Челик је углавном гвожђе и легура угљеника са одређеним додатним елементима. Процес легирања се користи за промену хемијског састава челика и побољшање његових својстава преко угљеничног челика или га прилагодити захтјевима одређене примјене.
Предности агената за легирање легура:
Различити елементи за легирање сваки имају свој ефекат на особине челика. Неке од особина које се могу побољшати легирањем укључују:
- Стабилизација аустенита : Елементи као што су никл , манган , кобалт и бакар повећавају температурне опсеге у којима постоји аустенит.
- Стабилизација ферита : Хром , волфрам , молибден , ванадијум, алуминијум и силицијум може имати ефекат смањења растворљивости угљеника у аустениту. Ово резултира повећањем количине карбида у челику и смањује температурни опсег у којем постоји аустенит.
- Формирање карбида : Многи мање метали, укључујући хром , волфрам, молибден, титан , ниобијум, тантал и цирконијум, формирају јаке карбиде који - у челику - повећавају чврстоћу и чврстоћу. Такви честици се често користе за челика високе брзине и врућег радног алата.
- Графитизирање : Силицијум, никал, кобалт и алуминијум могу смањити стабилност карбида у челику, промовишући њихов распад и стварање слободног графита.
- Смањење концентрације еутектоида : Титаниум, молибден, волфрам, силицијум, хром и никал смањују концентрацију угљеника еутектоида.
- Повећати отпорност на корозију : Алуминијум, силицијум и хром формирају заштитне оксидне слојеве на површини челика, чиме се заштити метал од даљег погоршања у одређеним окружењима.
Заједнички челични легуре:
Испод се налази листа најчешћих елемената за легирање и њихов утицај на челик (стандардни садржај у заградама):
- Алуминијум (0.95-1.30%): Деоксидизатор. Користи се за ограничавање раста аустенитних зрна.
- Борон (0.001-0.003%): Средство за отврдњавање које побољшава деформабилност и машинску способност. Борон се додаје у потпуности убијен челик и само треба додати у врло малим количинама да има ефект очвршћавања. Додаци боора су најефикаснији код челика са ниским садржајем угљеника.
- Хром (0,5-18%): Кључна компонента нерђајућих челика. Код више од 12% садржаја, хром значајно побољшава отпорност на корозију. Метала такође побољшавају отврдњавање, чврстоћу, одговор на топлотну обраду и отпорност на хабање.
- Кобалт : Побољшава снагу при високим температурама и магнетној пропустљивости.
- Бакар (0,1-0,4%): Најчешће се налази као резидуални агенс у челику, а бакар се такође додаје како би се произвеле особине каљености падавина и повећала отпорност на корозију.
- Олово : Иако практично нерастворљив у течном или чврстом челику, олово се понекад додаје у угљенични челик механичком дисперзијом током сипања, како би се побољшала машинска способност.
- Манган (0,25-13%): Повећава чврстоћу на високим температурама елиминишући стварање сулфидних гвожђа. Манган такође побољшава отврдњавање, дуктилност и отпорност на хабање. Као никл, манган је елемент аустенитног формирања и може се користити у АИСИ 200 серији аустенитних нерђајућих челика као замена за никл.
- Молибден (0,2-5,0%): У малим количинама налази се нерђајући челик, молибден повећава отврдњавање и чврстоћу, посебно на високим температурама. Често се користи у аустенитним челијама хром-никла, молибден штити од пукотине корозије изазване хлоридима и сумпорним хемикалијама.
- Никал (2-20%): Још један легирани елемент критичан за нерђајуће челике, никал се додаје са преко 8% садржаја у високи хром нерђајући челик. Никл повећава снагу, ударац и жилавост, а такође побољшава отпорност на оксидацију и корозију. Такође повећава жилавост при ниским температурама када се додају у малим количинама.
- Ниобијум : Има користи од стабилизације угљеника формирањем тврдих карбида и, тако, често се налази у високотемпературним челика. У малим количинама, ниобијум може значајно повећати снагу приноса и, у мањој мери, затезну чврстоћу челика, као и имати умерене падавине које учвршћују ефекат.
- Азот : Повећава аустенитску стабилност нерђајућих челика и побољшава јачину приноса у таквим челикима.
- Фосфор: Фосфор се често додаје са сумпором како би се побољшала обрадивост у ниско легираним челикима. Такође додаје снагу и повећава отпорност на корозију.
- Селен : Повећава машиност.
- Силицијум (0,2-2,0%): Овај металоид побољшава чврстоћу, еластичност, отпорност на киселине и резултира већим величинама зрна, чиме се доводи до веће магнетске пропустљивости. С обзиром да се силикон користи у средствима за деоксидацију у производњи челика , скоро се увек налази у неким процентима у свим категоријама челика.
- Сумпор (0.08-0.15%): Додато у малим количинама, сумпор побољшава машинску обраду без настанка вруће краткости. Уз додавање мангана вруће краткости се додатно смањује због чињенице да манган сулфид има вишу тачку топљења него жељезни сулфид.
- Титан : Побољшава отпорност на корозију и корозију док ограничава величину зрна аустенита. Са садржајем титана од 0,25-0,60%, угљеник комбинира са титаном, омогућавајући хрому да остане на границама зрна и да се одупре оксидацији.
- Волфрам : Произведе стабилне карбиде и пречишћава величину зрна како би повећала тврдоћу, посебно на високим температурама.
- Ванадијум (0,15%): Као титан и ниобијум, ванадијум може произвести стабилне карбиде који повећавају снагу на високим температурама. Подстицањем фине структуре зрна, дуктилност се може задржати.
- Цирконијум (0.1%): Повећава снагу и ограничава величину зрна. Снага се може значајно повећати при веома ниским температурама (испод смрзавања). Челије које садрже цирконијум до приближно 0,1% садржаја ће имати мање величине зрна и отпорне на фрактуру.
Извори: СубсТецх. Супстанце и технологија. Утицај алуминијских елемената на челичне особине. (ввв.субстецх.цом) Цхасе Аллоис. Ефекти легура легура у челику. (ввв.цхасеаллоис.цо.ук)
Пратите Теренце на Гоогле+