Vliv legovacích prvků na vlastnosti oceli. Základní legovací prvky

Vliv legovacích prvků na vlastnosti oceli je velmi velký. S příslušným použitím různých přísad získáte velmi odlišný materiál s různými vlastnostmi. Nicméně, aby bylo možné úspěšně používat legující prvky, je třeba vědět, co to je, jak fungují a jak se nazývají.

Obecný popis látek

Jak již bylo zmíněno, vliv legovacích prvků na vlastnosti oceli je velký. Co jsou tyto prvky? Jedná se o látky, které se zavádějí do struktury oceli a ovlivňují její fyzikální a chemické vlastnosti. Materiál, který je získán v důsledku takové intervence, se nazývá legovaný. Samotný proces je technologický postup, jehož hlavním úkolem je zlepšit nebo změnit počáteční vlastnosti surovin. Díky tomuto postupu je možné měnit jakékoliv vlastnosti oceli, což je vhodné pro použití v téměř jakékoliv oblasti činnosti.

Prvotřídní legovací prvky

Samozřejmě existuje několik skupin látek, které mohou mít vliv na materiál. V závislosti na stupni použití a významu jsou k dispozici základní a pomocné činidla. Vliv legovacích prvků na vlastnosti oceli z hlavní skupiny je velmi velký.

Nejběžnější je uhlík. Navzdory skutečnosti, že se používá téměř v jakémkoli postupu, není jeho účinek zcela jednoznačný. Na jedné straně obsah této látky ve struktuře asi 1,2% zlepšuje vlastnosti jako pevnost, tvrdost a lámavost za studena. S růstem těchto vlastností však ostatní zhoršují například tepelnou vodivost a hustotu suroviny. Navíc ani tyto ukazatele nejsou považovány za hlavní. Podobně jako u jakékoliv jiné látky je přidání uhlíku k oceli doprovázeno specifickou operací. A zde přichází důležitý rozdíl. Výsledkem tohoto postupu není, že všechny činidla jsou schopny uchovat své součásti v původní podobě, některé jsou prostě ztraceny. Uhlík je zase zcela zachován. Jinými slovy, operátoři mají možnost v průběhu celého procesu plně kontrolovat a regulovat kvantitativní obsah této látky ve struktuře.

Ostatní látky první skupiny

Uhlík není jediným legujícím prvkem, který silně ovlivňuje vlastnosti oceli. Hlavní kategorie zahrnuje také křemík a mangan. Ačkoli je třeba poznamenat, že například přísada křemíku je vždy velmi malá, asi 0,4%, a toto činidlo nevytváří žádné zvláštní změny struktury. Používá se jako hlavní oxidační a vazebná látka. Jinými slovy, tyto komponenty jsou spojení, které vám umožní přidat další důležité součásti do oceli tak, aby skončily s koherentní a pevnou strukturou.

Prvky druhého řádu

Počet látek v této skupině je mnohem větší. Vliv legovacích prvků na konstrukci oceli z této skupiny může být velmi různorodý. Jedna z nejpoužívanějších látek byla molybden. Nejčastěji se tato přísada používá v chromových ocelích. Zavedení této přísady významně ovlivňuje dvě charakteristiky oceli - zvýšení tvrdosti, stejně jako výrazné snížení prahu studené špičky. Nejčastěji se používá oceli s obsahem molybdenu ve stavebnictví. Kromě toho vyrábí komponenty molybdenu. Tyto látky jsou považovány za velmi účinné, protože při jejich přidání do materiálu zaručují dynamickou i statickou pevnost surovin. Současně tyto složky významně snižují pravděpodobnost vnitřní oxidace.

Dalším zástupcem druhé kategorie legujících složek byl titan. Použití této přísady je poměrně úzké a používá se pouze ve dvojici s chrom-manganovými slitinami. V těchto případech přispívá titan k mletí strukturních zrn v tomto materiálu. Obsah legujících prvků, například vápníku a olova, například přispívá k tomu, že proces řezání oceli bude mnohem jednodušší. Proto se používají pouze v těch kovových polotovarech, které po výrobě budou muset být nakrájeny na několik kusů.

Klasifikace činidel

Je třeba říci, že kromě podmíněného rozdělení do dvou kategorií, jako jsou základní a doplňkové prvky, existuje přesnější klasifikace. Například to může být způsobeno takovým znamením jako je stupeň mechanického dopadu na strukturu látky. Podle této funkce lze všechny prvky rozdělit do tří skupin:

• vliv prvků, v důsledku čehož vzniká karbid;
• prvky, které mají na oceli polymorfní účinek;
• prvky, jejichž zavedení vytváří intermetalické sloučeniny.

Je však velmi důležité poznamenat, že vliv činidel z jakékoliv kategorie této třídy bude také záviset na tom, jaké aditiva třetích stran budou v slitině přítomny. Kromě toho, pokud se ponoříte do klasifikace legujících prvků ve slitinách, stojí za to říct, že stupeň polymorfního vlivu lze také rozdělit do několika skupin podle povahy jejich vlivu na materiál.

