Utjecaj legirajućih elemenata na svojstva čelika. Osnovni legirajući elementi. Značajke legiranja čelika

Za izradu se koriste neki alati i noževi specijalni čelici uz dodatak legirajućih aditiva. Legiranje čelika vrši se u metalurškoj industriji. Istodobno, neki aditivi mogu ne samo poboljšati karakteristike čelika, već i značajno pojednostaviti proces taljenja. Tehnološki proces legiranja prilično je kompliciran, zahtijeva posebnu preciznost i stoga je praktički nemoguć kod kuće.

1 Opis procesa, ciljevi

Potrebno je razlikovati legiranje čelika koje se koristi za izradu alata i ono koje se koristi za proizvodnju poluvodiča. Dakle, u prvom slučaju, povećanje je potrebno upravo mehaničke karakteristike, a u drugom slučaju potrebno je povećanje vodljivih svojstava. Za to se koriste razni aditivi za legiranje, a tehnološki se proces također značajno razlikuje. Kako bismo stekli predodžbu o procesima, ovaj materijal će ukratko razmotriti osnove legiranja metala za različite tehničke potrebe.

Pod legiranjem se podrazumijeva dodavanje raznih nečistoća (aditiva) u sastav metala koji mijenjaju karakteristike i svojstva metala. U ovom slučaju, procesi legiranja se dijele na:

1. Metalurško legiranje (drugim riječima - volumetrijsko).
2. Površno. To se može učiniti na nekoliko načina: difuzijom, ionskim "bombardiranjem" itd.

Ovisno o industriji za koju se čelik legira, mogu se koristiti razne tehnologije. Dakle, u metalurškoj industriji za legiranje čelika u rastaljeni metal, metal za legiranje se koristi kao aditiv.

Legiranje s kromom, molibdenom, niklom, niobijem (niobij se rijetko koristi) itd. Ovi aditivi mogu značajno poboljšati fizikalno-kemijska svojstva materijal. Do čelična gredica posjeduju određena svojstva (na primjer, otpornost na koroziju, povećanje tvrdoće i smanjenje trošenja), koristi se površinsko legiranje. Tehnološki proces legiranja može se provesti na razne faze kupaće gaće za primanje razne karakteristike gotov najam.

Površinsko legiranje se često koristi za izradu naočala i keramičkih proizvoda. Ovo je puno bolje od raspršivanja jer postoji difuzija dodatka i osnovnog materijala.

Glavni cilj doping poluvodiča je promijeniti vodljivost, kao i koncentraciju nosača u određenoj količini materijala, uz dobivanje potrebnih svojstava (na primjer, glatkoću pn spoja). U te se svrhe najčešće koriste fosfor ili arsen aditivi, ponekad se dodaje bor.

Na ovaj trenutak ima ih nekoliko tehnološke načine doping. Više o njima u sljedećem odjeljku.

2 različita načina

Prva metoda je ionsko doping (ionska implantacija) Ova metoda će omogućiti upravljanje uređajima s maksimalnom točnošću. Ova se tehnologija uglavnom koristi za dopiranje poluvodiča. Ionsko dopiranje se može uvjetno podijeliti u 2 stupnja: ubijanje atoma legure u materijal i aktivacija dodatka koji se unosi u materijal. Proces se može kontrolirati dozom (količina aditiva), energijom (određuje dubinu prodiranja aditiva), temperaturom (određuje raspodjelu aditiva u materijalu), kao i vremenom procesa.

Slijedi proces dopinga neutronske transmutacije. Također se koristi za dopiranje poluvodiča. Principi tehnološki proces sljedeće: aditivi se ne uvode, nego se "mutiraju" iz izvorni materijal tijekom nuklearnih reakcija, koje nastaju zračenjem materijala neutronima. Rezultat je monokristalni materijal u kojem su atomi ravnomjerno raspoređeni. Slična je metoda prvi put korištena na području SSSR-a 1980. godine. Domaći znanstvenici dokazali su mogućnost legiranja silicija u velikim količinama na nuklearnim elektranama, a da pritom ne smanjuju proizvodnju električne energije i ne pogoršavaju sigurnosne parametre. Od 1988. do 2004. tehnologija je uvedena u gotovo sve nuklearne elektrane u Rusiji i poboljšana, što je omogućilo povećanje promjera Si ingota na 85 mm. Trenutno je Rusija vodeća u ovoj tehnologiji.

