15 عنصرًا متبقيًا في الفولاذ

تعتبر مشكلة العناصر المتبقية في الفولاذ من المشاكل الهامة التي تواجه قطاع التعدين 

صناعة. أثناء عملية صناعة الصلب، يتم استخدام المواد الخام لصناعة الصلب (بما في ذلك الحديد المنصهر والصلب الخردة 

والسبائك الحديدية، وما إلى ذلك) ستجلب كمية كبيرة من عناصر الشوائب إلى فرن صناعة الفولاذ. بعض 

يمكن إزالة عناصر الشوائب، لكن بعض عناصر الشوائب تبقى في الفولاذ. 

ويشار إلى هذا الجزء من الشوائب (عناصر السبائك التي لم تتم إضافتها عمدا) بشكل جماعي على أنها متبقية 

عناصر.

تعتبر هذه العناصر المتبقية أحد العوامل الرئيسية لعدم استقرار جودة الفولاذ. بقايا معينة 

العناصر عرضة للفصل وحتى عند المستويات المنخفضة يمكن أن يكون لها تأثير سلبي قوي على الفولاذ 

ملكيات.

مثل التيتانيوم المتبقي في تحمل الفولاذ هو حالة نموذجية. من السهل أن تتفاعل Ti مع N لإنتاجها 

شوائب عالية الصلابة، مما يؤثر بشكل كبير على عمر خدمة الفولاذ المحمل.

1. تصنيف العناصر المتبقية

تنقسم العناصر المتبقية المعروفة في الفولاذ إلى ثلاث فئات حسب إمكانية أكسدتها، 

كما هو مبين في الجدول التالي. يتم عرضها على أنها احتفاظ كامل، واحتفاظ جزئي، والحد الأدنى 

الاحتفاظ بها في عملية صناعة الصلب.

في الجدول أعلاه، فإن قدرة الأكسدة للنوع الأول من العناصر أقل من الحديد، و 

فهي لا تشارك في تفاعل الأكسدة أثناء صناعة الفولاذ، وجميعها تقريبًا تشارك في ذلك 

المتراكمة في نهاية المطاف في منتجات الصلب.

إن قدرة الأكسدة للنوع الثاني من العناصر المتبقية قريبة من قدرة الحديد. أثناء ال 

عملية النفخ في صناعة الفولاذ، تتم أكسدة جزء فقط وإزالته، وتكون درجة الإزالة 

تتعلق بخصائص العناصر نفسها.

قدرة الأكسدة للنوع الثالث من العناصر أعلى من الحديد. أثناء النفخ 

أثناء عملية الفولاذ المنصهر، يتم أكسدتها أولاً في الخبث لإزالتها، ولا يتم سوى جزء صغير منهايدخل المنتج.

ولذلك فإن مشكلة العناصر المتبقية في الفولاذ هي في الواقع 15 عنصراً فقط موجودة في الأول 

والفئات الثانية. من بينها، 8 أنواع من العناصر محجوزة بالكامل، و7 أنواع من العناصر 

العناصر هي عناصر محجوزة جزئيًا.

2. مصدر العناصر المتبقية في الفولاذ

بلدي بلد يحتوي على العديد من خامات الحديد التكافلية، والتي تشمل V، Ti، P، As، Sn، Sb، Re (الأتربة النادرة 

العناصر)، وما إلى ذلك، والتي يتم إدخالها إلى الفولاذ أثناء الصهر.

بالإضافة إلى العناصر المتبقية التي يتم جلبها إلى الحديد المنصهر بواسطة خام الحديد الأولي، فهو أكبر مصدر لـ 

العناصر المتبقية في الفولاذ المنصهر هي خردة الفولاذ، والتي تنقسم بشكل رئيسي إلى:

(1) سبائك الصلب في خردة الصلب. في الوقت الحاضر، لا توجد تكنولوجيا فعالة من حيث التكلفة لمصانع الصلب لفرز السبائك 

الفولاذ والفولاذ الكربوني العادي، وبعض سبائك الفولاذ المتوسطة والعالية تحتوي على مجموعة واسعة من السبائك 

عناصر. في إعادة تدوير الفولاذ، ستدخل عناصر السبائك هذه إلى الفولاذ كعناصر متبقية؛

(2) طلاء السطح أو الطلاء بالفولاذ الخردة. والأكثر إشكالية هو الصفيح الذي يدخل الخردة 

دورة الصلب كعلبة علبة. تشمل الطلاءات الأخرى النحاس والنيكل والكروم وما إلى ذلك؛ الصفائح المجلفنة هي 

يستخدم أيضًا على نطاق واسع، ولكن يمكن إزالة الزنك بشكل أساسي في صناعة الصلب دون أي اعتبار؛

(3) معادن غير حديدية مغلفة بمواد خام فولاذية خردة. اهم شي السيارات

 خردة الفولاذ، التي تحتوي على بعض المحركات الدقيقة، والشوائب الرئيسية هي النحاس.

