Elementi koji legiraju. Utjecaj elemenata slitine na svojstva čelika i legura

U graditeljstvu, industriji i nekim područjima poljoprivrede može se promatrati aktivna uporaba metalnih proizvoda. I isti metal, ovisno o opsegu upotrebe, otkriva drugačija tehnička i operativna svojstva. To se može objasniti doping procesom. Tehnološki postupak, u kojem temeljni komad stječe nove osobine ili poboljšava raspoložive karakteristike. To se potiče od aktivnih elemenata, čije legure svojstva uzrokuju kemijske i fizičke procese mijenjanja metalne strukture.

Osnovni elementi legiranja

Velika, ali dvoznačna vrijednost u dopingu je ugljik. S jedne strane, njegova koncentracija u metalnoj strukturi od oko 1,2% pridonosi čvrstoći, tvrdoći i temperaturi hladnoće, a s druge strane također smanjuje toplinsku vodljivost i gustoću materijala. Ali ni to nije glavna stvar. Poput svih elemenata slitine, dodaje se kod izvođenja tehnološke obrade pod jakim temperaturnim učinkom. Međutim, sve nečistoće i aktivne komponente ostaju u strukturi nakon dovršetka radnje. Samo ugljik može ostati u metalu i, ovisno o potrebnim karakteristikama konačnog proizvoda, tehnolozi odlučuju hoće li se pročistiti metal ili zadržati svoje trenutne osobine. To znači da razlikuju razinu sadržaja ugljika kroz posebnu operaciju legiranja.

Također, silicij i mangan mogu se dodati na popis osnovnih elemenata legiranja. Prvi se uvodi u ciljnu strukturu u minimalnom postotku (ne više od 0,4%) i ne utječe na promjenu kvalitete obrade. Ipak, ova komponenta, poput mangana, bitna je kao deoksidacijsko i vezivno sredstvo. Ova svojstva legirajućih elemenata uzrokuju osnovni integritet strukture koja, čak i tijekom dopinga, omogućuje organski percipiranje drugih već aktivnih elemenata i nečistoća.

Pomoćni elementi legiranja

Ova skupina elemenata obično uključuje titan, molibden, bor, vanadij, itd. Najznačajniji predstavnik ove veze je molibden, koji se češće koristi u kromovim čelicima. Naročito, sa svojom pomoći, povećava se stvrdnjavanje metala, a prag hladnog loma također se smanjuje. Korisno za gradnju razreda čelika i upotrebu molibden komponenata. To su učinkoviti legirani elementi čelika koji osiguravaju dinamičku i statičku čvrstoću metala, istodobno eliminirajući rizik unutarnje oksidacije. Što se tiče titana, koristi se rijetko i samo za jedan zadatak - brušenje strukturnih zrna u legurama krom-mangana. Također se može ciljati i kalcij i olovni aditivi. Koriste se za metalne prozore, koji se dalje podvrgavaju operacijama rezanja.

Razvrstavanje elemenata slitine

Osim vrlo uvjetnog odjeljivanja elemenata od legura u osnovne i pomoćne, koriste se i drugi precizniji znakovi razlike. Na primjer, prema mehanici utjecaja na karakteristike legura i čelika, elementi se spadaju u tri kategorije:

• Utječe na stvaranje karbida.
• S polimorfnim transformacijama.
• S formiranjem intermetalnih spojeva.

Važno je uzeti u obzir da u svakom od tri slučaja učinak legirajućih elemenata na svojstva intermetalnih spojeva također ovisi o stranim nečistoćama. Na primjer, koncentracija može biti istog ugljika ili željeza. Postoji i klasifikacija elemenata polimorfne transformacije prema prirodi udara. Posebno se izdvajaju elementi koji omogućuju prisutnost legiranog ferita u leguri, kao i njihovi analozi, koji pomažu u stabilizaciji optimalnog sadržaja austenita bez obzira na temperaturu.

Utjecaj legiranja na legure i čelike

Postoji nekoliko načina na koje se kvalitativna svojstva čelika mogu poboljšati. Prije svega, to su fizičke osobine koje određuju tehnički resurs materijala. Doping u ovom dijelu omogućuje povećanje snage, duktilnosti, hardenability i tvrdoće. Drugi smjer pozitivnog utjecaja elemenata slitine je poboljšanje zaštitnih svojstava. U tom smislu valja naglasiti otpornost na udar, crvenu otpornost, otpornost na toplinu i visok prag oštećenja korozije. Za neke primjene, metali su također pripremljeni uzimajući u obzir elektrokemijska svojstva. U ovom slučaju, elementi za legiranje mogu se koristiti za povećanje električne i toplinske provodljivosti, otpora oksidacije, propusnosti magneta itd.

Osobitosti utjecaja štetnih nečistoća

Tipični predstavnici štetnih nečistoća su fosfor i sumpor. Što se tiče fosfora, on je sposoban formirati krhke žitarice, koje su sačuvane nakon legiranja, pod uvjetom da spoj sa željezom. Kao rezultat, dobivena legura gubi visoki stupanj gustoće, a također je obdarena lomljivosti. Međutim, veza s ugljikom daje pozitivno svojstvo, poboljšavajući proces odvajanja čipa. Ova kvaliteta olakšava proces strojne obrade. Sumpor je, opet, još opasnija tvar. Ako je učinak elemenata legure na čelik kao cjelinu namijenjen poboljšanju otpornosti materijala na vanjske utjecaje, tada ta nečistoća neutralizira ovu skupinu svojstava. Na primjer, njegova visoka koncentracija u strukturi dovodi do povećane abrazije, smanjene otpornosti na zamor metala i smanjenja otpornosti na koroziju.

Tehnologija dopinga

Obično se legiranje izvodi u okviru metalurške proizvodnje i uvođenje dodatnih elemenata u teret ili masu taline, koji su gore razmatrani. Kao rezultat toplinske obrade, u strukturi se odvijaju kemijski i fizički procesi spajanja pojedinačnih tvari, kao i deformacija. Stoga, elementi slaganja dopuštaju poboljšanje kvalitete metalurških proizvoda.

zaključak

Doping je složeni tehnološki proces promjena karakteristika metala. Njegova je složenost uglavnom u početnom odabiru optimalnih recepata kako bi se postigao željeni skup svojstava žbuke. Kao što je već spomenuto, učinak legirajućih elemenata je raznolik i dvosmislen. Ista komponenta aktivnog aditiva može primjerice istodobno poboljšati čvrstoću metala i degradirati toplinsku vodljivost. Zadaća tehnologa je razviti dobitne kombinacije elemenata koji će metalni dio ili strukturu učiniti najprikladnijom u svojoj kvaliteti u smislu korištenja za određene svrhe.