Основные химические элементы в стальных трубах и их влияние на производительность
Химический состав стальных труб непосредственно влияет на их механические свойства, обработанность, коррозионную стойкость и сварку. Ниже приведены общие элементы и их функции:
Углерод (c)
• Содержание:
Обычно 0. От 05% до 1,5% (низкоуглеродистая сталь, средняя углеродистая сталь, высокая углеродная сталь).
• Влияние:
- Прочность и твердость: углерод является основным укрепляющим элементом в стали. Чем выше содержание, тем выше прочность и твердость растяжения.
- Пластичность и прочность:Чрезмерное содержание углерода снизит пластичность и прочность и увеличит хрупкость(Например, высокая углеродная сталь подвержена перелому).
- Свартоваемость: когда содержание углерода больше, чем 0. 25%, сложность сварки увеличивается, и трещины склонны к возникновению (требуется предварительное нагревание или обработка после укола).
• Типичные приложения:
- Низкоуглеродистая сталь (C меньше или равна 0. 25%): строительные конструкции, трубопроводы (такие как S235JRH в EN 10255).
- Средняя и высокая углеродная сталь: механическая деталь, инструментальная сталь.
Марганец (MN)
• Содержание:
0. 3% - 1. 65% (до 2% в сплавной стали).
• Влияние:
- Джакисление и десульфуризация: в сочетании с серной образованием с образованием MNS, снижая тепловую хрупкость серы.
- Эффект укрепления:Повысить силу и твердость при сохранении прочности(превосходит усиливающий эффект углерода).
- Утвердимость: Увеличьте глубину гашения стали и улучшите его тепловую обработку.
- Типичные применения: высокопрочная конструкционная сталь (например, S355J2H), износостойкие стальные рельсы.
Кремний (Si)
• Содержание:
0. 15% - 0. 35% (Common Steel). Он может достичь 2% в сплавной стали.
• Влияние:
- Разоксидийзер: удаляет кислород во время создания стали,снижение пористости и включений.
- Сила и эластичность: усиление прочности и модуля упругости, но чрезмерные количества снижают пластичность и сварку.
- Высокотемпературная устойчивость к окислению: образует защитный слой Sio₂ при высоких температурах (для котловых труб).
- Типичные применения: пружинная сталь, термостойкая сталь (например, котлы с высоким давлением).
Серная (а)
• Содержание:
Обычно ограничивается меньше или равным {{0}}. 05% (высококачественная сталь требует меньше или равных 0,03%).
• Влияние:
- Горячая хрупкость: сера и железо образуют эвтектические FES с низкой точкой, что приводит к трещинам во время горячей прокатки или сварки.
- Машина: небольшое количество серы ({{0}}. От 08% до 0,15%) может улучшить механизм (для бесплатной стали).
- Требования к контролю:В конструкционной стали требуется строгий контроль, чтобы избежать сварки и горячих рабочих дефектов.
Фосфор (P)
• Содержание:
Обычно ограничивается меньше или равным {{0}}. 045% (высококачественная сталь требует меньше или равных 0,03%).
• Влияние:
- Холодная хрупкость:Фосфор увеличивает низкотемпературную хрупкость стали(например, легкий перелом ниже -20 степень).
- Эффект укрепления: небольшое количество фосфора может повысить прочность, но значительно снизить прочность.
- Коррозионная устойчивость: комбинация фосфора и меди может повысить устойчивость к атмосферной коррозии (например, выветривательская сталь).
- Типичные приложения:Выветривательная сталь(содержащий фосфор + медь), свободная сталь.
Хром (Cr)
• Содержание:
Больше или равна 1 0. 5% в нержавеющей стали (образуя пассивирующую пленку); От 0,5% до 3% в сплавной стали.
• Влияние:
- Коррозионная стойкость: образует пассивирующую пленку Cr₂o₃ для предотвращения окисления и коррозии (элемент ядра нержавеющей стали).
