Các nguyên tố ảnh hưởng đến tính chất thép

vnWelder

Administrator
Thành viên BQT
#1
Mangan

Mangan được cho vào mọi thép dưới dạng ferô mangan để khử ôxy thép ở trạng thái lỏng tức là để loại trừ FeO rất có hại:

Mn + FeO → Fe + MnO
(MnO nổi lên đi vào xỉ và bị cào ra khỏi lò)

Ngoài ra mangan cũng loại trừ được tác hại của lưu huỳnh.

Mangan có ảnh hưởng tốt đến cơ tính, khi hòa tan vào ferit nó nâng cao độ bền và độ cứng của pha này (hình 5.2a), do vậy làm tăng cơ tính của thép, song lượng mangan cao nhất trong thép cacbon cũng chỉ nằm trong giới hạn 0,50 - 0,80% nên ảnh hưởng này không quan trọng. Mn còn có tác dụng làm giảm nhẹ tác hại của lưu huỳnh.

Silic

Silic được cho vào nhiều loại thép dưới dạng ferô silic để khử ôxy triệt để thép ở trạng thái lỏng:

Si + FeO → Fe + SiO2
(SiO2 nổi lên đi vào xỉ và bị cào ra khỏi lò)

Giống như mangan, silic hòa tan vào ferit cũng nâng cao độ bền và độ cứng của pha này (hình 5.2a) nên làm tăng cơ tính của thép, song lượng silic cao nhất trong thép cacbon cũng chỉ trong giới hạn 0,20 - 0,40% nên tác dụng này cũng không rõ rệt.

Phôtpho

Là nguyên tố có khả năng hòa tan vào ferit (tới 1,20% ở hợp kim thuần Fe - C, còn trong thép giới hạn hòa tan này giảm đi mạnh) và làm xô lệch rất mạnh mạng tinh thể pha này làm tăng mạnh tính giòn; khi lượng phôtpho vượt quá giới hạn hòa tan nó sẽ tạo nên Fe3P cứng và giòn. Do đó phôtpho là nguyên tố gây giòn nguội hay bở nguội (ở nhiệt độ thường). Chỉ cần có 0,10%P hòa tan, ferit đã trở nên giòn. Song phôtpho là nguyên tố thiên tích (phân bố không đều) rất mạnh nên để tránh giòn lượng phôtpho trong thép phải ít hơn 0,050% (để nơi tập trung cao nhất lượng phôpho cũng không thể vượt quá 0,10% là giới hạn gây ra giòn).

Lưu huỳnh

Khác với phôtpho, lưu huỳnh hoàn toàn không hòa tan trong Fe (cả Feα lẫn Feγ) mà tạo nên hợp chất FeS. Cùng tinh (Fe + FeS) tạo thành ở nhiệt độ thấp (988oC), kết tinh sau cùng do đó nằm ở biên giới hạt; khi nung thép lên để cán, kéo (thường ở 1100 - 1200oC) biên giới bị chảy ra làm thép dễ bị đứt, gãy như là thép rất giòn. Người ta gọi hiện tượng này là giòn nóng hay bở nóng.

Khi đưa mangan vào, do có ái lực với lưu huỳnh mạnh hơn sắt nên thay vì FeS sẽ tạo nên MnS. Pha này kết tinh ở nhiệt độ cao, 1620oC, dưới dạng các hạt nhỏ rời rạc và ở nhiệt độ cao có tính dẻo nhất định nên không bị chảy hoặc đứt, gãy. Sunfua mangan cũng có lợi cho gia công cắt.

Nguồn: vatlieucokhi (at) gmail dot com​
 
Top