Thành phần hóa học là yếu tố chính tạo nên các đặc tính khác nhau của thép cacbon và thép không gỉ-tác động trực tiếp đến khả năng hàn, khả năng chống ăn mòn và hiệu suất-lâu dài.
Thành phần góc thép cacbon (Q235B/A36)
Thép cacbon dựa trên hợp kim sắt{0}}cacbon-mangan với lượng bổ sung hợp kim tối thiểu:
| Yếu tố | Q235B (GB/T 700) | A36 (ASTM A36) | Vai trò | Tác động đến hiệu suất |
|---|---|---|---|---|
| Cacbon (C) | 0.17–0.22% | tối đa 0,25% | Cung cấp sức mạnh thông qua cacbua sắt. | C thấp (<0.25%) ensures weldability-no preheating ≤25 mm thick. |
| Mangan (Mn) | 0.30–0.65% | 0.80–1.35% | Tăng cường và khử oxy. | Mn cao hơn của A36 cải thiện độ cứng, giảm vết nứt uốn cong. |
| Silic (Si) | 0.12–0.30% | tối đa 0,40% | Khử oxy thép nóng chảy. | Giảm thiểu độ xốp trong mối hàn. |
| Phốt pho (P) | tối đa 0,045% | Tối đa 0,040% | Tạp chất còn sót lại. | Được kiểm soát để ngăn ngừa độ giòn lạnh. |
| Lưu huỳnh (S) | Tối đa 0,050% | Tối đa 0,040% | Tạp chất còn sót lại. | Hạn chế để tránh tình trạng “nóng nóng” trong quá trình hàn. |
Tính hàn: Tuyệt vời với điện cực cacbon-thấp (E4313 cho SMAW, ER49-1 cho GMAW). Không cần xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) đối với các phần mỏng.Chống ăn mòn: Sắt{0}}kém bị oxy hóa tạo thành rỉ sét. Yêu cầu mạ kẽm (lớp phủ Zn Lớn hơn hoặc bằng 85 μm) hoặc sơn để kéo dài tuổi thọ.
Thành phần góc thép không gỉ (304/316)
Khả năng chống ăn mòn của thép không gỉ bắt nguồn từ hàm lượng crom và niken cao, được bổ sung thêm molypden để chống rỗ:
| Yếu tố | 304 (GB/T 4237) | 316 (GB/T 4237) | Vai trò | Tác động đến hiệu suất |
|---|---|---|---|---|
| Crom (Cr) | 18.0–20.0% | 16.0–18.0% | Hình thành lớp oxit thụ động (Cr₂O₃) ngăn ngừa rỉ sét. | Bắt buộc phải có khả năng chống ăn mòn-Cr<10.5% fails to form a stable layer. |
| Niken (Ni) | 8.0–11.0% | 10.0–14.0% | Ổn định cấu trúc austenit, cải thiện độ dẻo. | Cho phép tạo hình nguội (ví dụ: uốn cong 90 độ mà không bị nứt) và độ bền ở nhiệt độ-thấp. |
| Molypden (Mo) | - | 2.0–3.0% | Tăng cường khả năng chống rỗ trong môi trường nước mặn/axit. | 316 vượt trội hơn 304 trong các ứng dụng hàng hải/hóa học (ví dụ: giàn khoan ngoài khơi). |
| Cacbon (C) | tối đa 0,08% | tối đa 0,08% | C thấp ngăn chặn sự kết tủa cacbua (sự nhạy cảm) trong quá trình hàn. | Tránh ăn mòn giữa các hạt trong các mối hàn-quan trọng khi sử dụng ở nhiệt độ-cao. |
Tính hàn: Tốt với các vật liệu tiêu hao bằng thép không gỉ phù hợp (E308L cho 304, E316L cho 316). Sử dụng cấp độ-cacbon thấp "L" để tránh gây mẫn cảm; không cần làm nóng trước.Chống ăn mòn: Tuyệt vời-304 chống nước ngọt/không khí, 316 chống nước mặn/hóa chất. Không cần lớp phủ sau chế tạo, giảm thiểu việc bảo trì.
Tác động thực tế đến chế tạo
Thép cacbon: Hàn bằng điện cực E4313/E5015; mạ kẽm sau khi chế tạo để chống gỉ. Lý tưởng cho khung kết cấu nơi có nguy cơ ăn mòn thấp.
thép không gỉ: Hàn bằng điện cực E308L/E316L; thụ động sau khi hàn để khôi phục lớp oxit. Lý tưởng cho các thiết bị thực phẩm/hóa chất nơi độ sạch và khả năng chống ăn mòn là rất quan trọng.
Những khác biệt về thành phần này xác định vị trí thích hợp của từng loại vật liệu là thép cacbon-cho cấu trúc nhạy cảm về chi phí-, thép không gỉ cho môi trường khắc nghiệt.