Elementi te zlitine. Učinek legirnih elementov na lastnosti jekla in zlitin

V gradbeništvu, industriji in nekaterih kmetijskih področjih je opaziti aktivno uporabo kovinskih izdelkov. In ista kovina, odvisno od obsega uporabe, razkriva različne tehnične in operativne lastnosti. To je mogoče pojasniti z doping postopkom. Tehnološki postopek, pri katerem osnovni element pridobi nove lastnosti ali izboljša razpoložljive lastnosti. To spodbujajo aktivni elementi, katerih legirne lastnosti povzročajo kemične in fizikalne procese spreminjanja kovinske strukture.

Osnovni legirni elementi

Velika, vendar dvoumna vrednost v procesu dopinga je ogljik. Po eni strani njegova koncentracija v kovinski strukturi približno 1,2% prispeva k trdnosti, trdoti in hladno krhkosti, po drugi strani pa tudi zmanjšuje toplotno prevodnost in gostoto materiala. Toda tudi to ni glavna stvar. Kot vsi legirni elementi se dodaja pri tehnološki obdelavi pod močnim temperaturnim učinkom. Vendar pa vse ostale nečistoče in aktivne komponente ostanejo v strukturi po zaključku operacije. Samo ogljik lahko ostane v kovini in, odvisno od zahtevanih lastnosti končnega izdelka, se tehnologi odločijo, ali bodo izboljšali kovino ali ohranili svoje trenutne lastnosti. To pomeni, da vsebnost ogljika spreminja s posebnim postopkom legiranja.

Na seznam osnovnih elementov legiranja lahko dodajamo tudi silicij in mangan. Prvi je uveden v ciljno strukturo v najmanjšem odstotku (ne več kot 0,4%) in nima posebnega vpliva na spremembo kakovosti obdelovanca. Kljub temu je ta komponenta, kot je mangan, bistvena kot sredstvo za deoksidacijo in vezavo. Te lastnosti legirnih elementov povzročajo osnovno celovitost strukture, ki tudi v času dopinga omogoča organsko zaznavanje drugih, že aktivnih elementov in nečistoč.

Pomožni legirni elementi

Ta skupina elementov običajno vključuje titan, molibden, bor, vanadij itd. Najpomembnejši predstavnik te povezave je molibden, ki se pogosteje uporablja pri kromovih jeklih. Zlasti s svojo pomočjo se poveča kremenljivost kovine in zmanjša tudi mejni prag loma. Uporabno za gradnjo razredov jekel in uporabo sestavin molibdena. To so učinkoviti legirani elementi iz jekla, ki zagotavljajo dinamično in statično trdnost kovin ter hkrati odpravljajo tveganja notranje oksidacije. Kar se tiče titana, se uporablja redko in samo za eno nalogo - mletje strukturnih zrn v kromovih manganovih zlitinah. Kalcija in svinčevi dodatki so lahko ciljno usmerjeni. Uporabljajo se za kovinske bloke, ki jih nadalje obdelujejo.

Klasifikacija legiranih elementov

Poleg zelo pogojne ločitve legirnih elementov v osnovne in pomožne se uporabljajo tudi drugi, natančnejši, znaki razlike. Na primer, glede na mehaniko učinka na značilnosti zlitin in jekel elementi spadajo v tri kategorije:

• Vpliv na nastanek karbidov.
• S polimorfnimi transformacijami.
• S tvorbo intermetalnih spojin.

Pomembno je upoštevati, da je v vseh treh primerih učinek legirnih elementov na lastnosti intermetalnih spojin odvisen tudi od tujih nečistoč. Na primer, koncentracija je lahko iz istega ogljika ali železa. Obstaja tudi klasifikacija elementov polimorfne transformacije glede na naravo učinka. Izpostavljeni so zlasti elementi, ki omogočajo prisotnost legiranega ferita v zlitini, pa tudi njihove analoge, ki pomagajo stabilizirati optimalno vsebnost austenita ne glede na temperaturo.

Učinek legiranja na zlitine in jekla

Obstaja več načinov, na katere je mogoče izboljšati kvalitativne značilnosti jekla. Prvič, to so fizične lastnosti, ki določajo tehnični vir materiala. Doping v tem delu omogoča povečanje moči, duktilnosti, krtrganosti in trdote. Druga smer pozitivnega vpliva legirnih elementov je izboljšanje zaščitnih lastnosti. V zvezi s tem je treba poudariti odpornost na udarce, rdeč odpor, toplotno odpornost in visok prag jedkih okvar. Pri nekaterih aplikacijah so kovine tudi pripravljene ob upoštevanju elektrokemijskih lastnosti. V tem primeru se zlitini lahko uporabijo za povečanje električne in toplotne prevodnosti, odpornosti proti oksidaciji, prepustnosti magnetov itd.

Posebnosti vpliva škodljivih nečistoč

Tipični predstavniki škodljivih nečistoč so fosfor in žveplo. Kar se tiče fosforja, je sposoben tvoriti krhka zrna, ki se po legiranju ohranijo pod pogojem spojine z železom. Posledica tega je, da nastala zlitina izgubi visoko stopnjo gostote in je tudi obrobljena. Vendar pa povezava z ogljikom daje pozitivno karakteristiko, kar izboljša proces ločevanja čipov. Ta kakovost olajša obdelavo. Žveplo je še bolj nevarna snov. Če je učinek legirnih elementov na jeklo kot celoto namenjen izboljšanju odpornosti materiala na zunanje vplive, potem ta nečistota nevtralizira to skupino lastnosti. Na primer, njegova visoka koncentracija v strukturi povzroči povečano abrazijo, zmanjšano odpornost na utrujenost kovine in zmanjšanje korozijske obstojnosti.

Tehnologija dopinga

Običajno je zlitina izvedena v okviru metalurške proizvodnje in je uvedba dodatnih elementov v breme ali maso taline, ki je bila obravnavana zgoraj. Kot rezultat toplotne obdelave, kemijske in fizikalne procese mešanja posameznih snovi, kot tudi deformacije, potekajo v strukturi. Tako legirni elementi omogočajo izboljšanje kakovosti metalurških izdelkov.

Zaključek

Doping je kompleksen tehnološki proces spreminjanja značilnosti kovine. Njena kompleksnost je predvsem v začetni izbiri optimalnih receptov, da dosežemo želeni niz lastnosti gredice. Kot smo že omenili, je učinek legirnih elementov raznolik in dvoumen. Enaka komponenta aktivnega dodatka lahko na primer hkrati izboljša trdnost kovine in degradira njegovo toplotno prevodnost. Naloga tehnologov je razviti zmagovalne kombinacije elementov, ki bodo kovinski del ali strukturo najbolj sprejemljivi v svoji kakovosti v smislu uporabe za posebne namene.