15 Nguyên Tố Còn Lại Trong Thép

Vấn đề các nguyên tố còn lại trong thép là một trong những vấn đề quan trọng mà ngành luyện kim phải đối mặt. 

ngành công nghiệp. Trong quá trình luyện thép, nguyên liệu luyện thép (bao gồm sắt nóng chảy, thép phế liệu 

và ferroalloy, v.v.) sẽ mang theo một lượng lớn các nguyên tố tạp chất vào lò luyện thép. Một số 

trong số các nguyên tố tạp chất có thể được loại bỏ, nhưng một số nguyên tố tạp chất sẽ vẫn còn trong thép. 

Phần tạp chất này (các nguyên tố hợp kim không được thêm vào có chủ đích) được gọi chung là cặn 

phần tử.

Các nguyên tố dư này là một trong những tác nhân chính gây mất ổn định chất lượng thép. dư nhất định 

các nguyên tố dễ bị phân tách và thậm chí ở mức thấp có thể có tác động tiêu cực mạnh đến thép 

của cải.

Chẳng hạn như titan dư trong thép chịu lực là một trường hợp điển hình. Ti dễ phản ứng với N để tạo ra 

tạp chất có độ cứng cao, ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của thép chịu lực.

1. Phân loại nguyên tố dư

Các nguyên tố còn lại đã biết trong thép được chia thành ba loại theo khả năng oxy hóa của chúng, 

như trong bảng sau. Chúng được hiển thị dưới dạng lưu giữ hoàn toàn, lưu giữ một phần và lưu giữ tối thiểu 

lưu giữ trong quá trình luyện thép.

Trong bảng trên, khả năng oxy hóa của loại nguyên tố thứ nhất thấp hơn so với sắt và 

chúng không tham gia vào phản ứng oxy hóa trong quá trình luyện thép và hầu như tất cả chúng đều 

cuối cùng được tích lũy trong các sản phẩm thép.

Khả năng oxy hóa của loại nguyên tố còn lại thứ hai gần với khả năng oxy hóa của sắt. trong thời gian 

quá trình thổi của quá trình luyện thép, chỉ một phần bị oxy hóa và loại bỏ, và mức độ loại bỏ là 

liên quan đến đặc tính của chính các nguyên tố đó.

Khả năng oxy hóa của loại nguyên tố thứ ba cao hơn so với sắt. Trong quá trình thổi 

quá trình nấu chảy thép, đầu tiên chúng được oxy hóa thành xỉ để loại bỏ, và chỉ một phần nhỏ trong số chúngđi vào sản phẩm.

Vì vậy, vấn đề các nguyên tố dư trong thép thực chất chỉ là 15 nguyên tố chứa trong phần đầu 

và loại thứ hai. Trong số đó, 8 loại phần tử là phần tử dành riêng hoàn toàn và 7 loại phần tử 

các phần tử là các phần tử dành riêng một phần.

2. Nguồn gốc của các nguyên tố còn lại trong thép

nước tôi là nước có nhiều quặng sắt cộng sinh gồm V, Ti, P, As, Sn, Sb, Re (đất hiếm 

các nguyên tố), v.v., được đưa vào thép trong quá trình nấu chảy.

Ngoài các nguyên tố còn lại được đưa vào sắt nóng chảy bằng quặng sắt sơ cấp, nguồn lớn nhất 

các phần tử còn lại trong thép nóng chảy là thép phế liệu, chủ yếu được chia thành:

(1) Thép hợp kim trong thép phế liệu. Hiện tại, không có công nghệ hiệu quả về chi phí cho các nhà máy thép để phân loại hợp kim 

thép và thép carbon thông thường, và một số thép hợp kim trung bình và cao có chứa nhiều loại hợp kim 

phần tử. Trong quá trình tái chế thép, các nguyên tố hợp kim này sẽ đi vào thép dưới dạng các nguyên tố còn lại;

(2) Lớp phủ bề mặt hoặc mạ thép phế liệu. Vấn đề nan giải nhất là sắt tây, loại phế liệu này 

thép chu kỳ như một hộp hộp. Các lớp phủ khác bao gồm đồng, niken và crom, v.v.; tấm mạ kẽm là 

cũng được sử dụng rộng rãi, nhưng kẽm về cơ bản có thể được loại bỏ trong luyện thép mà không cần xem xét;

(3) Kim loại màu được bọc trong nguyên liệu thép phế liệu. Điều quan trọng nhất là ô tô

 thép phế liệu, có chứa một số động cơ siêu nhỏ, và tạp chất chính là đồng.

