15 Elementos residuais em aço

O problema dos elementos residuais no aço é um dos importantes problemas enfrentados pela indústria metalúrgica. 

indústria. Durante o processo siderúrgico, as matérias-primas siderúrgicas (incluindo ferro fundido, sucata de aço 

e ligas de ferro, etc.) trará uma grande quantidade de elementos de impureza para o forno de fabricação de aço. Alguns 

dos elementos de impureza pode ser removido, mas alguns dos elementos de impureza permanecerão no aço. 

Esta parte das impurezas (elementos de liga não adicionados intencionalmente) são coletivamente referidas como resíduos 

elementos.

Esses elementos residuais são um dos principais fatores para a instabilidade da qualidade do aço. Certo residual 

elementos são propensos à segregação e mesmo em níveis baixos podem ter um forte efeito negativo no aço 

propriedades.

Tal como o titânio residual no aço do rolamento é um caso típico. Ti é fácil de reagir com N para produzir 

inclusões de alta dureza, o que afeta muito a vida útil do aço do rolamento.

1. Classificação de elementos residuais

Os elementos residuais conhecidos no aço são divididos em três categorias de acordo com seu potencial de oxidação, 

como mostrado na tabela a seguir. Eles são mostrados como retenção completa, retenção parcial e mínima 

retenção no processo siderúrgico.

Na tabela acima, o potencial de oxidação do primeiro tipo de elementos é menor que o do ferro, e 

eles não participam da reação de oxidação durante a fabricação do aço, e quase todos eles são 

eventualmente acumulado em produtos siderúrgicos.

O potencial de oxidação do segundo tipo de elementos residuais é próximo ao do ferro. Durante o 

processo de sopro de fabricação de aço, apenas uma parte é oxidada e removida, e o grau de remoção é 

relacionadas com as características dos próprios elementos.

O potencial de oxidação do terceiro tipo de elementos é maior que o do ferro. durante o sopro 

processo de aço fundido, eles são primeiro oxidados na escória para remoção, e apenas uma pequena parte delesentra no produto.

Portanto, o problema dos elementos residuais no aço é na verdade apenas 15 elementos contidos no primeiro 

e segunda categorias. Entre eles, 8 tipos de elementos são elementos totalmente reservados e 7 tipos de 

elementos são elementos parcialmente reservados.

2. A fonte de elementos residuais no aço

meu país é um país com muitos minérios de ferro simbióticos, que incluem V, Ti, P, As, Sn, Sb, Re (terra rara 

elementos), etc., que são transformados em aço durante a fundição.

Além dos elementos residuais trazidos para o ferro fundido pelo minério de ferro primário, a maior fonte de 

elementos residuais no aço fundido é a sucata de aço, que é dividida principalmente em:

(1) Liga de aço em sucata de aço. Atualmente, não há tecnologia econômica para usinas siderúrgicas separarem ligas 

aço e aço carbono comum, e alguns aços de média e alta liga contêm uma grande variedade de ligas 

elementos. Na reciclagem do aço, esses elementos de liga entrarão no aço como elementos residuais;

(2) Revestimento de superfície ou chapeamento em sucata de aço. A mais problemática é a folha-de-flandres, que entra na sucata 

ciclo de aço como uma caixa de lata. Outros revestimentos incluem cobre, níquel e cromo, etc.; chapas galvanizadas são 

também amplamente utilizado, mas o zinco pode ser basicamente removido na produção de aço sem consideração;

(3) Metais não ferrosos envolvidos em matérias-primas de sucata de aço. O mais importante é o automóvel

 sucata de aço, que contém alguns micro motores, e a principal impureza é o cobre.

No mercado, o cobre tem o maior teor de elementos residuais e o cobre é principalmente comercializado 

fornos siderúrgicos a partir de sucata de automóveis. Estima-se que o teor médio de cobre em 

sucata de aço misturada em usinas siderúrgicas é de cerca de 0,3%, e o conteúdo específico depende da fonte e 

proporção de liga de aço.

O Sb e As residuais no aço vêm principalmente do minério de ferro primário. Quando sucata de aço contendo estes 

as impurezas entram na reciclagem, elas podem ser diluídas, mas a quantidade residual se acumulará gradualmente em 

aço.

O H e N no aço vêm principalmente da atmosfera da oficina durante a fabricação do aço, e seus 

conteúdo depende principalmente da composição de diferentes graus de aço e processo de fabricação de aço.

3. Segregação de elementos residuais em aço

Muitos elementos residuais existem e funcionam na forma de segregação no aço. A maioria dos elementos residuais 

tem forte capacidade de segregação em aço; o processo de segregação deste elemento pode ocorrer não só em 

o processo de solidificação do aço fundido, mas também na subsequente transformação em fase sólida, mas

 leva muito tempo para se difundir.

Os principais elementos segregados na parte ascendente do lingote são S, P e C, seguidos por Sb, N, As, H, 

e elementos Sn. Após a segregação formar inclusões, a dureza desta parte do material também é 

superior ao de outras partes do lingote.

Em comparação com a segregação de solidificação, os elementos residuais produzirão segregação de limite de grão 

durante a transformação de fase sólida ou aquecimento. Por exemplo, o segundo tipo de fragilidade de revenimento de 

o aço é causado principalmente pela segregação dos limites de grão P, Sn, As e Sb.

4. Breve descrição do papel dos elementos residuais

① 8 tipos de elementos totalmente reservados

Ni, Co, W, Mo podem melhorar a temperabilidade do aço e são elementos benéficos;

Por um lado, o Cu pode causar a fragilização do cobre durante o processamento térmico de alta temperatura de 

aço, mas, por outro lado, pode melhorar a capacidade do aço de resistir à corrosão atmosférica;

Os elementos residuais Sn, As e Sb são elementos prejudiciais, que não apenas fortalecem a fragilidade do cobre

 em aço, mas mais importante, causará o segundo tipo de fragilidade de revenimento de ligas de aço;

O Sn é um dos elementos residuais extremamente nocivos do aço, e o Sn reduzirá bastante o 

propriedades mecânicas de alta temperatura de aço e ligas.

② 7 elementos parcialmente reservados

C, Mn, S, P são elementos de controle convencionais;

Cr pode melhorar a resistência à oxidação do aço, aumentar a resistência à corrosão e temperabilidade de 

aço, mas também aumenta a fragilidade do aço;

N é benéfico para controlar o tamanho de grão da austenita, mas ao mesmo tempo também causará a deformação 

envelhecimento do aço;

H no aço é um elemento nocivo e inútil, que pode causar manchas brancas, rachaduras em baixo teor de aloaço de alta resistência, etc.