- Высокотемпературная сила:Повысить устойчивость к окислению и прочность на ползучести(Для котловых трубок и паровых лопастей турбины).
- Утвердимость: Увеличьте глубину гашения стали.
- Типичные применения: нержавеющая сталь (такая как 304, 316), термостойкая сталь.
Никель (NI)
• Содержание:
От 8% до 12% в нержавеющей стали (например, 304 содержит 8% Ni); От 3% до 5% в низкотемпературной стали.
• Влияние:
- Низкотемпературная выносливость:Значительно улучшить низкотемпературную вязкость стали.(Для резервуаров для хранения СПГ и полярных трубопроводов).
- Коррозионная стойкость: Повышенная устойчивость к кислотам и щелочкам, особенно в сочетании с хромом (аустенитная нержавеющая сталь).
- Стабильность: ингибирует фазовое преобразование в стали и поддерживает структуру аустенита.
- Типичные применения: низкотемпературная сталь (например, 9% Ni Steel), нержавеющая сталь (такая как 316L).
Молибдена (МО)
• Содержание:
{{0}}. 2% - 1. 0% в Alloy Steel; От 2% до 3% нержавеющей стали (например, 316 содержит 2% мес).
• Влияние:
- Высокотемпературная прочность: повышение сопротивления ползучести (для высокотемпературных и высоких трубопроводов).
- Коррозионная стойкость:Повышенная устойчивость к хлоридам и серной кислоте(например, 316L для морской среды).
- Утвердимость: синергетическая с хромом и марганцем для повышения затвердования.
Типичные применения: трубки нефти, химическое оборудование.
Медь (CU)
• Содержание:
Обычно меньше или равна {{0}}. 5%; 0. 2% до 0,5% в атмосферной стали.
• Влияние:
- Устойчивость к атмосферной коррозии: Образует плотную оксидную пленку в сочетании с фосфором (например, выветривание стального кортена).
- Побочный эффект: чрезмерная медь вызывает хрупкость во время горячей работы (необходимо контролировать контент).
- Типичные применения: выветривательная сталь для мостов и контейнеров.
Алюминий (AL)
• Содержание:
{{0}}. 0 2% до 0. 06% в дезоксидированной стали; Уточнить зерно до 0,1% до 0,3% в стали.
• Влияние:
- Разоксидийзер:Сильная способность окисления, уменьшение оксидных включений в стали.
- Уточнение зерна: образуйте частицы Aln, ингибируют рост зерна иУлучшить прочность и силы.
- Типичные применения: глубоко нарисованные стальные пластины (такие как автомобильные тела), низкотемпературные сосуды давления.
Азот (n)
• Содержание:
Как правило, меньше или равна {{0}}. 008%; Его можно добавить в нержавеющую сталь до 0,15% (для замены части никеля).
• Влияние:
- Эффект укрепления:Укрепление твердого раствора, усиление прочности(например, в дуплексной нержавеющей стали).
- Побочный эффект: чрезмерный азот вызывает старение хрупкости и необходимо сбалансировать с легирующими элементами.
- Типичные применения: дуплексная нержавеющая сталь (например, 2205), высокопрочная низколетная сталь.
Предложения по выбору материала:
- Конструкционная сталь: в основном C и Mn (например, S355J2H), и содержание S\/P должно контролироваться.
- Устойчивая к коррозии среда: выберите из нержавеющей стали, содержащей CR, Ni и MO (например, 316L) или оцинкованные стальные трубы.
- Низкотемпературная среда: добавьте Ni (например, 9% Ni Steel) или Al, чтобы уточнить зерна.
- Высокая температура и высокое давление: сталь CR-MO (например, P11\/P22) или аустенитная нержавеющая сталь (например, 304H).
Регулируя химический состав, могут быть удовлетворены комплексные требования к прочности, прочности, коррозионной стойкости и обработке стальных труб в разных сценариях.