Le proprietà meccaniche dei componenti in acciaio fuso - loro resistenza, robustezza e resistenza all'usura - sono determinate fondamentalmente da sottili variazioni nella composizione chimica.Sia per gli acquirenti che per i fabbricanti di acciaio, controllo preciso del contenuto di elementi chiave tra cui carbonio (C), silicio (Si), manganese (Mn), zolfo (S), fosforo (P), cromo (Cr), molibdeno (Mo),e il nichel (Ni) rappresenta il percorso critico per migliorare le prestazioni.
In quanto principale agente di indurimento dell'acciaio, il carbonio aumenta significativamente la durezza e la resistenza all'usura.contenuto elevato di carbonio riduce notevolmente la saldabilità (spesso richiede metalli di riempimento a basso contenuto di carbonio) e diminuisce la plasticitàI livelli ottimali di carbonio devono bilanciare i requisiti di durezza con le esigenze di saldatura e la resistenza agli urti.
Il silicio rispecchia gli effetti indurenti del carbonio riducendo allo stesso tempo la plasticità.Il suo valore primario risiede nella deossidazione durante la produzione di acciaio, con effetti di indurimento secondari.
Il manganese ha molteplici funzioni utili: aumenta la resistenza alla trazione, neutralizza gli effetti dannosi dello zolfo, migliora la indurimento durante il trattamento termico e migliora la resistenza all'usura.Tuttavia, un elevato contenuto di manganese diminuisce la saldabilità e la conduttività termica, favorendo potenzialmente la formazione di crepe.
Entrambi gli elementi hanno un impatto negativo sulla qualità dell'acciaio: lo zolfo induce la brevità a caldo (rottura durante la lavorazione ad alta temperatura), mentre il fosforo riduce la durezza, in particolare a basse temperature.La siderurgia moderna limita in genere sia0,04%.
Il cromo aumenta la durezza e migliora notevolmente la resistenza all'usura.consente la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile attraverso la formazione di uno strato di ossido passivoIl compromesso consiste in una ridotta plasticità a livelli più elevati di cromo.
Questo potente elemento di lega migliora la durezza riducendo al contempo la fragilità di spegnimento.Il molibdeno è particolarmente utile nelle applicazioni ad alta temperatura aumentando la resistenza al sollevamento e migliorando le caratteristiche di usura superficiale nelle leghe specializzate.
Il nichel migliora in modo unico sia la resistenza che la robustezza, aumentando al contempo la indurità.il suo alto costo dei materiali aumenta significativamente i prezzi dei componenti.
| Elemento | Vantaggi | Svantaggi |
|---|---|---|
| Carbonio (C) | Aumenta la durezza e l'usura | Riduce la saldabilità e la durezza |
| Silicio (Si) | Migliora la durezza e la deossidazione | Riduce la plasticità |
| Manganese (Mn) | Migliora la resistenza, contrasta lo zolfo, migliora la durezza | Riduce la saldabilità e la conduttività termica |
| Sulfuro (S) | Migliora la lavorabilità (in quantità controllate) | Causa la mancanza di calore e la fragilità |
| Fosforo (P) | Rafforzatori contro la corrosione atmosferica | Riduce la durezza, specialmente a basse temperature |
| Cromo (Cr) | Potenziamento della resistenza all'usura/corrosione e della indurimento | Riduce la plasticità ad alte concentrazioni |
| Molibdeno (Mo) | Migliora la resistenza alle alte temperature e la durezza | Aumenta significativamente il costo dei materiali |
| Nilo (Ni) | Migliora la durezza, la resistenza e la resistenza alla corrosione | Costi dei materiali molto elevati |