Druga metoda dopiranja poluvodiča je metoda toplinske difuzije. Uvjetno se dijeli na nekoliko faza: taloženje aditiva, žarenje (tijekom kojeg se aditiv utiskuje u materijal) i uklanjanje aditiva.

Legiranje elektroiskrom događa se tijekom obrade gotovih metalnih proizvoda pomoću lučnih pražnjenja, pri čemu se aditiv prenosi s elektrode na površinu proizvoda. Često se koristi za kalupe i druge proizvode koji se koriste u obojenoj i crnoj metalurgiji (tijekom procesa lijevanja), budući da su obrađeni dijelovi i strukture otporni na visoka temperatura. Legiranje elektroiskre koristi se samo za posebne proizvode i mehanizme.

Ali u metalurgiji se posebno legiranje počelo koristiti ne tako davno - otprilike od početka 20. stoljeća. Glavni razlozi za to su tehnološke poteškoće povezane s procesom i činjenica da je djelomično došlo do prirodnog obogaćivanja komponenti (npr. korišteno meteoritsko željezo imalo je u svom sastavu nikal, a rudnici su imali svoje nečistoće sumpora, silicija , itd.). Stoga su neka ležišta (na primjer, na jugu Japana) sadržavala rudu i molibden japansko oružje smatra se vrlo pouzdanim i izdržljivim. U Europi, s obzirom Posebna pažnja procesom legiranja u drugoj polovici 19. stoljeća, prvi laboratorijski uzorak legiranog čelika dobiven je 1858. godine, prva probna serija dobivena je 1871. godine, međutim tehnološki nepripremljena oprema nije omogućila brzo uvođenje ove tehnologije. Stoga je čelik masovno legiran tek 1890-ih.

Zasebno, vrijedi govoriti o tehnologiji eksplozivnog zasićenja. Eksplozivno legiranje se koristi kada je ugljični čelik zasićen bakrom. Ovo je jedna od podvrsta ionske metode, glavna svrha je zaštita metalnih proizvoda od korozije.

3 Što rade suplementi?

Prvo što treba istaknuti su najčešće korišteni aditivi čeliku. To su: krom, nikal, mangan, molibden, titan, vanadij. Bakar je legiran kadmijem, što značajno povećava njegovu otpornost na habanje. Ugradnja male količine kadmij aditiva može povećati čvrstoću, fleksibilnost i otpornost na habanje žica i kabela. Titanu se dodaje molibden, što se može značajno povećati Raspon temperature operacija. Istodobno, neki metali mogu se legirati s nekoliko aditiva odjednom.

Aditivi za legiranje čelika uvode se kako bi se poboljšale upravo mehaničke karakteristike.

4 Objašnjenje imena

Često postoji potreba za poznavanjem sastava metala. Označavanje materijala vrši se slovima i brojevima, prema GOST 4543-71. Prvo dolaze brojevi koji pokazuju količinu C u postocima (stotinkama), zatim slova koja pokazuju aditiv. Moguće oznake: X - Cr, H - Ni, K - Co, M - Mo, T - Ti, B - W, A - N, B - Nb, D - Cu, G - Mn, P - B, Yu - Al , F - V, C - Si. U etiketi, iza slova koje označava aditiv, nalazi se digitalna oznaka, što označava količinu aditiva u %, dok se brojka može zaokružiti prema pravilima zaokruživanja (tj. stvarni sadržaj aditiva od 0,88% zaokružit će se na 1%). Ako je količina aditiva oko 1%, onda se brojčana oznaka iza aditiva uopće ne stavlja. U ovom slučaju, potrebno je obratiti pozornost na činjenicu da je mjesto slova u imenu važno.

