19の化学元素が鋼鉄に与える影響を理解する

Eの影響 c鋼鉄のアーボン

鉄鋼における炭素の役割は、微妙なバランスを保っている。一方では 炭素含有量 が増加すると、鋼の降伏強さと引張強さは増加するが、その一方で塑性と耐衝撃性は低下する。

そのため、炭素含有量は鋼の用途に合わ せなければならない。炭素含有量が0.23%を超えると、溶接 性能が著しく劣化するため、溶接に使用する低合金 構造用鋼の炭素含有量は0.20%を超えては ならない。

さらに、炭素含有量が多すぎると大気腐食に対する抵抗力が低下するため、大気開放環境で使用される高炭素鋼は腐食に弱くなる。

しかし、炭素含有量が高いことは、鋼の冷間脆性と時効に対する感受性を向上させることができるため、まったくマイナスというわけではない。

Eの影響 シリコン スチール

ケイ素は製鋼工程で還元剤や脱酸剤として添加され、0.15-0.30%のケイ素を含む鋼になる。ケイ素含有量が0.50-0.60%を超えると合金元素とみなされる。

シリコンは弾性限界を著しく高めることができる、 降伏強度そのため、0.15-0.37%ケイ素を含む65Mnや82Bなどのばね鋼に広く使用されている。

1.0-1.2%シリコンの追加 焼き入れと焼き戻し 構造用鋼の強度を15-20%高めることができる。

さらに、モリブデン、タングステン、クロムなどの元素と組み合わせると、ケイ素は鋼の耐食性と耐酸化性を向上させ、耐熱鋼の製造に使用される。

1.0-4.0%のシリコンを含む低炭素鋼は、透磁率が非常に高く、自動車製造に使用される。 ケイ素鋼板 電気業界の

しかし、シリコンは鋼の溶接性能を低下させるという欠点がある。

Eの影響 m鉄鋼中のアンガニーズ

製鋼プロセスにおいて、マンガンは優れた脱酸剤および脱硫剤として作用し、鋼には通常0.30～0.50%のマンガンが含まれる。

0.70%を超えるマンガンが炭素鋼に添加されている場合は、"マンガン鋼 "とみなされる。

この種の鋼は十分な靭性を持つだけでなく、より高い靭性を持つ。 強度と硬度 通常の鋼よりも高い。マンガンは鋼の焼入れ性と熱間加工性を向上させる。例えば、16Mn鋼の降伏強度はA3鋼より40%高い。

11-14%マンガンを含む鋼は耐摩耗性が極めて高く、掘削機のバケットやボールミル・ライナーなどの用途に使用されている。しかし、高マンガン含有には欠点もあります。

マンガン含有量が高いと、鋼は焼戻しで脆くなりやすい。マンガンは結晶粒成長を促進するため、熱処理時に考慮する必要がある。マンガンの質量分率が1%を超えると、鋼の溶接性能が低下する。

Eの影響 s鉄鋼中の硫黄

硫黄は製鋼鉱石や燃料コークスから発生する鉄鋼中の有害元素である。鉄鋼中では、硫黄はFeSの形で存在し、Feと化合物を形成して低融点（985℃）を示すが、鉄鋼の熱間加工温度は通常1150～1200℃である。

その結果、熱間加工中にFeS化合物が早期に溶融し、"熱間脆性 "として知られる加工材の割れを引き起こす。硫黄含有量が高いほど熱間脆性は深刻になるため、硫黄含有量を管理する必要がある。

高級鋼の場合、硫黄含有量は0.02～0.03%未満、高級鋼の場合、0.03～0.045%未満、普通鋼の場合、0.055～0.07%未満である。鋼材に硫黄を添加する場合もある。

例えば、鋼材に0.08～0.20%の硫黄を添加すると、切削加工性が向上し、いわゆるフリー鋼になります。鋼の切断.

しかし、硫黄は溶接性能にも悪影響を及ぼし、耐食性を低下させる。

Eの影響 pスチール製ホスポラス

リンは鉱石を通して鉄鋼に導入される。一般的に言って、リンは鉄鋼にとって有害な元素である。リンは鉄鋼の強度を高め 鋼の硬度そのため、可塑性と衝撃靭性が大幅に低下する。

低温では、リンは鋼を著しく脆くする。これは「冷間脆性」と呼ばれる現象で、冷間加工性と耐熱性を劣化させる。 溶接性.

リンの含有量が多いほど冷間脆性は厳しくなるため、鋼中のリンの含有量の管理は厳しい。

高級鋼はリン含有量が0.025%未満、高級鋼はリン含有量が0.04%未満、普通鋼はリン含有量が0.085%未満である。

Eの影響 o鋼鉄のxygen

酸素は製鋼工程で自然に混入する鉄鋼中の有害元素である。製鋼の最後に脱酸のためにマンガン、ケイ素、鉄、アルミニウムを添加するにもかかわらず、酸素をすべて除去することは不可能である。

酸素は鋼中にFeO、MnO、SiO2、Al2O3などの介在物として現れ、鋼の強度と塑性を低下させる。特に 疲労強度 と衝撃靭性である。

Eの影響 n鉄鋼中の窒素

フェライトは窒素を溶解する能力が低い。窒素が鋼中に過飽和に存在すると、長時間経過後または200～300℃の加熱後に窒化物の形で析出し、鋼の硬度と強度を高めるが、塑性を低下させ、時効の原因となる。

