1. 鉄鋼におけるマンガンの役割
含有量と一般的な役割: ほとんどのマンガン含有量は約 0.5% で、鋼に添加すると脱酸剤または硫黄固定剤として使用でき、鋼の熱割れを防止できます。
変態温度への影響: 鋼の炭素含有量が高い場合、マンガンは変態温度を約 50% 大幅に低下させます。これはおそらく、境界でのカービュライトの分布ではなくパーライトの量が多いためです。
衝撃特性への影響: 鋼の炭素含有量が 0.15% より高い場合、高いマンガン含有量が正規化鋼の衝撃特性に決定的な影響を与えます。これは、鋼の焼入性が高いため、オーステナイトがフェライトやパーライトではなく脆い上部ベイナイトに変態するためです。
2. 鉄鋼におけるニッケルの役割
マンガンと同様の効果: 鋼に添加すると、鉄-炭素合金の靱性を向上させる点でマンガンと同様の効果があり、その効果の大きさは炭素含有量と熱処理によって異なります。
炭素含有量が非常に低い鋼への影響: 炭素含有量が非常に低い鋼 (約 0.02%) では、2% のニッケルを添加すると、熱間圧延および焼ならし鋼の粒界での浸炭の形成が防止されます。同時に、転移開始温度 (TS) が大幅に低下し、シャルピー衝撃曲線のピーク値が増加します。
ニッケル含有量の増加による効果の変化: ニッケル含有量がさらに増加すると、衝撃靱性の増加効果が減少します。炭素含有量が非常に低く、焼きならし後に炭化物が現れない場合、相転移温度に対するニッケルの影響は非常に限定的になります。
約 {{0}}.10% の炭素を含む正規化鋼の利点: 約 0.10% の炭素を含む正規化鋼にニッケルを添加する最大の利点は、結晶粒を微細化し、遊離窒素含有量を減らすことですが、そのメカニズムはこれは明らかではありませんが、おそらくニッケルがオーステナイト安定剤として作用し、それによってオーステナイト分解温度が低下するためと考えられます。
3.鋼におけるシリコンの役割
脱酸と耐衝撃性の向上: 脱酸のためだけでなく、耐衝撃性も向上させるために鋼にシリコンが添加されます。
フェライトへの影響: マンガンとアルミニウムの両方が鋼中に存在する場合、シリコンの大部分がフェライトに溶解し、固溶体硬化によって δi が増加します。この効果は、シリコンの添加による衝撃特性の向上と組み合わされています。粒径が安定した鉄-炭素合金にシリコンを重量で添加すると、50%転移温度が約44度上昇します。鋼中のシリコンの効果は、衝撃特性の向上にも役立ちます。
フェライトへの影響: シリコンはリンと同様にフェライトの安定剤であり、フェライト粒子の成長を促進します。重量ベースで、正規化鋼にシリコンを添加すると、平均エネルギー変換温度が約 60 度上昇します。シリコンを添加すると、平均エネルギー変換温度が約 60 度上昇します。シリコンの添加により、平均エネルギー変換温度も約 60 度上昇します。
4. 鉄鋼におけるアルミニウムの役割
合金と脱酸剤の理由としては、合金としてのアルミニウムと鋼に脱酸剤が添加されるという 2 つの理由があります。1 つは、遊離窒素を除去するために窒素を含む溶液中で AlN が生成されることです。 2 つ目は、フェライト粒子の AlN 微細化の形成です。
変態温度への影響: アルミニウムの 0.1% の増加により、変態温度は約 40 度低下します。ただし、必要以上にアルミニウムを添加すると、遊離窒素を「硬化」する効果が減少します。
合金鋼管
