15 Elemen Residu Dalam Baja

Permasalahan unsur sisa pada baja merupakan salah satu permasalahan penting yang dihadapi dalam bidang metalurgi 

industri. Selama proses pembuatan baja, bahan baku pembuatan baja (termasuk besi cair, baja bekas 

dan ferroalloy, dll.) akan membawa sejumlah besar elemen pengotor ke dalam tungku pembuatan baja. Beberapa 

unsur-unsur pengotor dapat dihilangkan, tetapi beberapa unsur pengotor akan tetap berada dalam baja. 

Bagian pengotor ini (elemen paduan yang tidak sengaja ditambahkan) secara kolektif disebut sebagai sisa 

elemen.

Elemen sisa ini merupakan salah satu faktor utama ketidakstabilan kualitas baja. Residu tertentu 

elemen rentan terhadap segregasi dan bahkan pada level rendah dapat menimbulkan efek negatif yang kuat pada baja 

properti.

Seperti sisa titanium pada baja bantalan adalah kasus yang umum terjadi. Ti mudah bereaksi dengan N untuk menghasilkan 

inklusi kekerasan tinggi, yang sangat mempengaruhi masa pakai baja bantalan.

1. Klasifikasi unsur sisa

Unsur sisa yang diketahui dalam baja dibagi menjadi tiga kategori menurut potensi oksidasinya, 

seperti terlihat pada tabel berikut. Mereka ditampilkan sebagai retensi lengkap, retensi parsial, dan minimal 

retensi dalam proses pembuatan baja.

Pada tabel di atas, potensi oksidasi unsur jenis pertama lebih rendah dibandingkan besi, dan 

mereka tidak berpartisipasi dalam reaksi oksidasi selama pembuatan baja, dan hampir semuanya ikut serta 

akhirnya terakumulasi dalam produk baja.

Potensi oksidasi unsur sisa jenis kedua mendekati potensi oksidasi besi. Selama 

proses peniupan pembuatan baja, hanya sebagian yang teroksidasi dan dihilangkan, dan tingkat penghilangan adalah 

berkaitan dengan karakteristik unsur itu sendiri.

Potensi oksidasi unsur jenis ketiga ini lebih tinggi dibandingkan besi. Selama tiupan 

proses baja cair, pertama-tama mereka dioksidasi menjadi terak untuk dihilangkan, dan hanya sebagian kecil sajamemasuki produk.

Oleh karena itu, permasalahan unsur sisa pada baja sebenarnya hanya terdapat 15 unsur yang pertama 

dan kategori kedua. Diantaranya, 8 jenis elemen merupakan elemen yang sepenuhnya dicadangkan, dan 7 jenis 

elemen adalah elemen yang dicadangkan sebagian.

2. Sumber unsur sisa pada baja

negara saya adalah negara dengan banyak bijih besi simbiosis, antara lain V, Ti, P, As, Sn, Sb, Re (rare earth 

elemen), dll., yang dimasukkan ke dalam baja selama peleburan.

Selain unsur sisa yang dibawa ke dalam besi cair oleh bijih besi primer, sumber terbesar 

elemen sisa dalam baja cair adalah baja bekas, yang terutama dibagi menjadi:

(1) Baja paduan dalam baja bekas. Saat ini, tidak ada teknologi yang hemat biaya bagi pabrik baja untuk menyortir paduan 

baja dan baja karbon biasa, dan beberapa baja paduan sedang dan tinggi mengandung berbagai macam paduan 

elemen. Dalam daur ulang baja, unsur-unsur paduan ini akan masuk ke dalam baja sebagai unsur sisa;

(2) Pelapisan permukaan atau pelapisan pada baja bekas. Yang paling bermasalah adalah pelat timah, yang masuk ke dalam potongan 

siklus baja sebagai kotak kaleng. Pelapis lainnya termasuk tembaga, nikel, dan kromium, dll.; lembaran galvanis adalah 

juga banyak digunakan, namun seng pada dasarnya dapat dihilangkan dalam pembuatan baja tanpa pertimbangan;

(3) Logam non-ferrous yang dibungkus dengan bahan baku baja bekas. Yang paling penting adalah mobil

 baja bekas, yang mengandung beberapa motor mikro, dan pengotor utamanya adalah tembaga.

