Thép về cơ bản là sắt và hợp kim carbon với các yếu tố bổ sung nhất định. Quá trình thép được hợp kim hóa được sử dụng để thay đổi thành phần hóa học của thép và cải thiện tính chất của nó so với thép carbon hoặc điều chỉnh chúng để đáp ứng các yêu cầu của một ứng dụng cụ thể.
Trong quá trình hợp kim hóa, các kim loại được kết hợp để tạo ra các cấu trúc mới cung cấp cường độ cao hơn, ít ăn mòn hơn hoặc các đặc tính khác. Thép không gỉ – inox là một ví dụ về thép hợp kim bao gồm bổ sung crôm.
Lợi Ích Của Hợp Kim Thép
Các yếu tố hợp kim khác nhau. Một số tính chất có thể được cải thiện thông qua hợp kim hóa bao gồm:
+ Ổn định austenite : Các nguyên tố như niken, mangan, coban và đồng làm tăng phạm vi nhiệt độ trong đó austenite tồn tại.
+ Ổn định ferrite : Crom, vonfram, molypden, vanadi, nhôm và silic có thể giúp làm giảm độ hòa tan của carbon trong austenite. Điều này dẫn đến sự gia tăng số lượng cacbua trong thép và làm giảm phạm vi nhiệt độ trong đó austenite tồn tại.
+ Cacbua hình thành : Nhiều kim loại nhỏ, bao gồm crom, vonfram, molypden, titan, niobi, tantalum và zirconi, tạo ra các cacbua mạnh mà thép trong thép tăng độ cứng và sức mạnh. Thép như vậy thường được sử dụng để làm thép tốc độ cao và thép công cụ gia công nóng.
+ Graphitizing : Silicon, niken, coban và nhôm có thể làm giảm tính ổn định của cacbua trong thép, thúc đẩy sự phân hủy của chúng và hình thành than chì tự do.
Trong các ứng dụng cần giảm nồng độ eutectoid, titan, molypden, vonfram, silicon, crom và niken được thêm vào. Những yếu tố này đều làm giảm nồng độ eutectoid của carbon trong thép.
Nhiều ứng dụng thép yêu cầu tăng khả năng chống ăn mòn. Để đạt được kết quả này, nhôm, silicon và crom được hợp kim hóa. Chúng tạo thành một lớp oxit bảo vệ trên bề mặt thép. Do đó bảo vệ kim loại khỏi bị hư hỏng thêm trong một số môi trường nhất định.
Hợp Kim Thép Thông Thường
Dưới đây là danh sách các yếu tố hợp kim thép thường được sử dụng và tác động của chúng đối với thép (hàm lượng tiêu chuẩn trong ngoặc đơn):
• Thép + Nhôm (0,95-1,30%): Một chất khử oxy. Được sử dụng để hạn chế sự phát triển của các hạt austenite.
• Thép + Boron (0,001-0,003%): Một tác nhân có độ cứng giúp cải thiện khả năng biến dạng và khả năng gia công. Boron được thêm vào thép tiêu diệt hoàn toàn và chỉ cần thêm vào với số lượng rất nhỏ để có tác dụng làm cứng. Bổ sung boron có hiệu quả nhất trong thép carbon thấp.
• Thép + Chromium (0,5-18%): Thành phần chính của thép không gỉ. Với hàm lượng hơn 12 phần trăm, crom cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn. Kim loại cũng cải thiện độ cứng, sức mạnh, đáp ứng với xử lý nhiệt và chống mài mòn.
• Thép + Cobalt: Cải thiện sức mạnh ở nhiệt độ cao và tính thấm từ.
• Thép + Đồng (0,1-0,4%): Thường được tìm thấy như một tác nhân còn lại trong thép, đồng cũng được thêm vào để tạo ra các đặc tính làm cứng kết tủa và tăng khả năng chống ăn mòn.
• Thép + Chì: Mặc dù hầu như không hòa tan trong thép lỏng hoặc thép rắn, đôi khi chì được thêm vào thép carbon thông qua sự phân tán cơ học trong quá trình rót để cải thiện khả năng gia công.
