Le problème des éléments résiduels dans l’acier est l’un des problèmes importants de l’industrie métallurgique. Dans le processus de fabrication de l'acier, les matières premières (y compris le métal chaud, la ferraille et les ferroalliages) apporteront de nombreuses impuretés dans le four. Certains éléments d'impuretés peuvent être éliminés, mais certains éléments d'impuretés resteront dans l'acier, collectivement appelés éléments résiduels.

Ces éléments résiduels sont l’un des principaux facteurs d’instabilité de la qualité de l’acier. Certains éléments résiduels sont faciles à séparer, même si leur teneur est très faible, cela aura un effet négatif important sur les propriétés de l'acier.

Par exemple, le titane résiduel dans l’acier à roulements est un cas typique. Le Ti réagit facilement avec n pour produire des inclusions de haute dureté, ce qui affecte grandement la durée de vie de l'acier pour roulements.

1. Classification des éléments résiduels

Certains éléments résiduels connus dans l'acier peuvent être divisés en trois catégories selon leur potentiel d'oxydation, comme indiqué dans le tableau ci-dessous. Ils sont entièrement retenus, partiellement retenus et rarement retenus dans le processus de fabrication de l'acier.

Dans le tableau ci-dessus, le potentiel d'oxydation du premier groupe d'éléments est inférieur à celui du fer, et ils ne participent pas à la réaction d'oxydation lors de la fabrication de l'acier, et presque tous s'accumulent dans les produits sidérurgiques. Le potentiel d'oxydation du deuxième type d'éléments résiduels est proche de celui du fer. Dans le processus de fabrication de l'acier, seule une partie d'entre eux est éliminée par oxydation et le degré d'élimination est lié aux caractéristiques des éléments eux-mêmes. Le potentiel d’oxydation des éléments du troisième type est supérieur à celui du fer. Lors du processus de soufflage de l'acier fondu, ils sont d'abord oxydés en scories à éliminer, et seule une petite partie d'entre eux entre dans le produit. Il n’y a donc que 15 éléments dans les première et deuxième catégories d’acier. Parmi eux, 8 éléments sont des éléments entièrement réservés et 7 éléments sont des éléments partiellement réservés.

2. Source d'éléments résiduels dans l'acier

La Chine est un pays avec un grand nombre de minerais de fer intercroissables, notamment V, Ti, P, as, Sn, Sb, re (éléments de terres rares), etc., qui sont transformés en acier lors de la fusion. Outre les éléments résiduels apportés dans le fer en fusion par le minerai de fer primaire, la plus grande source d'éléments résiduels dans l'acier en fusion est la ferraille d'acier.

(1) Acier allié en ferraille. à l'heure actuelle, il n'existe aucune technologie économique et efficace pour séparer l'acier allié de l'acier au carbone ordinaire, mais il existe de nombreux types d'éléments d'alliage dans certains aciers moyennement et fortement alliés. Lors du recyclage de l'acier, ces éléments d'alliage entreront dans l'acier comme éléments résiduels ;

(2) Revêtement de surface ou revêtement en ferraille d'acier. Parmi eux, le fer blanc est le plus problématique, car il entre dans le recyclage des déchets sous forme de bo?te de conserve, et d'autres revêtements comprennent le cuivre, le nickel et le chrome ; la t?le galvanisée est également largement utilisée, mais le zinc peut être pratiquement éliminé dans la fabrication de l'acier sans aucune considération?; (3) métaux non ferreux enveloppés dans des déchets de matières premières. La plus importante est la ferraille d'acier, qui contient des micromoteurs, la principale impureté étant le cuivre. Sur le marché, l'élément le plus résiduel est le cuivre, qui provient principalement de la ferraille automobile introduite dans le four de fabrication de l'acier. On estime que la teneur moyenne en cuivre dans la ferraille d'acier est d'environ 0,31 TP3T, ce qui dépend de la source et de la proportion d'acier allié. Les BS résiduels et comme dans l'acier proviennent principalement du minerai de fer primaire. lorsque les ferrailles contenant ces impuretés sont recyclées, elles peuvent être diluées, mais la quantité résiduelle s'accumulera progressivement dans l'acier. La teneur en H et N dans l'acier provient principalement de l'atmosphère de l'atelier de fabrication de l'acier et sa teneur dépend principalement des différentes compositions de l'acier et du processus de fabrication de l'acier.

3. Ségrégation des éléments résiduels dans l'acier

De nombreux éléments résiduels existent et jouent un r?le dans l'acier sous forme de ségrégation. La plupart des éléments résiduels ont une forte capacité de ségrégation dans l'acier?; le processus de ségrégation de ces éléments peut se produire non seulement lors du processus de solidification de l'acier liquide, mais également lors de la transformation ultérieure en phase solide, mais il nécessite un long temps de diffusion. Les principaux éléments de ségrégation dans la colonne montante du lingot sont s, P et C, suivis de sb, N, as, h et Sn. La dureté de cette partie du matériau est supérieure à celle des autres parties du lingot après ségrégation. Par rapport à la ségrégation par solidification, les éléments résiduels produiront une ségrégation aux limites des grains lors de la transformation en phase solide ou du chauffage. Par exemple, la fragilité de l’acier au second revenu est principalement causée par la ségrégation aux limites des grains de P, Sn, as et sb.

4. La fonction des éléments résiduels

① Huit éléments entièrement conservés

Ni, Co, W et Mo peuvent améliorer la trempabilité de l'acier, qui sont des éléments bénéfiques. D'une part, le Cu peut provoquer une fragilisation du cuivre lors du travail à chaud à haute température, mais d'autre part, il peut améliorer la résistance à la corrosion atmosphérique de l'acier?; les éléments résiduels Sn, as et Sb sont des éléments nocifs, qui non seulement renforcent la fragilité du cuivre dans l'acier, mais conduisent également à la fragilité au second revenu de l'acier allié ; Le SN est l’un des éléments résiduels les plus nocifs de l’acier, ce qui peut réduire considérablement les propriétés mécaniques à haute température de l’acier et des alliages.

② 7 éléments de rétention partiels

C. Mn, s et P sont les éléments de commande classiques ; Le Cr peut améliorer la résistance à l'oxydation de l'acier, augmenter la résistance à la corrosion et la trempabilité de l'acier, mais également augmenter la fragilité de l'acier ; n est bénéfique pour contr?ler la taille des grains de l'austénite, mais peut également provoquer le vieillissement sous contrainte de l'acier?; h dans l'acier est une sorte d'élément nocif et nocif, qui entra?nera des taches blanches et des fissures dans l'acier faiblement allié à haute résistance.