Di pasaran, tembaga memiliki kandungan unsur sisa paling banyak, dan tembaga sebagian besar dimasukkan ke dalamnya 

tungku pembuatan baja dari baja bekas mobil. Diperkirakan rata-rata kandungan tembaga di dalamnya 

skrap baja campuran di pabrik baja adalah sekitar 0,3%, dan kandungan spesifiknya tergantung pada sumber dan 

proporsi baja paduan.

Sisa Sb dan As pada baja sebagian besar berasal dari bijih besi primer. Ketika besi tua mengandung ini 

kotoran masuk ke dalam daur ulang, mereka dapat diencerkan, tetapi jumlah residu secara bertahap akan terakumulasi 

baja.

H dan N pada baja terutama berasal dari atmosfer bengkel selama pembuatan baja, dan mereka 

konten terutama tergantung pada komposisi kelas baja yang berbeda dan proses pembuatan baja.

3. Pemisahan elemen sisa pada baja

Banyak elemen sisa yang ada dan berfungsi dalam bentuk segregasi pada baja. Sebagian besar elemen sisa 

memiliki kemampuan segregasi yang kuat pada baja; proses pemisahan elemen ini tidak hanya dapat terjadi di 

proses pemadatan baja cair, tetapi juga pada transformasi fase padat berikutnya, tetapi itu

 memerlukan waktu yang lama untuk difusi.

Elemen utama yang dipisahkan pada bagian riser ingot adalah S, P, dan C, diikuti oleh Sb, N, As, H, 

dan elemen Sn. Setelah segregasi membentuk inklusi, kekerasan bagian material ini juga meningkat 

lebih tinggi dari bagian ingot lainnya.

Dibandingkan dengan segregasi solidifikasi, elemen sisa akan menghasilkan segregasi batas butir 

selama transformasi fase padat atau pemanasan. Misalnya, tipe kedua dari sifat rapuh dan rapuh 

baja terutama disebabkan oleh segregasi batas butir P, Sn, As, dan Sb.

4. Uraian singkat tentang peran unsur sisa

① 8 jenis elemen yang sepenuhnya dipesan

Ni, Co, W, Mo dapat meningkatkan kekerasan baja dan merupakan elemen yang bermanfaat;

Di satu sisi, Cu dapat menyebabkan penggetasan tembaga selama pemrosesan termal suhu tinggi 

baja, namun di sisi lain dapat meningkatkan kemampuan baja dalam menahan korosi atmosferik;

Unsur sisa Sn, As, dan Sb merupakan unsur berbahaya, yang tidak hanya memperkuat kerapuhan tembaga

 pada baja, tetapi yang lebih penting, hal ini akan menyebabkan kerapuhan temper jenis kedua pada baja paduan;

Sn adalah salah satu elemen sisa yang sangat berbahaya dalam baja, dan Sn akan sangat menguranginya 

sifat mekanik suhu tinggi dari baja dan paduan.

② 7 elemen yang dicadangkan sebagian

C, Mn, S, P adalah elemen kontrol konvensional;

Cr dapat meningkatkan ketahanan oksidasi baja, meningkatkan ketahanan korosi dan pengerasan 

baja, tetapi juga meningkatkan kerapuhan baja;

N bermanfaat untuk mengontrol ukuran butir austenit, namun pada saat yang sama juga menyebabkan regangan 

penuaan baja;

H pada baja merupakan unsur berbahaya dan tidak membantu, yang dapat menyebabkan bercak putih, retak pada allo rendahbaja berkekuatan tinggi, dll.