Křemík je jedním z klíčových legujících prvků v oceli, který významně ovlivňuje její mechanické a fyzikální vlastnosti. Jeho vliv na kvalitu plechů je komplexní a závisí na množství obsaženém v oceli.
Vliv křemíku na vlastnosti oceli
Zvýšení pevnosti a tvrdosti:
- Křemík zvyšuje mez kluzu a pevnost v tahu oceli, což vede k vyšší odolnosti proti deformaci.
- Zvyšuje také tvrdost oceli, což zlepšuje odolnost proti opotřebení.
Zlepšení pružnosti:
- Křemík zvyšuje mez pružnosti oceli, což je důležité pro pružinové oceli.
Zvýšení odolnosti proti oxidaci a korozi:
- Křemík zlepšuje odolnost oceli proti oxidaci při vysokých teplotách a v některých případech i proti korozi.
Zhoršení svařitelnosti:
- Vyšší obsah křemíku zhoršuje svařitelnost oceli, protože může vést k tvorbě trhlin.
Snížení tažnosti a houževnatosti:
- Vyšší obsah křemíku snižuje tažnost a houževnatost oceli, což může vést k jejímu křehkému lomu.
Vliv na magnetické vlastnosti:
- Křemík zlepšuje magnetické vlastnosti oceli, proto se používá v elektrotechnických ocelích.
Vliv množství křemíku
Nízký obsah křemíku (do 0,3 %):
- Používá se v konstrukčních ocelích, kde je požadována dobrá svařitelnost a tvářitelnost.
- Zvyšuje pevnost oceli bez výrazného snížení tažnosti.
Střední obsah křemíku (0,3–1 %):
- Používá se v pružinových ocelích a ocelích pro tepelné zpracování.
- Zvyšuje mez pružnosti a pevnost oceli.
Vysoký obsah křemíku (1–4 %):
- Používá se v elektrotechnických ocelích pro transformátory a elektromotory.
- Zlepšuje magnetické vlastnosti oceli.
- Používá se také pro oceli které jsou určené do vysokých teplot.
Vliv obsahu křemíku na řezání vláknovým laserem
Obsah křemíku v oceli hraje významnou roli při řezání vláknovým laserem. Jeho vliv se projevuje především v následujících oblastech:
Tepelná vodivost a absorpce laserového paprsku:
- Křemík ovlivňuje tepelnou vodivost oceli. Vyšší obsah křemíku může vést ke změnám v tom, jak ocel absorbuje laserový paprsek a jak se teplo šíří v materiálu.
- To má vliv na rychlost řezání, kvalitu řezné hrany a velikost tepelně ovlivněné zóny.
Tvorba strusky a oxidace:
- Křemík může ovlivnit tvorbu strusky a oxidaci během řezání.
- Při vyšších obsazích křemíku může docházet k větší tvorbě strusky a oxidaci řezné hrany, což zhoršuje kvalitu řezu.
Mechanické vlastnosti a řezná hrana:
- Křemík zvyšuje tvrdost a pevnost oceli, což může ovlivnit tvar a kvalitu řezné hrany.
- Při vyšších obsazích křemíku může být řezná hrana hrubší a méně pravidelná.
Jak se projevuje u různých obsahů:
Nízký obsah křemíku (do 0,3 %):
- Oceli s nízkým obsahem křemíku se obvykle dobře řežou vláknovým laserem.
- Řezná hrana je obvykle hladká a pravidelná, s minimální tvorbou strusky.
- Tyto oceli jsou vhodné pro širokou škálu aplikací, kde je požadována vysoká kvalita řezu.
Střední obsah křemíku (0,3–1 %):
- Při středním obsahu křemíku může být nutné upravit parametry řezání, aby se dosáhlo optimálních výsledků.
- Může docházet k mírnému zvýšení tvorby strusky a oxidaci řezné hrany.
- Je nutné věnovat zvýšenou pozornost nastavení parametrů řezání.
Vysoký obsah křemíku (1–4 %):
- Řezání ocelí s vysokým obsahem křemíku může být náročnější.
- Může docházet k výraznější tvorbě strusky, oxidaci a nerovnoměrné řezné hraně.
- Je nutné použít optimalizované parametry řezání a případně i speciální pomocné plyny.
Důležité faktory:
- Kromě obsahu křemíku ovlivňují řezání vláknovým laserem i další faktory, jako je tloušťka materiálu, výkon laseru, rychlost řezání a typ pomocného plynu.
- Je tedy nutné, pro dosažení optimálních výsledků, brát v úvahu komplexní nastavení řezacích parametrů.
Pro dosažení optimálních výsledků při řezání oceli s různým obsahem křemíku je vždy doporučeno provést testovací řezy a optimalizovat parametry řezání pro konkrétní aplikaci.
Křemík a žárové zinkování
Obsah křemíku v oceli má významný vliv na proces žárového zinkování. Oceli s určitým obsahem křemíku mohou vykazovat zvýšenou reaktivitu se zinkem, což vede k tvorbě silnější a křehčí vrstvy zinku.
Závěr
Křemík je důležitým legujícím prvkem, který ovlivňuje různé vlastnosti oceli. Jeho obsah v plechu je pečlivě kontrolován, aby se dosáhlo požadovaných mechanických a fyzikálních vlastností pro danou aplikaci.