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一般情況,鋼材中所含有的主要元素是鐵,微量的有益元素有碳元素、鉻元素、錳元素、鉬元素、鎳元素、硅元素、鎢元素、釩元素等,微量的有害元素主要是指磷元素、硫元素。而碳元素在鋼材中的作用是至關(guān)重要的,如果沒有含碳元素的鐵在化學(xué)中就稱為純鐵,他的硬度非常低,幾乎和見過的純銀一樣用牙齒輕輕一咬就是一個凹坑。
這樣的鐵也就稱不上是市面上的鋼材了,只有在化學(xué)實驗室才有可能用到這樣的純鐵。在市面上的不管是鋼板、型鋼、鋼管、造船鋼、橋梁鋼、軌道鋼還是球墨鑄鐵、灰鑄鐵等都是有一定的含碳量的,這樣鋼材就有了硬度有了韌性和強度。如果說鋼材是建筑行業(yè)的骨,那么碳元素就是鋼材中的骨。由此可見碳元素的重要性是所有元素?zé)o法替代的。
有色金屬冶煉工業(yè)的應(yīng)用:利用碳化硅具有耐高溫,強度大,導(dǎo)熱性能良好,抗沖擊,作高溫間接加熱材料,如堅罐蒸餾爐精餾爐塔盤,鋁電解槽,銅熔化爐內(nèi)襯,爐用弧型板,熱電偶保護管等。鋼鐵行業(yè)方面的應(yīng)用:利用碳化硅的耐腐蝕?抗熱沖擊耐磨損,導(dǎo)熱好的特點,用于大型高爐內(nèi)襯提高了使用壽命。
冶金選礦行業(yè)的應(yīng)用:碳化硅硬度僅次于金剛石,具有較強的耐磨性能,是耐磨管道、葉輪、泵室、旋流器,礦斗內(nèi)襯的理想材料,其耐磨性能是鑄鐵。橡膠使用壽命的5—20倍,也是航空飛行跑道的理想材料之一。建材陶瓷,砂輪工業(yè)方面的應(yīng)用:利用其導(dǎo)熱系數(shù),熱輻射,高熱強度大的特性,制造薄板窯具,不僅能減少窯具容量,還提高了窯爐的裝容量和產(chǎn)品質(zhì)量,縮短了生產(chǎn)周期,是陶瓷釉面烘烤燒結(jié)理想的間接材料。
碳化硅有黑碳化硅和綠碳化硅兩個常用品種,都屬α-SiC。①黑碳化硅含SiC約98。5%,其韌性高于綠碳化硅,大多用于加工抗張強度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、鑄鐵和有色金屬等。②綠碳化硅含SiC99%以上,自銳性好,大多用于加工硬質(zhì)合金、鈦合金和光學(xué)玻璃,也用于研磨汽缸套和精磨高速具。
此外還有立方碳化硅,它是以特殊工藝制取的黃綠色晶體,用以制作的磨具適于軸承的超精加工,可使表面粗糙度從Ra32~0。16微米一次加工到Ra0。04~0。02微米。碳化硅由于化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)小、耐磨性能好,除作磨料用外,還有很多其他用途。
碳化硅的使用成本較低,加入碳化硅顆粒可以防止析出碳化物,增加鐵素體量,減少白口,使鑄鐵組織致密,顯著提高加工性能并使切削面光潔;碳化硅是一種新型的強復(fù)合脫氧劑,可以在煉鋼過程中有效的將鋼水中的氧氣處理較終起到脫氧的作用,使脫氧時間縮短,節(jié)約能源,提髙煉鋼效率,提髙鋼的質(zhì)量,降低原輔材料消耗,減少環(huán)境污染,改善勞動條件,碳化硅是一種新型的強復(fù)合脫氧劑,取代了傳統(tǒng)的硅粉碳粉進行脫氧,和原工藝相比各項理化性能更加穩(wěn)定脫氧效果好。