L'acciaio a bassa temperatura è l'acciaio solitamente applicato al di sotto dei {{0}} gradi. In base alla struttura cristallina, gli acciai a bassa temperatura possono generalmente essere suddivisi in acciai a bassa temperatura ferritici e acciai a bassa temperatura austenite. Gli acciai ferritici a bassa temperatura generalmente hanno una tenacità significativa, cioè una temperatura di transizione fragile. Quando la temperatura scende ad un certo valore critico (o intervallo), la tenacità diminuirà improvvisamente. La temperatura di conversione del valore di impatto dell'acciaio al carbonio allo 0,2% è di circa -20 gradi. Pertanto, gli acciai ferritici non dovrebbero essere utilizzati al di sotto della loro temperatura di transizione. L'aggiunta di elementi di lega come Mn e Ni può ridurre le impurità interstiziali, affinare i grani, controllare le dimensioni, la forma e la distribuzione della seconda fase, riducendo così la temperatura di transizione tenacità-fragilità dell'acciaio ferritico. Gli elementi di lega nell'acciaio a bassa temperatura influiscono principalmente sulla tenacità dell'acciaio a bassa temperatura. Oggi vi forniremo un'introduzione dettagliata:
C
La temperatura di transizione fragile dell'acciaio aumenta rapidamente con l'aumento del contenuto di carbonio, ma le prestazioni di saldatura diminuiscono. Pertanto, il contenuto di carbonio dell'acciaio a bassa temperatura dovrebbe essere limitato a circa lo 0,2%.
manganese
Il manganese può migliorare significativamente la tenacità dell'acciaio a bassa temperatura. Il manganese esiste principalmente sotto forma di soluzione solida e ha la funzione di rafforzare la soluzione solida. Inoltre, il manganese è un elemento che estende la zona dell'austenite e riduce la temperatura di trasformazione di fase (A1 e A3) per produrre grani di ferrite e perlite fini e duttili, aumentando così l'energia massima di impatto e riducendo la temperatura di transizione fragile. Pertanto, il rapporto manganese/carbonio dovrebbe essere almeno 3, il che non solo riduce la temperatura di transizione fragile dell'acciaio, ma compensa anche le proprietà meccaniche causate dal ridotto contenuto di carbonio dovuto all'aumento del contenuto di manganese.
Ni
Il nichel può ridurre la tendenza alla transizione fragile e la temperatura dell'acciaio. La tenacità a bassa temperatura dell'acciaio aumenta di 5 volte quella del nichel-manganese, mentre la temperatura di transizione fragile diminuisce di circa 10 gradi per ogni aumento dell'1% del contenuto di nichel. Ciò è dovuto principalmente al fatto che il nichel non reagisce con il carbonio e si dissolve in una soluzione solida per rafforzarlo.
Il nichel fa anche sì che il punto eutettico dell'acciaio si sposti verso l'angolo inferiore sinistro, riducendo il contenuto di carbonio e la temperatura di transizione di fase del punto eutettico (A1 e A2). Rispetto all'acciaio al carbonio con lo stesso contenuto di carbonio, la quantità di ferrite viene ridotta e raffinata e la quantità di perlite aumenta (il primo acciaio al carbonio ha un contenuto di carbonio inferiore rispetto all'acciaio al carbonio). I risultati sperimentali mostrano che la ragione principale per migliorare la tenacità del nichel alle basse temperature è che ci sono molte dislocazioni mobili nell'acciaio al nichel a basse temperature e sono inclini allo scorrimento incrociato.
P,S,Ti,AS,SB,PB
Elementi come fosforo, zolfo, arsenico, stagno, piombo e antimonio hanno effetti negativi sulla tenacità degli acciai a bassa temperatura. Producono segregazione nell'acciaio e riducono la resistenza intergranulare, che si traduce in cricche fragili che hanno origine ai bordi dei grani e si estendono lungo di essi fino a completare le fratture. Il fosforo può aumentare la resistenza dell'acciaio, ma ne aumenta anche la fragilità, in particolare la fragilità a bassa temperatura, e aumenta significativamente la temperatura di transizione fragile. Quindi il loro contenuto dovrebbe essere rigorosamente limitato.
H,O,N
Questi elementi aumenteranno la temperatura di transizione fragile dell'acciaio. La tenacità dell'acciaio a bassa temperatura può essere migliorata utilizzando silicio e alluminio per disossidare e uccidere l'acciaio, ma il silicio aumenterà la temperatura di transizione fragile dell'acciaio, quindi l'acciaio calmato con alluminio può ottenere una temperatura di transizione fragile inferiore rispetto all'acciaio calmato con silicio.