時効傾向をなくすために、溶鋼にAl、Ti、Vを添加して窒素固定化処理を行い、AlN、TiN、VNの形で窒素を固定することができる。

Eの影響 c鋼中のクロム

クロムは構造用鋼や工具鋼の強度、硬度、耐摩耗性を大幅に向上させ、鋼に優れた耐酸化性と耐食性を与える。

その結果、クロムはステンレス鋼や耐熱鋼の重要な合金元素となっている。また、クロムは鋼の焼入れ性を向上させ、重要な合金元素である。

しかし、クロムは鋼の脆性遷移温度を上昇させ、焼戻し脆性を増加させ、加工工程で困難を引き起こす可能性もある。

Eの影響 n鋼中のニッケル

ニッケルは、良好な塑性と靭性を保ちながら鋼の強度を高める。酸やアルカリに対する耐食性も高く、高温でも錆びにくく耐熱性がある。しかし、ニッケルは希少資源であるため、ニッケルクロム鋼の代わりに他の合金元素が使用されることが多い。

Eの影響 m鉄鋼中のオリブデン

モリブデンは、鋼の結晶粒組織を微細化し、焼入れ性と熱間強度を向上させ、十分な強度と高温クリープ（高温で長時間の応力がかかった状態で変形が起こること）に対する耐性を維持する。

構造用鋼に添加すると、モリブデンはその機械的特性を向上させ、また鋼のもろさを軽減する。 合金鋼 火によるものである。さらに、モリブデンを工具鋼に添加すると、赤色の硬度が向上する。

Eの影響 t鋼鉄の中のイタニウム

チタン は鋼の強力な脱酸剤である。鋼の内部構造をより緻密にし、結晶粒組織を微細化し、時効感受性と低温脆性を低下させ、溶接性能を向上させる。Cr18Ni9オーステナイト系ステンレス鋼に適切な量のチタンを添加することで、以下を防ぐことができます。 粒界腐食.

Eの影響 v鋼中のアナジウム

バナジウムは鋼の優れた脱酸剤である。0.5%のバナジウムを鋼に添加することで、結晶粒組織が微細化され、強度と靭性が向上する。バナジウムと炭素の組み合わせにより形成される炭化物は、高温高圧下での耐水素腐食性を向上させる。

Eの影響 t鋼中のアングステン

タングステンは融点が高く、密度も高いため、重要な合金元素である。タングステンと炭素から形成される炭化物は、高い硬度と耐摩耗性を持つ。工具鋼にタングステンを添加することで、赤色硬度と熱強度が大幅に向上し、切削工具としての使用に適しています。 鍛造用金型.

Eの影響 n鋼中のイオビウム

ニオブは鋼の結晶粒構造を微細化し、過熱や焼きもどしに対する感受性を低下させ、同時に強度を向上させるが、塑性と靭性は低下させる。

通常の低合金鋼にニオブを添加することで、大気腐食や高温での水素、窒素、アンモニア腐食に対する耐性が向上する。ニオブは溶接 性能も向上させる。オーステナイト系ステンレ ス鋼に添加すると、ニオブは粒界腐食を防ぐ。

Eの影響 c鋼のオバルト

コバルトは希少価値の高い金属で、耐熱鋼や磁性材料などの特殊鋼や合金に多く使用されている。

Eの影響 c鋼鉄の反対

デー鉱石から作られるWISCOの鋼材には、銅が多く含まれています。銅は強度と靭性、特に大気腐食性能を高める。欠点は熱間加工時に熱間脆性が発生しやすくなることです。銅の含有量が0.5%を超えると塑性加工性が大きく低下するが、0.50%以下であれば溶接性への影響はない。

Eの影響 a鋼中のアルミニウム

アルミニウムは鋼の一般的な脱酸剤である。鋼に少量のアルミニウムを添加することで、深絞り板に使用される08Al鋼に見られるように、結晶粒組織が微細化され、衝撃靭性が向上する。また、アルミニウムには酸化や腐食に対する耐性もある。

アルミニウムはクロムやケイ素と組み合わされると、高温での非皮膜性能と耐高温腐食性を大幅に向上させる。しかし、アルミニウムは鋼の熱間加工性、溶接性能、切断性能に悪影響を与える。

Eの影響 b鉄製オロン

鋼に少量のホウ素を添加することで、鋼の成形性と熱間圧延特性が改善され、強度が向上する。

Eの影響 rは eアース e鋼鉄のレメント

希土類元素とは、周期表の原子番号57～71のランタノイド15元素を指す。これらの元素はすべて金属であるが、その酸化物が「土」に似ているため、一般にレアアースと呼ばれている。鋼に希土類元素を添加すると、鋼中の介在物の組成、形状、分布、性質が変化し、靭性、溶接性、冷間加工性などの諸特性が向上する。鋤鉄に希土類元素を添加すると、耐摩耗性が向上する。

こちらも参照のこと：

• 鉄鋼における全48種類の合金元素の影響