Combinação de elementos de liga de aço

Os principais elementos de liga do aço ligado são silício, manganês, cromo, níquel, molibdênio, tungstênio, vanádio, titânio, nióbio, zircônio, cobalto, alumínio, cobre, boro, terras raras, etc.
1. Carbono (C): À medida que o teor de carbono no aço aumenta, o limite de escoamento e a resistência à tração aumentam, mas a plasticidade e a resistência ao impacto diminuem. Quando o teor de carbono excede 0,23%, o desempenho de soldagem do aço se deteriora, por isso é utilizado para soldagem. Aços estruturais de baixa liga geralmente não excedem 0,20% em carbono. Altos teores de carbono também reduzem a resistência à corrosão atmosférica do aço, e o aço com alto teor de carbono em pátios de estocagem a céu aberto enferruja facilmente; além disso, o carbono pode aumentar a fragilidade ao frio e a sensibilidade ao envelhecimento do aço.
2. Silício (Si): O silício é adicionado como agente redutor e desoxidante durante o processo de fabricação do aço, portanto, o aço acalmado contém 0,15-0,30% de silício. Se o teor de silício no aço exceder 0,50-0,60%, o silício é considerado um elemento de liga. O silício pode aumentar significativamente o limite elástico, o ponto de escoamento e a resistência à tração do aço, por isso é amplamente utilizado em aço para molas. A adição de 1,0-1,2% de silício ao aço estrutural temperado e revenido pode aumentar a resistência em 15-20%. O silício é combinado com molibdênio, tungstênio, cromo, etc. para melhorar a resistência à corrosão e à oxidação, e pode ser usado para fabricar aço resistente ao calor. O aço de baixo carbono, contendo 1-4% de silício, possui permeabilidade magnética extremamente alta e é usado na indústria elétrica para fabricar chapas de aço silício. O aumento do teor de silício reduzirá o desempenho de soldagem do aço.

3. Manganês (Mn): No processo de fabricação do aço, o manganês é um bom desoxidante e dessulfurizante. Geralmente, o aço contém 0,30-0,50% de manganês. Quando mais de 0,70% é adicionado ao aço carbono, ele é chamado de "aço manganês". Aços com maior teor de manganês do que o aço comum não só apresentam tenacidade suficiente, como também maior resistência e dureza, melhorando a temperabilidade e o desempenho do aço em trabalho a quente. Por exemplo, o ponto de escoamento do aço 16Mn é 40% maior do que o do aço A3. O aço com 11-14% de manganês apresenta altíssima resistência ao desgaste e é utilizado em caçambas de escavadeiras, revestimentos de moinhos de bolas, etc. O aumento do teor de manganês enfraquece a resistência à corrosão do aço e reduz o desempenho da soldagem.
4. Fósforo (P): Em circunstâncias normais, o fósforo é um elemento nocivo ao aço, aumentando sua fragilidade a frio, piorando o desempenho da soldagem, reduzindo a plasticidade e piorando o desempenho na dobra a frio. Portanto, o teor de fósforo no aço geralmente deve ser inferior a 0,045%, e a exigência por aço de alta qualidade é ainda menor.
5. Enxofre (S): O enxofre também é um elemento nocivo em circunstâncias normais. Ele torna o aço quebradiço a quente, reduz sua ductilidade e tenacidade, e causa trincas durante o forjamento e a laminação. O enxofre também é prejudicial ao desempenho da soldagem, reduzindo a resistência à corrosão. Portanto, o teor de enxofre geralmente deve ser inferior a 0,055%, e o aço de alta qualidade deve ser inferior a 0,040%. A adição de 0,08-0,20% de enxofre ao aço pode melhorar a usinabilidade e é geralmente chamado de aço de corte livre.
6. Cromo (Cr): Em aço estrutural e aço para ferramentas, o cromo pode melhorar significativamente a resistência, a dureza e a resistência ao desgaste, mas ao mesmo tempo reduzir a plasticidade e a tenacidade. O cromo também pode melhorar a resistência à oxidação e à corrosão do aço, sendo, portanto, um importante elemento de liga do aço inoxidável e do aço resistente ao calor.