Dakle, oznaka koja sadrži "A", koja se ne nalazi na kraju naziva čelika, je oznaka N aditiva kao legirajućeg aditiva, u slučaju kada je zadnji u nazivu, označava visoku kvalitetu željezo.

Na primjer, napišimo čelik 65X13H2MA. Postavka dekodiranja je sljedeća: količina ugljika je 0,65%, 13% kroma, 2% nikla, 1% molibdena, visokokvalitetni čelik.

Zaključno, vrijedi napomenuti da je potrebno jasno pratiti omjer komponenti u čeliku.

Legirani čelik je čelik koji je, osim uobičajenih nečistoća, opremljen i dodatnim aditivima koji su neophodni kako bi se osiguralo da ispunjava određene kemijske i fizikalne zahtjeve.

Obični čelik sastoji se od željeza, ugljika i nečistoća, bez kojih je nemoguće zamisliti ovaj materijal. U legirani čelik dodaju se dodatne tvari koje se nazivaju legirajućim sredstvima. Koriste se kako bi se osiguralo da čelik ima svojstva koja su neophodna u određenim situacijama.

U većini slučajeva kao legirajući elementi željezu, nečistoćama i ugljiku dodaju se nikal, niobij, krom, mangan, silicij, vanadij, volfram, dušik, bakar, kobalt. Također nije neuobičajeno da takav materijal sadrži tvari kao što su molibden i aluminij. U većini slučajeva, titan se dodaje kako bi se materijalu dala čvrstoća.

Ova vrsta čelika ima tri glavne kategorije. Omjer legiranog čelika prema pojedinoj skupini određuje se prema tome koliko čelika i nečistoća sadrži, kao i aditiva za legure.

Vrste legiranog čelika

Postoje tri glavne vrste čelika s legirajućim elementima:

• Niskolegirani čelik.

Karakterizira ga činjenica da sadrži oko dva i pol posto dodatnih legirajućih elemenata.

• Srednje legirani čelik.

Ovaj materijal u svom sastavu ima od 2,5 do 10 posto dodatnih legirajućih tvari.

• Visoko legirani čelik.

Do ovu vrstu uključuju čelične materijale, u kojima količina legirajućih aditiva prelazi deset posto. Količina ovih komponenti u takvom čeliku može doseći pedeset posto.

Namjena legiranog čelika

Legirani čelik se široko koristi u modernoj industriji. Ona posjeduje visoka razinačvrstoće, što omogućuje izradu opreme za rezanje i usitnjavanje valjanog metala raznih vrsta.

Prema namjeni mogu se predstaviti legirani čelici velika količina grupe.

Glavni su:

• konstrukcijski legirani čelik,
• alatni legirani čelik,
• legirani čelik s posebnim kemijskim i fizikalnim svojstvima.

Karakteristike legiranih čelika mogu biti različite. Oni ih stječu zbog omjera glavnih elemenata. Čelici ove vrste su u svakom slučaju izdržljiviji i otporniji na koroziju.

Svojstva legiranih čelika su raznolika. Uglavnom ih određuju oni aditivi koji se u proizvodnji koriste kao legirajuća sredstva određene vrstečelični materijali.

Ovisno o dodanim legirajućim komponentama, čelik dobiva sljedeće kvalitete:

• Snaga. Ova nekretnina stječe nakon dodavanja kroma, mangana, titana, volframa u svoj sastav.
• Otporan na koroziju. Ova kvaliteta se pojavljuje pod utjecajem kroma, molibdena.
• Tvrdoća. Čelik postaje tvrđi zbog kroma, mangana i drugih elemenata.

Pažnja: Treba napomenuti da kako bi legirani čelik bio izdržljiviji i otporniji na vanjski utjecaj okoliš potrebni sadržaj kroma ne smije biti manji od dvanaest posto.

Legirani čelik, s ispravnim postotkom svih elemenata uključenih u njega, ne bi trebao promijeniti svoju kvalitetu pri temperaturi zagrijavanja do šest stotina stupnjeva Celzija.

Proizvodnja legiranog čelika.

