كيف تؤثر إضافة النحاس إلى الفولاذ المقاوم للصدأ على خواصه الميكانيكية؟ - المعرفة

إضافة النحاس (النحاس، عادةً 0.20-0.50% في فولاذ التجوية القياسي مثل Q355NH، ASTM A588) إلى فولاذ التجويةيعزز بشكل متواضع قوة الشد والخضوع من خلال تقوية المحلول الصلبأثناء وجودتأثير سلبي ضئيل على ليونة/صلابة(وحتى تحسين المتانة في درجات الحرارة المنخفضة-بالتعاون مع العناصر الأخرى)، دون أي تنازل كبير عن القابلية للتشكيل أو اللحام عند الاحتفاظ بها ضمن النطاق القياسي.

info-449-349

1. التأثير على القوة: تقوية المحلول الصلب الخفيف

تذوب ذرات النحاس بشكل موحد في مصفوفة الفريت الخاصة بالفولاذ (البنية المجهرية الأولية للفولاذ المقاوم للتجوية). تتمتع هذه الذرات بنصف قطر ذري مختلف قليلًا عن الحديد، مما يؤدي إلى تعطيل ترتيب الشبكة البلورية المنتظمة وزيادة مقاومة حركة التفكك-هذه هي الآلية الأساسية لـتعزيز الحل الصلب.

قوة العائد: في محتوى النحاس القياسي (0.20-0.50%)، تزداد قوة الخضوع بمقدار15-30 ميجا باسكالمقارنة بالفولاذ الكربوني العادي الذي له نفس التركيبة الأساسية.

قوة الشد: قوة الشد ترتفع بنسبة20-40 ميجا باسكالمع نفس نطاق النحاس، وهو تعزيز معتدل لا يؤدي إلى -تقوية الفولاذ بشكل زائد.

Excess Cu (>0.50%): خارج النطاق القياسي، ينفصل النحاس عند حدود الحبوب ويشكل أطوارًا بين معدنية هشة (على سبيل المثال، سبائك Cu-Fe)، والتي يمكن أن تسبب انخفاضًا طفيفًا في القوة وانخفاضًا حادًا في المتانة (يتم تجنبه في تركيبات الفولاذ القياسية للتجوية).

info-639-506

2. التأثير على الليونة والمتانة: الحد الأدنى من الخسارة، الربح التآزري

ليونة (استطالة): إضافة النحاس في حدود 0.20-0.50% يؤدي فقط إلى أانخفاض بنسبة 1-2% في الاستطالة(على سبيل المثال، من ~22% إلى ~20% للألواح الرقيقة)، وهو تغيير لا يذكر يحافظ على قابلية تشكيل الفولاذ للثني على البارد، والدرفلة، والقطع.

درجة حرارة منخفضة-صلابة: النحاس وحده له تأثير تشديد خفيف، وعندما يقترن بالنيكل (Ni) (على سبيل المثال، في ASTM A588) أو الكروم (Cr) (على سبيل المثال، في Q355NH)، فإنهيخفض درجة الحرارة الانتقالية -إلى-درجة حرارة التحول الهشة (DBTT)بواسطة10-20 درجة. يضمن هذا التآزر بقاء الفولاذ المقاوم للتجوية مطاوعًا عند درجات حرارة تحت الصفر (على سبيل المثال، -20 درجة إلى -40 درجة) دون حدوث كسر هش.

info-521-403

3. التأثير على القابلية للتشكيل وقابلية اللحام: لا يوجد حل وسط شديد

القابلية للتشكيل: الزيادة المعتدلة في القوة والحد الأدنى من فقدان الليونة يعني أن الفولاذ المقاوم للتجوية مع محتوى النحاس القياسي يحتفظ بقابلية جيدة للتشكيل على البارد-يمكن ثنيه وتقويسه ولفه-وتشكيله إلى أشكال معقدة (على سبيل المثال، الألواح المموجة والبرجولات) باستخدام تقنيات التصنيع القياسية (قد تكون هناك حاجة فقط إلى نصف قطر انحناء أكبر قليلاً للألواح السميكة، مقابل الفولاذ الكربوني العادي).

قابلية اللحام: يعد النحاس عنصرًا مكافئًا للكربون (CE) منخفض-، لذا فهو لا يزيد من صلابة الفولاذ أو يزيد من خطر تشقق اللحام. باستخدام أقطاب اللحام القياسية (على سبيل المثال، E7018-W للفولاذ المقاوم للعوامل الجوية)، تحافظ وصلات اللحام على القوة المطابقة ومقاومة التآكل، دون الحاجة إلى تسخين خاص مسبقًا- أو معالجة حرارية بعد اللحام لمعظم التطبيقات.

info-223-160

4. التآزر الرئيسي مع عناصر السبائك الأخرى

يتم تضخيم تأثير النحاس على الخواص الميكانيكية عند إقرانه مع العناصر الأساسية الأخرى للتجوية الفولاذية:

الكروم (الكروم): يكمل محلول النحاس الصلب الذي يقوي وينقي البنية الدقيقة، مما يزيد من موازنة القوة والمتانة.

النيكل (ني): يعزز تأثير تشديد النحاس ويحسن ليونة وصلة اللحام.

الفوسفور (ف): يعزز صقل الحبوب، والذي يعمل مع النحاس لتعزيز القوة دون فقدان ليونة مفرطة.

info-463-364