.
Para aço de alta qualidade, o teor de enxofre é inferior a 0,02-0,03%; para aço de qualidade, é inferior a 0,03-0,045%; e para o aço comum, é inferior a 0,055-0,07%. Em alguns casos, o enxofre é adicionado ao aço.
Por exemplo, adicionar 0,08-0,20% de enxofre ao aço pode melhorar sua trabalhabilidade no corte, resultando no que é conhecido como aço de corte livre.
No entanto, o enxofre também tem efeitos negativos no desempenho da soldadura e pode reduzir a resistência à corrosão.
Eefeito de pfósforo em aço
O fósforo é introduzido no aço através do minério. De modo geral, o fósforo é um elemento prejudicial ao aço. Embora possa aumentar a resistência e a dureza do aço, reduz bastante sua plasticidade e resistência ao impacto.
Em baixas temperaturas, o fósforo torna o aço significativamente frágil, um fenômeno conhecido como “fragilidade a frio”, que deteriora seu trabalho a frio e sua soldabilidade.
Quanto maior o teor de fósforo, mais severa é a fragilidade ao frio, por isso o controle do teor de fósforo no aço é rigoroso.
O aço de alta qualidade tem um teor de fósforo inferior a 0,025%, o aço de qualidade tem um teor de fósforo inferior a 0,04% e o aço comum tem um teor de fósforo inferior a 0,085%.
Eefeito de óoxigênio em aço
O oxigênio é um elemento nocivo do aço que entra naturalmente no processo de fabricação do aço. Apesar da adição de manganês, silício, ferro e alumínio para desoxidação no final da siderurgia, não é possível retirar todo o oxigênio.
O oxigênio aparece no aço como FeO, MnO, SiO2, Al2O3 e outras inclusões, que diminuem a resistência e a plasticidade do aço. Em particular, tem um impacto significativo na resistência à fadiga e na resistência ao impacto.
Eefeito de nnitrogênio em aço
A ferrita tem baixa capacidade de dissolver nitrogênio. Quando o nitrogênio é supersaturado no aço, ele precipitará na forma de nitretos após um longo período de tempo ou após aquecimento a 200-300°C, aumentando a dureza e a resistência do aço, mas reduzindo sua plasticidade e causando envelhecimento.
Para eliminar a tendência ao envelhecimento, Al, Ti ou V podem ser adicionados ao aço fundido para tratamento de fixação de nitrogênio, que fixa o nitrogênio na forma de AlN, TiN ou VN.
Eefeito de ccromo em aço
O cromo aumenta muito a resistência, a dureza e a resistência ao desgaste do aço estrutural e do aço para ferramentas, proporcionando ao aço boa resistência à oxidação e à corrosão.
Como resultado, o cromo é um importante elemento de liga para aço inoxidável e aço resistente ao calor. O cromo também melhora a temperabilidade do aço e é um elemento de liga crucial.
No entanto, o cromo também aumenta a temperatura de transição frágil do aço, aumenta sua fragilidade no revenido e pode causar dificuldades no processo de processamento.
Eefeito de nickel em aço
O níquel aumenta a resistência do aço, preservando boa plasticidade e tenacidade. Possui alta resistência à corrosão por ácidos e álcalis e é resistente à ferrugem e ao calor em altas temperaturas. No entanto, como o níquel é um recurso escasso, outros elementos de liga são frequentemente utilizados em vez do aço níquel-cromo.
Eefeito de euolibdênio em aço
O molibdênio refina a estrutura do grão do aço, melhora a temperabilidade e a resistência a quente e mantém resistência e resistência suficientes à fluência em altas temperaturas (quando a deformação ocorre sob tensão de longo prazo em altas temperaturas).
Quando adicionado ao aço estrutural, o molibdênio melhora suas propriedades mecânicas e também reduz a fragilidade da liga de aço devido ao fogo. Além disso, quando adicionado ao aço para ferramentas, o molibdênio melhora sua dureza vermelha.