• Thép + Mangan (0,25-13%): Tăng sức mạnh ở nhiệt độ cao bằng cách loại bỏ sự hình thành của sunfua sắt. Mangan cũng cải thiện độ cứng, độ dẻo và chống mài mòn. Giống như niken, mangan là một nguyên tố hình thành austenite và có thể được sử dụng trong AISI 200 Series thép không gỉ Austenitic thay thế cho niken.
• Thép + Molypden (0,2-5.0%): Được tìm thấy với số lượng nhỏ bằng thép không gỉ, molypden làm tăng độ cứng và độ bền, đặc biệt là ở nhiệt độ cao. Thường được sử dụng trong thép austenit crom-niken, molypden bảo vệ chống ăn mòn rỗ do clorua và hóa chất lưu huỳnh.
• Thép + Niken (2-20%): Một nguyên tố hợp kim khác quan trọng đối với thép không gỉ, niken được thêm vào với hàm lượng hơn 8% đối với thép không gỉ crôm cao. Niken làm tăng sức mạnh, độ bền va đập và độ dẻo dai, đồng thời cải thiện khả năng chống oxy hóa và ăn mòn. Nó cũng làm tăng độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp khi thêm một lượng nhỏ.
• Thép + Niobi: Có lợi ích ổn định carbon bằng cách tạo thành các cacbua cứng và thường được tìm thấy trong thép nhiệt độ cao. Với một lượng nhỏ, niobi có thể làm tăng đáng kể cường độ năng suất và ở mức độ thấp hơn, độ bền kéo của thép cũng như có lượng mưa vừa phải tăng cường hiệu quả.
• Thép + Nitơ: Tăng độ ổn định austenitic của thép không gỉ và cải thiện sức mạnh năng suất trong các loại thép như vậy.
• Thép + Phốt pho: Phốt pho thường được thêm với lưu huỳnh để cải thiện khả năng gia công trong thép hợp kim thấp. Nó cũng thêm sức mạnh và tăng khả năng chống ăn mòn.
• Thép + Selen: Tăng khả năng gia công.
• Thép + Silic (0,2-2,0%): Kim loại này cải thiện sức mạnh, độ đàn hồi, kháng axit và dẫn đến kích thước hạt lớn hơn. Do đó, dẫn đến tính thấm từ lớn hơn. Bởi vì silicon được sử dụng trong một tác nhân khử oxy trong sản xuất thép, nên nó hầu như luôn được tìm thấy ở một số phần trăm trong tất cả các loại thép.
• Thép + Lưu huỳnh (0,08-0,15%): Được thêm vào một lượng nhỏ, lưu huỳnh giúp cải thiện khả năng gia công mà không gây ra hiện tượng nóng. Với việc bổ sung độ nóng của mangan sẽ giảm hơn nữa do thực tế là mangan sulfide có điểm nóng chảy cao hơn so với sunfua sắt.
• Thép + Titanium: Cải thiện cả sức mạnh và khả năng chống ăn mòn trong khi hạn chế kích thước hạt austenite. Với hàm lượng titan 0,25-0,60%, carbon kết hợp với titan, cho phép crom giữ nguyên ranh giới hạt và chống lại quá trình oxy hóa.
• Thép + Vonfram: Sản xuất cacbua ổn định và tinh chỉnh kích thước hạt để tăng độ cứng, đặc biệt là ở nhiệt độ cao.
• Thép + Vanadi (0,15%): Giống như titan và niobi, vanadi có thể tạo ra các cacbua ổn định làm tăng sức mạnh ở nhiệt độ cao. Bằng cách thúc đẩy một cấu trúc hạt mịn, độ dẻo có thể được giữ lại.
• Thép + Zirconium (0,1%): Tăng sức mạnh và giới hạn kích thước hạt. Sức mạnh có thể được tăng lên đáng chú ý ở nhiệt độ rất thấp (dưới mức đóng băng). Thép bao gồm zirconium hàm lượng lên đến khoảng 0,1% sẽ có kích thước hạt nhỏ hơn và chống gãy xương.
![Ống hút nhựa có thể tái chế không? [Cách tái chế và vứt bỏ ống hút nhựa đúng cách]](https://phelieu247.com/wp-content/uploads/2019/08/ong-hut-co-the-tai-che-khong.jpg)
