תכולת פחמן היא אחד הגורמים המרכזיים המשפיעים על הפלדה. מיחזור נפט קולה מגרפיט ממלא תפקיד מפתח בתעשיות הפלדה והיציקה, המשמש להגדלת תכולת הפחמן של מתכת מותכת כדי לשפר את תכונותיה. זה חשוב במיוחד עבור פלדה שדורשת תכולת פחמן ספציפית כדי לשפר את הביצועים.
ההשפעה של קוק נפט שעבר גרפיט על פלדה באה לידי ביטוי בעיקר בהיבטים הבאים:
1. הגדל את תכולת הפחמן של פלדה: קוקה נפט שעבר גרפיט, כחומר פחמן, יכול להגדיל את תכולת הפחמן של פלדה, דבר שחשוב במיוחד עבור פלדה הדורשת תכולת פחמן גבוהה כדי לשפר את הביצועים.
2.משפיע על מבנה המיקרו של פלדה: תהליך הגרפיטיזציה הוא המפתח להיווצרות חלקיקי גרפיט, המשפיעים ישירות על המיקרו מבנה ותכונות הפלדה. במהלך תהליך הגרפיטיזציה, המרטנסיט המרוווה יהפוך תחילה לקרבידים יציבים. במיוחד כאשר הקרביד הוא צמנטיט Fe3C, קצב המשקעים של חלקיקי גרפיט יגדל באופן משמעותי.
השפעת תכולת הפחמן על מבנה המיקרו של פלדה באה לידי ביטוי בעיקר בהיבטים הבאים:
(1) היווצרות פריט ואוסטניט: במערכת Fe-Fe3C, מבנה שיווי המשקל של סגסוגת ברזל-פחמן בטמפרטורות שונות מורכב משלבים בסיסיים (פריט F, austenite A ו-cementite Fe3C). פריט הוא תמיסה מוצקה אינטרסטיציאלית שנוצרת על ידי המסת פחמן בחלל הבין-סטיציאלי של סריג -Fe, עם פלסטיות וקשיחות טובה, אך חוזק וקשיות נמוכים. Austenite הוא תמיסה מוצקה בין-סטילית הנוצרת מהמסת פחמן בחלל הביניים של סריג -Fe, עם מבנה קובי במרכז הפנים ושלב בטמפרטורה גבוהה.
(2) היווצרות צמנטיט: כאשר הפלדה מתקררת באיטיות, פחמן נופל מהאוסטניט ויוצר תערובת של פריט וצמנטיט (Fe3C), הנקראת פרליט. צמנטיט מאוד קשה ושביר, עם קשיחות נמוכה.
(3) השפעת תכולת הפחמן על מבנה המיקרו: כמות הפחמן שניתן להכיל במבנה הפריט מוגבלת, ב-0.02% פחמן ב-1,340 מעלות פרנהייט (725 מעלות צלזיוס), אך יורד ל-0.006% (60 PPM) פחמן בטמפרטורת החדר. מעל רמה זו, הפחמן יוצר צמנטיט.
(4) היווצרות של בייניט: בתנאים מסוימים, תכולת הפחמן ואלמנטים מתגזרים אחרים בפלדה יכולים לקדם היווצרות של בייניט, מבנה מיקרו שנוצר בטמפרטורות מתונות עם חוזק וקשיחות טובים.
(5) היווצרות מרטנזיט: במהלך קירור מהיר, פלדות עם תכולת פחמן גבוהה יותר יכולות ליצור מרטנזיט, מבנה גבישי טטראגונלי במרכז הגוף עם קשיות ושבירות גבוהות.
(6) הקשר בין מבנה מיקרו לביצועים: פלדות בעלות תכולת פחמן שונה יהוו מיקרו-מבנים שונים, כגון פריט, פרלייט, בייניט ומרטנזיט, שיש להם השפעה משמעותית על התכונות המכניות של הפלדה. לדוגמה, פלדה דלת פחמן יוצרת בעיקר פריט, בעל פלסטיות וקשיחות טובה; בעוד פלדת פחמן גבוהה עשויה ליצור יותר צמנטיט ומרטנזיט, עם קשיות וחוזק גבוהים יותר, אך קשיחות נמוכה יותר.
3. משפיע על התכונות המכניות של הפלדה: תהליך הגרפיטיזציה יגרום לפירוק הקרבידים בפלדה וליצור חלקיקי גרפיט, מה שישנה את התכונות המכניות של הפלדה, לרבות חוזק, פלסטיות וקשיחות פגיעה.
4. עלול לגרום לשבירת פלדה: בטמפרטורה גבוהה ובמתח ארוך טווח, הפרלייט בפלדה עלול לעבור גרפיטיזציה, כלומר צמנטיט מתפרק לגרפיט בעצמו, וכתוצאה מכך לשבירת הפלדה, הפחתת החוזק והפלסטיות והפחתה בקשיחות ההשפעה. שיהיה ברור.
5. משפיע על עמידות החום של פלדה: גרפיטיזציה יכולה לשפר את עמידות החום של פלדה, מכיוון שבמהלך תהליך הגרפיטיזציה, הטרואטומים אחרים מלבד פחמן מתאדים יותר ומצטמצמים לפחות מ-1%, כך שטוהר הפחמן גבוה, וה דגם הסיבים הכמות וההתנגדות לחום גדלים עם עליית טמפרטורת הגרפיטיזציה.
6.משפיע על המוליכות החשמלית של פלדה: המוליכות החשמלית של הפלדה לאחר גרפיטיזציה תשתפר מכיוון שאטומי הפחמן מסודרים מחדש במהלך תהליך הגרפיטיזציה ליצירת "מבנה סוער" דמוי גרפיט, המשפר את המוליכות החשמלית.
7.הערכת מידת הגרפיטיזציה: ניתן להעריך את מידת הגרפיטיזציה באמצעות בדיקה מטאלוגרפית. זה מחולק בדרך כלל לארבע דרגות לפי כמות הגרפיט המשקע, מה שעוזר להעריך את השפעת הגרפיטיזציה על תכונות הפלדה.
לסיכום, לקוק נפט שעבר גרפיט יש השפעות רבות על פלדה, לרבות הגדלת תכולת הפחמן, שינוי מבנה המיקרו, השפעת תכונות מכניות, אולי גרימת התפרקות, שיפור עמידות בחום ומוליכות חשמלית וכו'. יש לקחת בחשבון ולבקר את הגורמים המשפיעים הללו בייצור. ויישום פלדה.