Eefeito de titânio em aço
O titânio é um forte desoxidante do aço. Torna a estrutura interna do aço mais densa, refina sua estrutura de grãos, reduz a sensibilidade ao envelhecimento e a fragilidade ao frio e melhora o desempenho da soldagem. Adicionar a quantidade apropriada de titânio ao aço inoxidável austenítico Cr18Ni9 pode prevenir a corrosão intergranular.
Eefeito de vanádio em aço
O vanádio é um excelente desoxidante do aço. Ao adicionar 0,5% de vanádio ao aço, a estrutura do grão é refinada e a resistência e a tenacidade são melhoradas. Os carbonetos formados pela combinação de vanádio e carbono aumentam a resistência à corrosão por hidrogênio sob alta temperatura e pressão.
Eefeito de tungstênio em aço
O tungstênio tem um alto ponto de fusão e alta densidade, o que o torna um elemento de liga crucial. Os carbonetos formados a partir de tungstênio e carbono apresentam alta dureza e resistência ao desgaste. A adição de tungstênio ao aço para ferramentas melhora significativamente sua dureza vermelha e resistência ao calor, tornando-o adequado para uso como ferramentas de corte e matrizes de forjamento.
Eefeito de nióbio em aço
O nióbio refina a estrutura dos grãos do aço e reduz sua sensibilidade ao superaquecimento e à fragilidade do revenimento, ao mesmo tempo que melhora sua resistência, mas diminui sua plasticidade e tenacidade.
A adição de nióbio ao aço comum de baixa liga aumenta sua resistência à corrosão atmosférica e à corrosão por hidrogênio, nitrogênio e amônia em altas temperaturas. O nióbio também melhora o desempenho da soldagem. Quando adicionado ao aço inoxidável austenítico, o nióbio evita a corrosão intergranular.
Eefeito de cobalto em aço
O cobalto é um metal raro e valioso usado principalmente em aços e ligas especiais, como aço resistente ao calor e materiais magnéticos.
Eefeito de coper em aço
O aço WISCO, feito de Daye Ore, geralmente contém cobre. O cobre aumenta a resistência e a tenacidade, particularmente o desempenho contra a corrosão atmosférica. A desvantagem é que é mais provável que ocorra fragilidade a quente durante o processamento a quente. Quando o teor de cobre excede 0,5%, a plasticidade é bastante reduzida, mas quando o teor de cobre é inferior a 0,50%, não tem impacto na soldabilidade.
Eefeito de aalumínio em aço
O alumínio é um desoxidante comum no aço. Ao adicionar uma pequena quantidade de alumínio ao aço, a estrutura do grão é refinada e a resistência ao impacto é melhorada, como visto no aço 08Al usado para chapas de estampagem profunda. O alumínio também possui resistência à oxidação e corrosão.
Quando combinado com cromo e silício, o alumínio melhora muito o desempenho de não esfolamento em altas temperaturas e a resistência à corrosão em altas temperaturas. No entanto, o alumínio impacta negativamente a trabalhabilidade a quente, o desempenho de soldagem e o desempenho de corte do aço.
Eefeito de boron em aço
Ao adicionar uma pequena quantidade de boro ao aço, a compactação e as propriedades de laminação a quente do aço são melhoradas e sua resistência aumenta.
Eefeito de Rsão earte eelemento em aço
Os elementos de terras raras referem-se aos 15 lantanídeos com números atômicos 57-71 na tabela periódica. Esses elementos são todos metais, mas seus óxidos são semelhantes à “terra”, por isso são comumente chamados de terras raras. A adição de elementos de terras raras ao aço modifica a composição, forma, distribuição e propriedades das inclusões no aço, melhorando várias propriedades, como tenacidade, soldabilidade e trabalhabilidade a frio. Adicionar elementos de terras raras ao ferro do arado melhora a resistência ao desgaste.
Veja também:
- Efeitos de um total de 48 elementos de liga em aço
