1. התפקיד הכפול של הסיליקון
לסיליקון יש שני תפקידים בייצור פלדה. במהלך ייצור פלדה, סיליקון, הנמסר על ידי פרוסיליקון, הוא אחד ממסירי החמצון העיקריים: הוא מסיר חמצן מומס ומונע נקבוביות ותכלילי תחמוצת. לאחר הסרת החמצון, הסיליקון הנותר נשאר בפלדה כאלמנט מתג, שם הוא משפיע על התכונות המכניות הסופיות. יצרן הפלדה שולט בשני התפקידים לפי הכמות והתזמון של תוספת הברוזיליקון.
2. סיליקון וחוזק
סיליקון מחזק פלדה על ידי חיזוק-תמיסה מוצקה: אטומי סיליקון בסריג הפריט מעוותים אותה ומעכבים את תנועת הנקע, מעלים את התפוקה ואת חוזק המתיחה. ההשפעה משמעותית בפלדות פחמן ובפלדות מסגסוגת- נמוכה, וסיליקון הוא אלמנט מחזק חסכוני. סיליקון גבוה יותר גם משפר את תגובת הפלדה לטיפול בחום בדרגות מסוימות.
3. סיליקון וקשיחות
לסיליקון יש השפעה מעורבת על הקשיחות. רמות סיליקון מתונות משפרות את החוזק ללא פגיעה רצינית בגמישות, אך עודף סיליקון יכול להפחית את הקשיחות ולקדם היווצרות של שלבים שבירים, במיוחד בשילוב עם פחמן או זרחן גבוהים. תגובת הקשיחות תלויה בכימיה של הפלדה, במסלול העיבוד ובמבנה המיקרו הסופי, ולכן יש לאזן את רמת הסיליקון מול היסודות האחרים.
4. איזון דה חמצון וסגסוגת
על יצרן הפלדה לאזן את כמות הסיליקון הדרושה לסילוק חמצון מוחלט מול רמת הסיליקון המותרת בפלדה הסופית. עודף-דה-חמצון משאיר עודפי סיליקון שיכולים לדחוף את הקומפוזיציה מהחלון, בעוד ש--תת-דעוקסידציה משאיר חמצן שפוגע בפלדה. דרגת הסיליקון, גודל החלקיקים ונקודת התוספת נבחרים כדי לפגוע הן ביעד החמצן והן בחלון הסיליקון.
5. הדרכה מעשית
קבע את חלון הסיליקון היעד ממפרט הפלדה.
חשב את תוספת הסיליקון מתכולת החמצן ושארית הסיליקון הרצויה.
בחר את הציון וגודל החלקיקים לפי שיטת ההוספה והתזמון.
דגום את האמבטיה לאחר ההוספה כדי לאשר את רמת הסיליקון.
התאם את התרגול על ידי מעקב אחר תוצאות מבחן החוזק והקשיחות.
6. שאלות נפוצות
ש 1: כיצד פרוסיליקון משפר את חוזק הפלדה?סיליקון מחזק את הפריט על ידי חיזוק-תמיסה מוצקה, העלאת התפוקה וחוזק המתיחה.
ש 2: האם הסיליקון פוגע בקשיחות?רמות מתונות הן בסדר, אבל עודף סיליקון יכול להפחית את הקשיחות, ולכן יש לאזן את הרמה מול כימיה הפלדה.
ש 3: מה התפקיד הכפול של סיליקון?זה משחרר את החמצון של הפלדה המותכת ואז נשאר כאלמנט מתג המשפיע על התכונות הסופיות.
ש 4: כיצד נשלטת רמת הסיליקון?לפי דרגת הסיליקון, כמות ההוספה, גודל החלקיקים ונקודת ההוספה, מאומתת על ידי דגימת אמבטיה.
ש 5: באיזו כיתה של פרוסיליקון משתמשים?הציונים הנפוצים הם FeSi65, FeSi72 ו-FeSi75, שנבחרו לפי יעד הסיליקון והעלות.
ש 6: למה לאזן דה חמצון וסגסוג?כדי לפגוע הן ביעד החמצן והן בחלון הרכב הסיליקון, הימנעות מנקבוביות ומחוץ-מה-כימיה של המפרט.