7. Níquel (Ni): O níquel pode melhorar a resistência do aço, mantendo boa plasticidade e tenacidade. O níquel possui alta resistência à corrosão por ácidos e álcalis, além de ser antiferrugem e resistente ao calor em altas temperaturas. No entanto, como o níquel é um recurso escasso, outros elementos de liga devem ser utilizados em vez do aço níquel-cromo.
8. Molibdênio (Mo): O molibdênio pode refinar os grãos do aço, melhorar a temperabilidade e as propriedades de resistência térmica, além de manter a resistência e a resistência à fluência adequadas em altas temperaturas (o estresse prolongado em altas temperaturas causa deformação, chamada de fluência). A adição de molibdênio ao aço estrutural pode melhorar as propriedades mecânicas. Também pode suprimir a fragilidade do aço-liga causada pela têmpera. Em aços para ferramentas, a vermelhidão pode ser melhorada.
9. Titânio (Ti): O titânio é um forte desoxidante do aço. Pode tornar a estrutura interna do aço densa e refinar a força dos grãos; reduzir a sensibilidade ao envelhecimento e a fragilidade ao frio. Melhora o desempenho da soldagem. A adição de titânio apropriado ao aço inoxidável austenítico cromo 18 níquel 9 pode evitar a corrosão intergranular.
10. Vanádio (V): O vanádio é um excelente desoxidante para aço. Adicionar 0,5% de vanádio ao aço pode refinar os grãos estruturais e melhorar a resistência e a tenacidade. O carboneto formado por vanádio e carbono pode melhorar a resistência à corrosão por hidrogênio sob altas temperaturas e pressões.

11. Tungstênio (W): O tungstênio possui alto ponto de fusão e alta densidade. É um elemento de liga essencial para a vida. O tungstênio e o carbono formam o carboneto de tungstênio, que possui alta dureza e resistência ao desgaste. A adição de tungstênio ao aço para ferramentas pode melhorar significativamente a dureza ao rubro e a resistência térmica, sendo utilizado em ferramentas de corte e matrizes de forjamento.
12. Nióbio (Nb): O nióbio pode refinar os grãos, reduzir a sensibilidade ao superaquecimento e a fragilidade do aço ao revenimento, além de aumentar a resistência, mas reduz a plasticidade e a tenacidade. A adição de nióbio ao aço comum de baixa liga pode melhorar sua resistência à corrosão atmosférica e à corrosão por hidrogênio, nitrogênio e amônia em altas temperaturas. O nióbio melhora as propriedades de soldagem. A adição de nióbio ao aço inoxidável austenítico pode prevenir a corrosão intergranular.
13. Cobalto (Co): O cobalto é um metal precioso raro, usado principalmente em aços e ligas especiais, como aços resistentes ao calor e materiais magnéticos.
14. Cobre (Cu): O aço fabricado pela Wuhan Iron and Steel Co., Ltd. a partir do minério Daye frequentemente contém cobre. O cobre pode melhorar a resistência e a tenacidade, especialmente a resistência à corrosão atmosférica. A desvantagem é que ele é propenso à fragilidade térmica durante o processamento a quente, e a plasticidade é significativamente reduzida quando o teor de cobre excede 0,5%. Quando o teor de cobre é inferior a 0,50%, não há efeito na soldabilidade.
15. Alumínio (Al): O alumínio é um desoxidante comumente utilizado em aço. Adicionar uma pequena quantidade de alumínio ao aço pode refinar os grãos e melhorar a tenacidade ao impacto, como o aço 08Al para estampagem profunda de chapas finas. O alumínio também possui propriedades antioxidantes e anticorrosivas. A combinação de alumínio, cromo e silício pode melhorar significativamente o desempenho de descascamento em alta temperatura e a resistência à corrosão em alta temperatura do aço. A desvantagem do alumínio é que ele afeta o desempenho do processamento a quente, a soldagem e o corte do aço.
16. Boro (B): Adicionar uma pequena quantidade de boro ao aço pode melhorar a densidade e as propriedades de laminação a quente do aço e aumentar sua resistência.
17. Nitrogênio (N): O nitrogênio pode melhorar a resistência, a tenacidade em baixas temperaturas e a soldabilidade do aço, além de aumentar a sensibilidade ao envelhecimento.
18. Terras raras (Xt): Os elementos de terras raras referem-se aos 15 elementos lantanídeos com números atômicos de 57 a 71 na tabela periódica. Esses elementos são todos metais, mas seus óxidos são muito semelhantes à "terra", por isso são comumente chamados de terras raras. A adição de terras raras ao aço pode alterar a composição, a forma, a distribuição e as propriedades das inclusões no aço, melhorando assim diversas propriedades do aço, como tenacidade, soldabilidade e propriedades de trabalho a frio. A adição de terras raras ao aço para arado pode melhorar a resistência ao desgaste.
Caso tenha alguma dúvida, você pode entrar em contato com a equipe de vendas da Tezhong Materials para consulta a qualquer momento.