Obecný popis zlepšení prostřednictvím dopingu

Obecně řečeno, existuje několik kategorií, podle kterých lze všechny legující prvky rozdělit. Některé z nich významně ovlivní mechanické vlastnosti materiálu a zlepší jeho technický zdroj. Takové ukazatele jako pevnost, tvrdost, plasticita nebo vytvrditelnost se nejčastěji zlepšují. Dalším směrem ovlivněným těmito prvky jsou ochranné vlastnosti. Legovaná ocel se liší od obvyklých, protože je mnohem lépe odolná nárazům, má mnohem vyšší červenou odolnost, zvýšenou tepelnou odolnost a také zvýšenou odolnost proti korozi.

Některé oblasti lidské činnosti vyžadují zlepšení takových kovových vlastností, které lze přičíst elektrochemickému. Pokud potřebujete tuto součást vylepšit, nejčastěji se zaměřujete na zvýšení elektrické a tepelné vodivosti, zvýšíte odolnost proti oxidaci látek.

Škodlivé přísady

Samozřejmě, každý proces je doprovázen také negativní stránkou. U legovaných ocelí se jednalo o vzhled fosforu a síry, které také patří k legujícím činidlům. Snaží se je však zbavit a ne přidat do struktury. Například přítomnost fosforu ve složení železa zůstane i po uplynutí celého dopingového procesu. A vzájemné působení těchto dvou složek způsobuje křehkost ocelových zrn. Výsledkem bude, že výrobek bude mít nižší pevnost, stejně jako zvýšenou křehkost. I když je třeba poznamenat, že pokud budou prvky fosforu a uhlíku spojeny, proces separace třísek se zlepší, což v budoucnu pomůže snadněji zpracovat oceli. Proto je v slitině stále přítomen minimální obsah fosforu.

Z hlavních legujících prvků, které jsou považovány za škodlivé, druhá byla síra. Stojí za zmínku, že obsah této nečistoty je ještě horší než obsah fosforu. Zejména je to způsobeno skutečností, že síra zvyšuje odolnost kovů vůči vnějším zatížením. To znamená, že přítomnost tohoto činidla ve složení oceli bude méně odolná proti korozi, významně zvýší obrusnost a také sníží odolnost vůči kovové únavě.

Jak je doping

Nejčastěji se dopingový proces děje v metalurgickém průmyslu. V roztavené hmotě nebo směsi přidejte požadované množství těch látek, které byly popsány výše. V důsledku následujících tepelné zpracování proces kombinace jednotlivých činidel do pevné struktury a některé deformace. Existuje tedy zlepšení kvality slitiny.

Podrobný popis prvků

Dále bude uveden podrobnější popis legujících prvků.

Zároveň stojí za to dodat, že existuje označení legujících prvků, které slouží, abyste mohli rychle porozumět, které látky byly použity ke zlepšení struktury.

Co se děje při zavádění činidel?

Nemyslete si, že přidávání takových látek neovlivňuje jejich vzájemnou interakci. Čím více různých dopingových látek je zavedeno, tím těžší je tento proces. Zavedení nových prvků vytváří nové fáze, mění proces tepelného zpracování, vede ke vzniku nových konstrukčních prvků. Také zde stojí za zmínku, že všechny prvky jsou v různých pozicích. Některé jsou ve volném stavu (měď, olovo), některé tvoří intermetalické sloučeniny - kov-kov atd.

Martenzitické oceli

Existuje typ oceli, který je označován jako martenzitická. Zavedení některých legujících prvků do složení takového materiálu bude mít spíše negativní účinek. Například mangan, molybden nebo chróm sníží martenzitický topný bod a také přispějí ke zvýšení austenitického zbytku. Tyto vlastnosti nepříznivě ovlivní konečnou kvalitu materiálu po kalení.

Uvolňování surovin

Přítomnost legovacích prvků bude také zanechávat značku na uvolnění oceli. Velké množství činidel sníží míru konverze a zvýší teplotu potřebnou pro konverzi. Z tohoto důvodu jsou všechny legované slitiny uvolňovány při teplotě o 100-150 stupňů vyšší než normálně.

Shrnutí

Proces legování je komplexní proces, který se používá ke zlepšení nebo změně počátečních vlastností oceli. Během tohoto postupu se používají hlavní legovací prvky nebo drobné. Reagenty obou skupin lze použít najednou. Je také třeba připomenout, že přidání některých prvků nejen zlepší určité vlastnosti, ale i zhorší ostatní. Před zahájením tohoto procesu je proto nutné provést důkladné výpočty. K dosažení tohoto úkolu existují technologové v závodech a továrnách, kteří určují složení pro každý stupeň oceli, stejně jako přesně určují množství, které musí být přidáno k hmotnosti, aby se dosáhlo požadovaného účinku.