Vpliv legirnih elementov na lastnosti jekla. Osnovni legirni elementi

Vpliv legirnih elementov na lastnosti jekla je zelo velik. Kompetentno uporabo različnih dodatkov, lahko dobite zelo različen material, z različnimi lastnostmi. Vendar pa je za uspešno uporabo legirnih elementov potrebno vedeti, kaj je, kako delujejo in kako se imenujejo.

Splošni opis snovi. T

Torej, kot smo že omenili, je vpliv legirnih elementov na lastnosti jekla velik. Kaj so ti elementi? To so snovi, ki se vnašajo v strukturo jekla in vplivajo na njegove fizikalne in kemijske lastnosti. Material, ki se pridobi kot rezultat take intervencije, se imenuje legiran. Sam proces je tehnološki postopek, katerega glavna naloga je izboljšati ali spremeniti začetne značilnosti surovin. S tem postopkom je mogoče spremeniti vse lastnosti jekla, zaradi česar je primeren za uporabo na skoraj vseh področjih delovanja.

Legirni elementi prvega reda

Seveda obstaja več skupin snovi, ki lahko vplivajo na material. Odvisno od stopnje uporabe in pomembnosti obstajajo osnovni in pomožni reagenti. Učinek legirnih elementov na lastnosti jekla iz glavne skupine je zelo velik.

Najpogostejši je ogljik. Kljub temu, da se uporablja v skoraj vsakem postopku, njegov učinek ni povsem nedvoumen. Po eni strani vsebnost te snovi v strukturi približno 1,2% izboljša lastnosti, kot so trdnost, trdota in hladna krhkost. Vendar pa se z rastjo teh lastnosti drugi poslabšajo, na primer toplotna prevodnost in gostota surovine. Poleg tega se tudi ti kazalniki ne obravnavajo kot glavni. Tako kot vnos katere koli druge snovi, se dodajanje ogljika jeklu spremlja s posebno operacijo. In tukaj prihaja pomembna razlika. Zaradi tega postopka vsi reagenti ne morejo ohraniti svojih sestavin v prvotni obliki, nekateri so preprosto izgubljeni. Ogljik pa je popolnoma ohranjen. Z drugimi besedami, med postopkom imajo upravljavci možnost popolnega nadzora in regulacije kvantitativne vsebine te snovi v strukturi.

Druge snovi prve skupine

Ogljik ni edini legirni element, ki močno vpliva na lastnosti jekla. Glavna kategorija vključuje tudi silicij in mangan. Čeprav je vredno omeniti, da je na primer dodajanje silicija vedno zelo minimalno, približno 0,4%, in ta reagent ne spremeni strukture. Uporablja se kot glavna oksidativna in vezavna snov. Z drugimi besedami, te komponente so povezava, ki vam omogoča, da jeklu dodajate druge pomembne komponente na tak način, da dobite koherentno in trdno strukturo.

Elementi drugega reda

Število snovi v tej skupini je veliko večje. Vpliv legirnih elementov na strukturo jekla iz te skupine je lahko zelo raznolika. Ena izmed najbolj uporabljenih snovi je bil molibden. Najpogosteje se ta aditiv uporablja v kromovih jeklih. Uvedba tega dodatka bistveno vpliva na dve značilnosti jekla - povečanje kaljivosti in znatno zmanjšanje praga hladnega brita. Najpogosteje je jeklo, ki vsebuje molibden, uporabljeno v gradbeni industriji. Poleg tega proizvaja komponente molibdena. Te snovi se štejejo za zelo učinkovite, ker ob dodajanju materialu zagotavljajo tako dinamično kot statično trdnost surovin. Hkrati te komponente bistveno zmanjšajo verjetnost notranje oksidacije.

Drugi predstavnik druge kategorije legirnih komponent je bil titan. Uporaba tega dodatka je precej ozka in se uporablja samo v paru s krom-manganovimi zlitinami. V takih primerih titan prispeva k brušenju strukturnih zrn v tem materialu. Vsebnost legirnih elementov, na primer kalcija in svinca, na primer prispeva k temu, da bo postopek rezanja jekla veliko lažji. Zato se uporabljajo samo v kovinskih polizdelkih, ki jih je treba po izdelavi razrezati na več kosov.

Razvrstitev reagentov

Treba je povedati, da je poleg pogojne delitve na dve kategoriji, kot so osnovni in dodatni elementi, natančnejša klasifikacija. To je na primer lahko posledica takega znaka, kot je stopnja mehanskega vpliva na strukturo snovi. V skladu s to funkcijo lahko vse elemente razdelimo v tri skupine:

• vpliv elementov, zaradi katerih nastajajo karbidi;
• elementi, ki imajo polimorfni učinek na jeklo;
• elementi, katerih uvedba tvorijo intermetalne spojine.

Vendar je zelo pomembno omeniti, da bo učinek reagentov iz katere koli kategorije tega razreda odvisen tudi od tega, kateri dodatki tretjih oseb bodo prisotni v zlitini. Poleg tega, če se poglobimo v klasifikacijo legirnih elementov v zlitinah, je vredno reči, da lahko stopnjo polimorfnega vpliva razdelimo tudi na več skupin glede na naravo njihovega vpliva na material.

