O problema dos elementos residuais no a?o é um dos problemas importantes na indústria metalúrgica. No processo de fabrica??o do a?o, as matérias-primas (incluindo metal quente, sucata e ferroligas) trar?o muitos elementos de impureza para o forno. Alguns dos elementos de impureza podem ser removidos, mas alguns elementos de impureza permanecer?o no a?o, que s?o coletivamente chamados de elementos residuais.

Esses elementos residuais s?o um dos principais fatores causadores de instabilidade da qualidade do a?o. Alguns elementos residuais s?o fáceis de segregar, mesmo que seu teor seja muito baixo, terá um forte efeito negativo nas propriedades do a?o.

Por exemplo, o titanio residual em a?o de rolamento é um caso típico. Ti é fácil de reagir com n para produzir inclus?es de alta dureza, o que afeta muito a vida útil do a?o do rolamento.

1. Classifica??o dos elementos residuais

Alguns elementos residuais conhecidos no a?o podem ser divididos em três categorias de acordo com seu potencial de oxida??o, conforme mostrado na tabela abaixo. Eles s?o totalmente retidos, parcialmente retidos e raramente retidos no processo de fabrica??o do a?o.

Na tabela acima, o potencial de oxida??o do primeiro grupo de elementos é menor que o do ferro, e eles n?o participam da rea??o de oxida??o durante a fabrica??o do a?o, e quase todos se acumulam nos produtos siderúrgicos. O potencial de oxida??o do segundo tipo de elementos residuais é próximo ao do ferro. No processo de fabrica??o do a?o, apenas uma parte deles é removida por oxida??o, e o grau de remo??o está relacionado às características dos próprios elementos. O potencial de oxida??o do terceiro tipo de elementos é maior que o do ferro. No processo de sopro de a?o fundido, eles s?o primeiro oxidados na escória a ser removida, e apenas uma pequena parte deles entra no produto. Portanto, existem apenas 15 elementos na primeira e segunda categorias de a?o. Entre eles, 8 elementos s?o elementos totalmente reservados e 7 elementos s?o elementos parcialmente reservados.

2. Fonte de elementos residuais em a?o

A China é um país com um grande número de minérios de ferro intercrescimento, incluindo V, Ti, P, as, Sn, Sb, re (elementos de terras raras), etc., que s?o transformados em a?o durante a fundi??o. Além dos elementos residuais trazidos ao ferro fundido pelo minério de ferro primário, a maior fonte de elementos residuais no a?o fundido é a sucata de a?o

(1) Liga de a?o em sucata. Atualmente, n?o existe uma tecnologia econ?mica e eficaz para separar o a?o-liga do a?o-carbono comum, mas existem muitos tipos de elementos de liga em alguns a?os de média e alta liga. Na reciclagem do a?o, esses elementos de liga entrar?o no a?o como elementos residuais;

(2) Revestimento superficial ou revestimento em sucata de a?o. Entre eles, a folha de flandres é o mais problemático, que entra na reciclagem de sucata como uma caixa de latas, e outros revestimentos incluem cobre, níquel e cromo; chapa galvanizada também é amplamente utilizada, mas o zinco pode ser removido basicamente na fabrica??o de a?o sem considera??o; (3) metais n?o ferrosos envoltos em matérias-primas de sucata. A mais importante é a sucata de a?o, que contém alguns micro motores, a principal impureza é o cobre. No mercado, o conteúdo do elemento mais residual é o cobre, que é principalmente proveniente de sucata de automóveis para o forno siderúrgico. Estima-se que o teor médio de cobre na sucata de a?o seja de cerca de 0,3%, o que depende da fonte e propor??o de liga de a?o. O sb residual e como no a?o vêm principalmente do minério de ferro primário. quando a sucata contendo essas impurezas é reciclada, elas podem ser diluídas, mas a quantidade residual vai se acumulando gradualmente no a?o. O teor de H e N no a?o vem principalmente da atmosfera na oficina de fabrica??o de a?o, e seu teor depende principalmente da composi??o do a?o e do processo de fabrica??o do a?o.

3. Segrega??o de elementos residuais em a?o

Muitos elementos residuais existem e desempenham um papel no a?o na forma de segrega??o. A maioria dos elementos residuais tem forte capacidade de segrega??o em a?o; o processo de segrega??o desses elementos pode ocorrer n?o apenas no processo de solidifica??o do a?o líquido, mas também na subsequente transforma??o da fase sólida, mas necessita de um longo tempo de difus?o. Os principais elementos de segrega??o no riser de lingote s?o s, P e C, seguidos por sb, N, as, he Sn. A dureza desta parte do material é maior do que a de outras partes do lingote após a segrega??o. Em compara??o com a segrega??o de solidifica??o, os elementos residuais produzir?o segrega??o no contorno de gr?o durante a transforma??o ou aquecimento da fase sólida. Por exemplo, a fragilidade da segunda têmpera do a?o é causada principalmente pela segrega??o do contorno de gr?o de P, Sn, as e sb.

4. A fun??o dos elementos residuais

① Oito elementos totalmente retidos

Ni, Co, W e Mo podem melhorar a temperabilidade do a?o, que s?o elementos benéficos. Por um lado, o Cu pode causar fragiliza??o do cobre durante o trabalho a quente a alta temperatura, mas, por outro lado, pode melhorar a resistência à corros?o atmosférica do a?o; os elementos residuais Sn, as e Sb s?o elementos nocivos, que n?o apenas fortalecem a fragilidade do cobre no a?o, mas também levam à fragilidade da segunda têmpera do a?o-liga; O SN é um dos elementos residuais mais nocivos do a?o, o que pode reduzir bastante as propriedades mecanicas de alta temperatura do a?o e da liga.

② 7 elementos de reten??o parcial

C. Mn, s e P s?o os elementos de controle convencionais; Cr pode melhorar a resistência à oxida??o do a?o, aumentar a resistência à corros?o e temperabilidade do a?o, mas também aumentar a fragilidade do a?o; n é benéfico para controlar o tamanho de gr?o da austenita, mas também pode causar o envelhecimento por deforma??o do a?o; h no a?o é um tipo de elemento nocivo e prejudicial, que levará a manchas brancas e rachaduras em a?o de baixa liga de alta resistência.