Effets des éléments chimiques courants sur les propriétés des matériaux métalliques

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Effets des éléments chimiques courants sur les propriétés des matériaux métalliques 1. Effets sur les propriétés de l'acier (1) Plus la teneur en carbone est élevée, plus la dureté de l'acier est élevée et meilleure est la résistance à l'usure, mais plus la plasticité et la ténacité sont mauvaises. (2) Le soufre est une impureté nocive dans l'acier. L'acier contenant plus de soufre est susceptible de se fragiliser lorsque le traitement sous pression est effectué à haute température. Ce phénomène est communément appelé fragilisation thermique. (3) Le phosphore peut réduire considérablement la plasticité et la ténacité de l'acier, en particulier à basse température. Ce phénomène est appelé fragilité à froid. Dans l'acier de haute qualité, la teneur en soufre et en phosphore doit être strictement contrôlée. Mais d’un autre côté, lorsque l’acier à faible teneur en carbone contient des niveaux élevés de soufre et de phosphore, les copeaux peuvent se briser facilement pendant la coupe, ce qui améliore l’usinabilité de l’acier. (4) Le manganèse peut améliorer la résistance de l’acier, éliminer ou affaiblir les effets néfastes du soufre et améliorer la trempabilité de l’acier. L'acier fortement allié (acier à haute teneur en manganèse) avec une teneur élevée en manganèse présente une bonne résistance à l'usure et d'autres propriétés physiques. (5) L'augmentation de la teneur en silicium peut augmenter la dureté de l'acier, mais diminuer la plasticité et la ténacité. L'acier électrique contenant une certaine quantité de silicium peut améliorer les propriétés magnétiques douces. (6) Le tungstène peut améliorer la dureté rouge et la résistance thermique de l'acier, ainsi que la résistance à l'usure de l'acier. (7) Le chrome peut améliorer la trempabilité et la résistance à l'usure de l'acier, améliorer l'effet anti-oxydant de l'acier et améliorer la résistance à la corrosion de l'acier. (8) Le vanadium peut affiner la structure granuleuse de l'acier et améliorer la résistance, la ténacité et la résistance à l'usure de l'acier. Lorsqu'il se dissout dans l'austénite à haute température, il peut augmenter la trempabilité de l'acier ; à l'inverse, lorsqu'il existe sous forme de carbures, il peut réduire la trempabilité de l'acier. (9) Le molybdène peut améliorer considérablement la trempabilité de l'acier, améliorer la résistance thermique, prévenir la fragilité due au revenu et augmenter la rémanence et la force coercitive. (10) Le titane peut affiner la structure des grains de l’acier, améliorant ainsi la résistance et la ténacité de l’acier. Dans l'acier inoxydable, le titane permet de supprimer ou de réduire le phénomène de corrosion intergranulaire de l'acier. (11) Le nickel peut améliorer la résistance et la ténacité de l’acier ainsi que la trempabilité. Lorsque la teneur est élevée, elle peut modifier considérablement certaines propriétés physiques de l'acier et des alliages et améliorer la résistance à la corrosion de l'acier. (12) Le rôle du bore est que lorsque l'acier contient une quantité infime de 0,001 à 0,005 %) de bore, la trempabilité de l'acier peut être augmentée de façon exponentielle. (13) L'aluminium peut affiner la structure des grains de l'acier, inhiber le vieillissement de l'acier à faible teneur en carbone et améliorer la ténacité de l'acier à basse température. L'aluminium peut également améliorer la résistance à l'oxydation de l'acier et améliorer la résistance à l'usure et à la fatigue de l'acier nitruré. (14) Le rôle majeur du cuivre dans l'acier est d'améliorer la résistance à la corrosion atmosphérique de l'acier ordinaire faiblement allié, en particulier lorsqu'il est utilisé en combinaison avec du phosphore.