في السوق، يحتوي النحاس على معظم محتوى العناصر المتبقية، ويتم إدخال النحاس بشكل أساسي 

أفران صناعة الصلب من الصلب الخردة للسيارات. وتشير التقديرات إلى أن متوسط ​​محتوى النحاس في 

تبلغ نسبة خردة الفولاذ المختلطة في مصانع الصلب حوالي 0.3%، ويعتمد المحتوى المحدد على المصدر و 

نسبة سبائك الصلب.

أما المتبقي من Sb وAs في الفولاذ، فيأتي أساسًا من خام الحديد الأولي. عندما تحتوي خردة الفولاذ على هذه 

تدخل الشوائب في عملية إعادة التدوير، ويمكن تخفيفها، ولكن الكمية المتبقية سوف تتراكم تدريجياً 

فُولاَذ.

يأتي H وN في الفولاذ بشكل أساسي من جو الورشة أثناء صناعة الفولاذ، كما أنهما 

يعتمد المحتوى بشكل أساسي على تكوين درجات الصلب المختلفة وعملية صناعة الصلب.

3. فصل العناصر المتبقية في الفولاذ

توجد العديد من العناصر المتبقية وتعمل في شكل فصل في الفولاذ. معظم العناصر المتبقية 

تتمتع بقدرة فصل قوية في الفولاذ؛ يمكن أن تحدث عملية فصل هذا العنصر ليس فقط في 

عملية تصلب الفولاذ المنصهر، ولكن أيضًا في مرحلة التحول الصلبة اللاحقة، ولكنها

 يستغرق وقتا طويلا للانتشار.

العناصر الرئيسية المنفصلة في الجزء الصاعد من السبيكة هي S، P، وC، تليها Sb، N، As، H، 

وعناصر Sn بعد أن يتم فصل أشكال الادراج، تكون صلابة هذا الجزء من المادة أيضًا 

أعلى من أجزاء أخرى من السبائك.

بالمقارنة مع فصل التصلب، فإن العناصر المتبقية سوف تنتج فصل حدود الحبوب 

أثناء تحويل المرحلة الصلبة أو التدفئة. على سبيل المثال، النوع الثاني من هشاشة المزاج 

يحدث الفولاذ بشكل أساسي عن طريق الفصل بين حدود الحبوب P وSn وAs وSb.

4. وصف موجز لدور العناصر المتبقية

① 8 أنواع من العناصر المحجوزة بالكامل

يمكن لـ Ni، Co، W، Mo تحسين صلابة الفولاذ وهي عناصر مفيدة؛

من ناحية، يمكن أن يسبب النحاس تقصف النحاس أثناء المعالجة الحرارية ذات درجة الحرارة العالية 

الفولاذ، ولكن من ناحية أخرى، يمكنها تحسين قدرة الفولاذ على مقاومة التآكل الجوي؛

العناصر المتبقية Sn و As و Sb هي عناصر ضارة، والتي لا تؤدي فقط إلى تقوية هشاشة النحاس

 في الفولاذ، ولكن الأهم من ذلك، أنه سوف يسبب النوع الثاني من هشاشة المزاج لسبائك الفولاذ؛

يعد Sn أحد العناصر المتبقية الضارة للغاية في الفولاذ، وسوف يقلل Sn بشكل كبير من 

الخواص الميكانيكية لدرجات الحرارة العالية للصلب والسبائك.

② 7 عناصر محجوزة جزئيًا

C، Mn، S، P هي عناصر تحكم تقليدية؛

يمكن أن يحسن الكروم مقاومة أكسدة الفولاذ، ويزيد من مقاومة التآكل وصلابة الفولاذ 

الفولاذ، ولكن أيضًا يزيد من هشاشة الفولاذ؛

N مفيد للتحكم في حجم حبيبات الأوستينيت، ولكنه في نفس الوقت سوف يسبب الإجهاد أيضًا 

شيخوخة الفولاذ

يعتبر H في الفولاذ عنصرًا ضارًا وغير مفيد، حيث يمكن أن يسبب بقعًا بيضاء وشقوقًا في الأجزاء المنخفضةفولاذ عالي القوة، إلخ.