15 остатъчни елементи в стомана

Проблемът с остатъчните елементи в стоманата е един от важните проблеми, пред които е изправена металургията 

индустрия. По време на процеса на производство на стомана суровините за производство на стомана (включително разтопено желязо, стоманен скрап 

и феросплави и др.) ще внесат голямо количество примесни елементи в пещта за производство на стомана. някои 

от примесните елементи могат да бъдат отстранени, но някои от примесните елементи ще останат в стоманата. 

Тази част от примесите (легирани елементи, които не са добавени умишлено) се наричат ​​колективно остатъчни 

елементи.

Тези остатъчни елементи са един от основните фактори за нестабилност на качеството на стоманата. Определен остатък 

елементите са склонни към сегрегация и дори при ниски нива могат да имат силен отрицателен ефект върху стоманата 

свойства.

Като например остатъчен титан в лагерна стомана е типичен случай. Ti лесно реагира с N, за да се получи 

включвания с висока твърдост, което значително влияе върху експлоатационния живот на лагерната стомана.

1. Класификация на остатъчните елементи

Известните остатъчни елементи в стоманата са разделени на три категории според техния окислителен потенциал, 

както е показано в следващата таблица. Показани са като пълно задържане, частично задържане и минимално 

задържане в процеса на производство на стомана.

В горната таблица окислителният потенциал на първия тип елементи е по-нисък от този на желязото и 

те не участват в окислителната реакция по време на производството на стомана и почти всички участват 

в крайна сметка се натрупват в стоманени продукти.

Окислителният потенциал на втория тип остатъчни елементи е близък до този на желязото. По време на 

разпенващ процес на производство на стомана, само част се окислява и отстранява, а степента на отстраняване е 

свързани с характеристиките на самите елементи.

Окислителният потенциал на третия тип елементи е по-висок от този на желязото. По време на издухването 

процес на разтопена стомана, те първо се окисляват в шлаката за отстраняване и само малка част от тяхвлиза в продукта.

Следователно проблемът с остатъчните елементи в стоманата всъщност е само 15 елемента, съдържащи се в първия 

и втора категория. Сред тях 8 вида елементи са напълно запазени елементи, а 7 вида 

елементите са частично запазени елементи.

2. Източникът на остатъчни елементи в стоманата

моята страна е страна с много симбиотични железни руди, които включват V, Ti, P, As, Sn, Sb, Re (редкоземни 

елементи) и др., които се въвеждат в стомана по време на топене.

В допълнение към остатъчните елементи, внесени в стопеното желязо от първичната желязна руда, най-големият източник на 

остатъчните елементи в разтопената стомана е стоманен скрап, който се разделя главно на:

(1) Легирана стомана в стоманен скрап. Понастоящем няма рентабилна технология за стоманодобивни заводи за сортиране на сплав 

стомана и обикновена въглеродна стомана, а някои средно и високо легирани стомани съдържат голямо разнообразие от сплави 

елементи. При рециклирането на стомана тези легиращи елементи ще влязат в стоманата като остатъчни елементи;

(2) Повърхностно покритие или обшивка в стоманен скрап. Най-проблемна е ламаринената ламарина, която попада в скрап 

стоманен цикъл като кутия за кутии. Други покрития включват мед, никел и хром и др.; поцинковани листове са 

също широко използван, но цинкът може да бъде основно отстранен при производството на стомана без разглеждане;

(3) Цветни метали, опаковани в суровини за скрап от стомана. Най-важното е автомобилът

 скрап стомана, която съдържа някои микромотори, а основният примес е мед.

На пазара медта е с най-голямо съдържание на остатъчни елементи и основно се въвежда мед 

пещи за производство на стомана от автомобилен скрап. Изчислено е, че средното съдържание на мед в 

смесеният стоманен скрап в стоманолеярните е около 0,3%, а специфичното съдържание зависи от източника и 

съотношение на легирана стомана.

Остатъчните Sb и As в стоманата идват главно от първична желязна руда. При бракуване на стомана, съдържаща тези 

примесите влизат в рециклирането, те могат да бъдат разредени, но остатъчното количество постепенно ще се натрупа в 

стомана.

H и N в стоманата идват главно от атмосферата на цеха по време на производството на стомана и техните 

съдържанието зависи главно от състава на различните видове стомана и процеса на производство на стомана.

3. Сегрегация на остатъчни елементи в стоманата

Много остатъчни елементи съществуват и функционират под формата на сегрегация в стоманата. Повечето остатъчни елементи 

имат силна способност за сегрегация в стомана; процесът на сегрегация на този елемент може да се случи не само в 

процеса на втвърдяване на разтопената стомана, но също и в последващата трансформация на твърда фаза, но тя

 отнема много време за дифузия.

Основните сегрегирани елементи в издигащата се част на блока са S, P и C, последвани от Sb, N, As, H, 

и Sn елементи. След като сегрегацията образува включвания, твърдостта на тази част от материала също е 

по-висока от тази на други части на слитъка.

В сравнение със сегрегацията при втвърдяване, остатъчните елементи ще доведат до сегрегация по границите на зърната 

по време на трансформация на твърда фаза или нагряване. Например, вторият тип темперна крехкост на 

стоманата се причинява главно от сегрегация по границите на зърната на P, Sn, As и Sb.

4. Кратко описание на ролята на остатъчните елементи

① 8 вида напълно запазени елементи

Ni, Co, W, Mo могат да подобрят закаляването на стоманата и са полезни елементи;

От една страна, Cu може да причини крехкост на медта по време на високотемпературна термична обработка на 

стомана, но от друга страна може да подобри способността на стоманата да устои на атмосферна корозия;

Остатъчните елементи Sn, As и Sb са вредни елементи, които не само засилват чупливостта на медта

 в стомана, но по-важното е, че ще причини втория тип крехкост при темпериране на легираната стомана;

Sn е един от изключително вредните остатъчни елементи в стоманата и Sn ще намали значително 

високотемпературни механични свойства на стомани и сплави.

② 7 частично запазени елемента

C, Mn, S, P са конвенционални управляващи елементи;

Cr може да подобри устойчивостта на окисление на стоманата, да повиши устойчивостта на корозия и закаляването на 

стомана, но също така увеличава крехкостта на стоманата;

N е от полза за контролиране на размера на зърната на аустенита, но в същото време ще причини и напрежението 

стареене на стомана;

H в стоманата е вреден и безполезен елемент, който може да причини бели петна, пукнатини встомана с висока якост и др.