Splošni opis izboljšav z dopingom

Na splošno obstaja več kategorij, po katerih se lahko razdelijo vsi legirni elementi. Nekateri bodo bistveno vplivali na mehanske lastnosti materiala in izboljšali njegov tehnični vir. Taki kazalniki, kot so trdnost, trdnost, plastičnost ali kaljivost, so najpogosteje izboljšani. Druga usmeritev, na katero vplivajo ti elementi, so zaščitne lastnosti. Zlito jeklo se razlikuje od običajnega v tem, da je veliko boljša odpornost na udarce, ima veliko večjo odpornost na rdečo barvo, večjo odpornost proti toploti in izboljšano odpornost proti koroziji.

Nekatera področja človeške dejavnosti zahtevajo izboljšanje lastnosti kovin, ki jih je mogoče pripisati elektrokemiji. Če želite izboljšati to komponento, potem se najpogosteje osredotočite na povečanje električne in toplotne prevodnosti, povečajte odpornost na oksidacijo snovi.

Škodljivi dodatki

Seveda vsak proces spremlja tudi negativna stran. Pri legiranih jeklih je bila takšna stran pojav fosforja in žvepla, ki spadata tudi v legirne reagente. Vendar se jih poskušajo znebiti, ne da bi dodali strukturi. Na primer, prisotnost fosforja v sestavi železa bo ostala tudi po tem, ko bo potekal celoten proces dopiranja. Interakcija teh dveh komponent povzroča krhkost jeklenih zrn. Posledično ima izdelek manjšo trdnost in povečano krhkost. Čeprav je vredno omeniti, da če se kombinirajo elementi fosforja in ogljika, se bo proces ločevanja čipov izboljšal, kar bo v prihodnosti olajšalo obdelavo jekla. Zato je minimalna vsebnost fosforja v zlitini še vedno prisotna.

Od glavnih legirnih elementov, ki veljajo za škodljive, je bil drugi žveplo. Treba je omeniti, da je vsebnost te nečistoče še slabša od fosforja. To je zlasti posledica dejstva, da žveplo izloča odpornost kovin na zunanje obremenitve. To pomeni, da bo prisotnost tega reagenta v sestavi jekla manj odporna proti koroziji, znatno povečala obrabo in zmanjšala odpornost na utrujenost kovin.

Kako je doping

Postopek dopinga se najpogosteje odvija v metalurški industriji. V staljeno maso ali mešanico dodajte potrebno količino tistih snovi, ki so bile opisane zgoraj. Kot posledica naslednjih toplotne obdelave proces združevanja ločenih reagentov v trdno strukturo in nekaj deformacij. Tako se izboljša kakovost zlitine.

Podroben opis elementov

V nadaljevanju bo predstavljen podrobnejši opis legirnih elementov.

Prav tako je treba dodati, da obstaja oznaka legirnih elementov, ki služi tako, da lahko hitro razumete, katere snovi so bile uporabljene za izboljšanje strukture.

Kaj se zgodi z vnosom reagentov?

Ne mislite, da dodajanje teh snovi ne vpliva na njihovo medsebojno interakcijo. Bolj kot so uvedene različne dopinške snovi, to je težje. Uvajanje novih elementov ustvarja nove faze, spreminja proces toplotne obdelave, vodi k nastanku novih strukturnih komponent. Tudi tukaj je treba omeniti, da so vsi elementi v različnih položajih. Nekateri so v prostem stanju (baker, svinec), nekateri tvorijo intermetalne spojine - kovine-kovine itd.

Martenzitna jekla

Obstaja vrsta jekla, ki se imenuje martenzit. Uvajanje določenih legirnih elementov v sestavo takšnega materiala bo imelo dokaj negativen učinek. Mangan, molibden ali krom bodo na primer zmanjšali martenzitno ogrevalno točko in prispevali k povečanju austenitnega ostanka. Te lastnosti bodo negativno vplivale na končno kakovost materiala po kaljenju.

Sprostitev surovin

Prisotnost legirnih elementov bo pustila pečat tudi pri sproščanju jekla. Velika količina reagentov bo zmanjšala stopnjo pretvorbe in povečala temperaturo, ki je potrebna za pretvorbo. Iz tega razloga se vse zlitine izpustijo pri temperaturi 100-150 stopinj višje od običajne.

Povzetek

Postopek legiranja je kompleksen proces, ki se uporablja za izboljšanje ali spremembo začetnih lastnosti jekla. Med tem postopkom se uporabljajo glavni legirni elementi ali manjši elementi. Reagenti iz obeh skupin lahko uporabite takoj. Pomembno je tudi omeniti, da dodajanje nekaterih elementov ne bo samo izboljšalo nekaterih značilnosti, ampak bo tudi poslabšalo druge. Zato je treba pred nadaljevanjem tega postopka izvesti temeljite izračune. Za izpolnitev te naloge obstajajo tehnologi v obratih in tovarnah, ki določajo sestavo za vsako vrsto jekla in natančno določajo količino, ki jo je treba dodati masi, da bi dosegli želeni učinek.