Razredi legiranog čelika su različiti. Predstavljeni su u velikom broju. Ovisno o namjeni čelika, određuje se njegova oznaka.

Danas postoji veliki broj zahtjevi za označavanje legiranog čelika. Za ovaj proces koriste se brojevi i slova. Prvo, brojevi se koriste za označavanje. Oni su pokazatelji koliko je sadržano u jednom ili onom obliku legiranog čelika stotih dionica ugljika. Iza brojeva slijede slova, koja označavaju koji su aditivi za legiranje korišteni u proizvodnji jedne ili druge legirane vrste čelika.

Slova mogu biti praćena brojevima koji označavaju količinu legirne tvari u sastavu. čelični materijal. Ako nakon oznake bilo kojeg legirajućeg elementa nema brojčane oznake, tada sadrži minimalnu količinu koja ne doseže ni jedan posto.

Tablica 1. Usporedba klasa čelika tipa Cm i Fe prema međunarodnim standardima ISO 630-80 i ISO 1052-82.

Tablica 2. Simboli legirajućih elemenata u metalima i legurama

dragocjeni metali

plemeniti metali- to su metali s posebnom kemijskom otpornošću, duktilnošću i lijepim izgled. Takvi metali nazivaju se plemenitim prirodna svojstva(nije podložan koroziji i oksidaciji).

Zašto se smatraju dragocjenima?

Prije svega, za njihove prekrasan pogled, visoka otpornost na koroziju i rijetka pojava. To su zlato, srebro, platina i neki metali platinske skupine. U nakitu se široko koriste zbog svojih izvrsnih mehaničkih svojstava: duktilnosti, čvrstoće, savitljivosti.

Prema saveznom zakonu "O plemenitim metalima i kamenju", osam metala je klasificirano kao plemeniti:

· Srebro

Platina

I metali platinske skupine (platinoidi)

Paladij

rutenij

Prvi put je uočeno zlato u Drevni Egipt prije otprilike 6000 godina. U arapskim pustinjama kopali su male i srednje grumene, a od njih je napravljen i prvi zlatni nakit.

Za izradu nakita najčešće se koriste višekomponentne zlatne legure.

jedini metal koji ima lijepu žutu boju.

Zlato je vrlo plastično, može se kovati u listove debljine do ~0,1 µm (zlatni listići su najtanji listovi zlata koji se koriste u dekorativne svrhe); s takvom debljinom zlato je prozirno i u reflektiranoj svjetlosti ima žuta boja, u prolazu - osim žute boje je plavkasto-zelenkasto. Zlato je dobro polirano, nema veliku tvrdoću. Zbog niske tvrdoće i čvrstoće zlato se koristi u izradi nakita u obliku legura s drugim metalima iu vrlo rijetkim slučajevima u čistom obliku.

· Srebro

U Rusiji se prvo vađenje srebra dogodilo 1974. godine. Zbog prisutnosti sumporovodika u zraku, sklon je zamračivanju. Posrebreno s rodijem za povećanu otpornost na habanje.

Srebro- metal bijela boja, gotovo nepromijenjen pod utjecajem kisika na sobnoj temperaturi, međutim, zbog prisutnosti sumporovodika u zraku, s vremenom postaje prekriven tamna patina srebrni sulfid. Srebro je dobro polirano, ima visoku reflektivnost, ima visoku savitljivost i najveću toplinsku vodljivost od svih metala.

Platina

Platinu su nazvali zbog svoje sličnosti sa srebrom. (Španjolski za "srebro".) Krivotvoritelji su prvi koristili platinu. U Španjolskoj su se vrlo brzo počeli širiti novčići s primjesom platine Takvo zlato se smatralo prljavim (španjolsko zlato). Po nalogu kralja 19740. godine pronađeno zlato moralo se pomno pregledati. Platinu je trebalo odvojiti i potopiti u rijeke. Platinum je zabranjen na 3 godine. Platina je svoju pravu upotrebu našla 1776. godine. Na izlozima pariških trgovina osvanuo je nakit od platine.

metal koji ima bijelo-sivu boju sličnu boju čeliku. Platina je plastična, ima visoku refleksivnost. Ima nisku toplinsku i električnu vodljivost. Tvrdoća po Mohsovoj ljestvici = 5. Vatrostalna, vrlo jaka, otporna na koroziju

kao i metali platinske skupine (platinoidi):

Dovoljno su stabilni na zraku (ne oksidiraju), imaju visoku otpornost na agresivna okruženja (kiseline, lužine itd.), Mekoću, plastičnost.

