ちょっと、そこ！鋼の複合材料のサプライヤーとして、これらの材料の特性に関しては、不純物が実際のレンチを作品に投入する方法を直接見ました。このトピックを掘り下げて、これらの厄介な不純物が物事を台無しにする方法を見てみましょう。
鋼の複合材料の理解
まず、鋼の複合材料とは何かについて少し話しましょう。スチールコンポジット材料は、基本的に鋼の組み合わせであり、他の材料と組み合わせて、単なる鋼鉄よりも優れた特性を持つものを作成します。次のようなオプションがありますステンレス鋼の複合プレートそしてスチールコンポジットパネル、建設から製造まで、さまざまな業界で広く使用されています。それらは厳しい、耐久性があり、特定のニーズを満たすように設計することができます。
鋼の複合材料の不純物の種類
鋼の複合材料の不純物は、さまざまなソースの束から来ることがあります。 1つの一般的なタイプは、非金属包含物です。これらは、酸化物、硫化物、ケイ酸塩などのものです。それらは、溶融金属が周囲の環境と反応するとき、または原材料から残りの残留物があるときに、鋼製造プロセス中に形成されます。
別のタイプの不純物は、間質性要素です。炭素、窒素、酸素はこれらの例です。それらは鋼の格子に溶解し、その構造と特性を変更することができます。これらの要素は特定の機能を強化するために意図的に追加されることがありますが、不純物として存在する場合、問題を引き起こす可能性があります。
機械的特性への影響
強さと硬さ
不純物の存在は、鋼の複合材料の強度と硬度に大きな影響を与える可能性があります。たとえば、非金属包有物は、ストレス濃縮器として機能します。荷重が材料に適用されると、これらの包含物は、周囲のマトリックスよりも応力がはるかに高い領域を作成します。これにより、材料の早期障害につながる可能性があります。
間質性要素も役割を果たすことができます。炭素は、適切な量で存在する場合、固体 - 溶液強化と呼ばれるプロセスを通じて鋼の強度と硬度を高めることができます。しかし、炭素が多すぎると、脆弱な炭化物相を形成する可能性があり、材料の靭性が低下します。
延性と靭性
延性とは、壊れる前に材料が卑劣に変形する能力であり、靭性は骨折前にエネルギーを吸収する能力です。不純物は一般に、これらの両方のプロパティを減らします。非金属包含物は、亀裂開始部位として機能します。亀裂が包含から始まると、材料をすばやく伝播し、その延性と靭性を減らすことができます。
間質性要素は、腹立を引き起こす可能性があります。たとえば、窒素は窒化物を形成する可能性があり、これにより材料がより脆く、延性が少なくなります。これは、特に材料が衝撃や動的荷重に耐える必要があるアプリケーションでは、大したことです。
疲労抵抗
疲労障害は、多くのエンジニアリングアプリケーションで一般的な問題です。材料が時間の経過とともに繰り返される荷重にさらされるときに発生します。不純物は、鋼の複合材料の疲労抵抗を大幅に減らすことができます。非メタリック包有物は、応力濃縮器として、循環荷重中に亀裂が開始しやすくなります。亀裂が始まると、材料が故障するまで、各荷重サイクルとともに成長します。
腐食抵抗への影響
腐食は、特に屋外または過酷な環境で使用される鋼の複合材料の場合、もう1つの大きな懸念事項です。不純物は、これらの材料の腐食抵抗に大きな影響を与える可能性があります。
非金属包含物は、材料内にガルバニック細胞を作成できます。たとえば、包含が周囲のスチールマトリックスとは異なる電気化学電位を持っている場合、腐食セルのアノードまたはカソードとして機能します。これは、その可能性に応じて、包含または周辺地域の優先腐食につながります。
間質性要素は、耐食性にも影響を与える可能性があります。たとえば、酸素は鋼と反応して酸化鉄を形成することができます。酸化鉄は腐食しやすいです。窒素も影響を与える可能性がありますが、その効果はより複雑で特定の合金組成に依存します。
溶接性への影響
鋼の複合材料を使用して構造を製造することに関しては、溶接性が重要です。不純物は、溶接プロセスを本当に台無しにする可能性があります。非金属包含物は、溶接に多孔度を引き起こす可能性があります。溶接プールが固化すると、これらの包含物は金属の適切な融合を防ぎ、溶接に小さな穴やボイドを残します。
間質性要素も問題を引き起こす可能性があります。たとえば、炭素は、溶接中の熱ゾーンの硬度を高めることができます。これにより、溶接部と周囲の領域が割れ、関節の完全性が低下する可能性があります。
不純物を制御します
スチールコンポジットマテリアルサプライヤーとして、不純物を制御するためにいくつかの措置を講じています。重要な手順の1つは、高品質の原材料を使用することです。鉄鉱石、スクラップ金属、その他の添加物を慎重に選択することにより、スチール製造プロセスに入る不純物の量を減らすことができます。
製鋼プロセス中に、精製技術も使用します。たとえば、ひしゃく精製を使用して、非金属包有物を除去し、溶融鋼の組成を調整できます。また、真空の脱気を使用して、水素や窒素などの間質性要素を除去することもできます。
結論
したがって、ご覧のとおり、スチールコンポジット材料に不純物が存在すると、その特性に幅広いマイナスの影響を与える可能性があります。強度や靭性などの機械的特性から耐食性や溶接性まで、不純物はあらゆる種類の問題を引き起こす可能性があります。
しかし、心配しないでください！の信頼できるサプライヤーとしてスチールコンポジット材料、これらの不純物を最小限に抑え、高品質の材料を提供するための知識とプロセスが整っています。
スチールコンポジットマテリアルの市場にいて、特定のニーズをどのように満たすことができるかについて詳しく知りたい場合は、お気軽にご連絡ください。私たちはいつもチャットをして、あなたの次のプロジェクトの要件について話し合うことを嬉しく思います。建設、製造、その他のアプリケーションのいずれであっても、適切な材料があります。
参照
- ASMハンドブックボリューム1：プロパティと選択：アイアン、鋼、および高パフォーマンス合金
- De Groot、Ra、＆Sietsma、J。（2006）。金属の疲労挙動に対する非金属包有物の影響。 International Journal of Fatigue、28（7）、761-772。
- ポーター、DA、イースターリング、KE（1992）。金属および合金の位相変換。チャップマン＆ホール。