Trên thị trường, đồng có hàm lượng nguyên tố còn lại nhiều nhất và đồng chủ yếu được đưa vào 

lò luyện thép từ thép phế ô tô. Người ta ước tính rằng hàm lượng đồng trung bình trong 

phế liệu thép hỗn hợp trong các nhà máy thép là khoảng 0,3% và hàm lượng cụ thể phụ thuộc vào nguồn và 

tỷ trọng thép hợp kim.

Sb và As dư trong thép chủ yếu đến từ quặng sắt nguyên sinh. Khi thép phế liệu có chứa những 

tạp chất đi vào quá trình tái chế, chúng có thể được pha loãng, nhưng lượng còn lại sẽ tích tụ dần trong 

Thép.

H và N trong thép chủ yếu đến từ bầu không khí xưởng trong quá trình luyện thép, và chúng 

nội dung chủ yếu phụ thuộc vào thành phần của các loại thép khác nhau và quá trình luyện thép.

3. Phân loại các nguyên tố dư trong thép

Nhiều nguyên tố còn lại tồn tại và hoạt động dưới dạng phân ly trong thép. Hầu hết các yếu tố còn lại 

có khả năng phân tách mạnh mẽ trong thép; quá trình phân li của phần tử này có thể xảy ra không chỉ ở 

quá trình hóa rắn của thép nóng chảy, mà còn trong quá trình chuyển đổi pha rắn tiếp theo, nhưng nó

 mất nhiều thời gian để khuếch tán.

Các nguyên tố tách biệt chính trong phần ống đứng của thỏi là S, P và C, tiếp theo là Sb, N, As, H, 

và các nguyên tố Sn. Sau khi phân tách các dạng tạp chất, độ cứng của phần vật liệu này cũng 

cao hơn so với các phần khác của thỏi.

So với sự phân tách hóa rắn, các phần tử còn lại sẽ tạo ra sự phân tách ranh giới hạt 

trong quá trình biến đổi pha rắn hoặc nung nóng. Ví dụ, loại giòn tính khí thứ hai của 

thép chủ yếu là do sự phân tách ranh giới hạt P, Sn, As và Sb.

4. Mô tả tóm tắt vai trò của các nguyên tố dư

① 8 loại phần tử dành riêng hoàn toàn

Ni, Co, W, Mo có thể cải thiện độ cứng của thép và là những nguyên tố có lợi;

Một mặt, Cu có thể gây giòn đồng trong quá trình xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao của 

thép, nhưng mặt khác, nó có thể cải thiện khả năng chống lại sự ăn mòn của khí quyển của thép;

Các nguyên tố dư Sn, As, Sb là những nguyên tố có hại, không chỉ làm tăng độ giòn của đồng

 trong thép, nhưng quan trọng hơn, nó sẽ gây ra loại giòn tính khí thứ hai của thép hợp kim;

Sn là một trong những nguyên tố dư cực kỳ có hại trong thép, và Sn sẽ làm giảm đáng kể 

tính chất cơ học nhiệt độ cao của thép và hợp kim.

② 7 phần tử dành riêng một phần

C, Mn, S, P là các yếu tố kiểm soát thông thường;

Cr có thể cải thiện khả năng chống oxy hóa của thép, tăng khả năng chống ăn mòn và độ cứng của thép 

thép, nhưng cũng làm tăng độ giòn của thép;

N có lợi trong việc kiểm soát kích thước hạt của austenite, nhưng đồng thời nó cũng sẽ gây ra biến dạng 

lão hóa thép;

H trong thép là nguyên tố có hại và không có lợi, có thể gây đốm trắng, rạn nứt ở hợp kim thấp.thép cường độ cao, v.v.