· paladij

· rodij

· iridij

· rutenij

· osmij

Metali platinske skupine prilično su stabilni na zraku (ne oksidiraju), imaju visoku otpornost na agresivna okruženja (kiseline, lužine itd.), Mekoću, plastičnost, duktilnost.

Zbog navedenih svojstava metali ove skupine imaju široku primjenu u nakitu.

U svom čistom obliku, plemeniti metali se ne koriste, jer su relativno mekani i imaju nisku mehaničku čvrstoću.

Da bi nakit dobio veću tvrdoću i otpornost na habanje, koriste se legure drugih metala.

U usporedbi s čistim metalom, legure imaju bolja mehanička svojstva, nižu točku taljenja i određenu nijansu.

Legirani metali i njihove karakteristike

Legure su tijela nastala kao rezultat skrućivanja tekućih sustava, koja se sastoje od dvije ili više komponenti.

U proizvodnji nakit za razne namjene plemenitim se metalima u određenim omjerima dodaju i drugi metali koji se tzv legiranje, ili ligatura(legirni metali mogu biti i plemeniti i neplemeniti metali. Na primjer: bakar, kadmij, nikal itd.)

Na taj način metali dobivaju svojstva potrebna za daljnju upotrebu.

To može biti promjena boje, smanjenje ili povećanje plastičnosti, povećanje ili smanjenje tvrdoće, promjena točke taljenja. Dobivene smjese nazivaju se legure plemenitih metala.

Legure plemenitih metala obično razlikuje po sastav. Po sastavu, legure se nazivaju ovisno o glavnoj komponenti (zlatne legure, legure srebra itd.).

Boje za nakit

Za bilo koga da kupi Nakit od plemenitog metala nije samo prilika za uspješno ulaganje kapitala, to je i prilika za stjecanje visokoumjetničkog nakita, što ukazuje na pripadnost društvenoj niši. Što više zlatnog nakita osoba ima, to je veći društveni položaj, budući da je zlato još uvijek luksuzni predmet.

Priroda nam je dala plemeniti metal samo jedne boje - jarko žute, a danas nam tržište nudi čitavu paletu zlatnog nakita.

Zašto onda razlikujemo nakit od žutog zlata, bijelog i crvenog zlata? Boja zlata u nakitu ovisi o količini dodanih legirajućih metala.

Zlato za nakit predstavljeno je u obliku raznih legura sljedeće boje:

· žuta boja- najčešće se koristi u nakitu u Europi. Dogodilo se da je Europa, u proizvodnji nakita, dodala više srebra legurama plemenitih metala, što je leguri dalo žutu boju.

· Crvena- dogodilo se da je u Rusiji metalnim legurama dodano više bakra, pa je zlato dobilo crvenkastu nijansu. Tako se crveno zlato počelo zvati ruskim.

· Bijeli- uglavnom tipično za dijamantni nakit, jer izgleda skladno s kamenom. dobiveni dodavanjem legiranih metala u zlato. Ako u zlatnoj leguri ima više paladija, boja metala dobiva boju bijelog čelika. Kada se doda nikal, legura dobiva žućkastu boju, a premaz rodima daje leguri hladnu plavu boju.

Legiranje (u prijevodu s latinskog ligare - "vezati") je proces uvođenja određenih nečistoća u sastav materijala (metal, legura, poluvodič). Doping se koristi za promjenu ili poboljšanje tjelesnog i kemijska svojstva metali, legure. Konkretno, da bi se metalima i legurama povećala otpornost na koroziju. Legirani metal se naziva legiranim.

Doping može biti rasuti i površinski. Bulk legiranje uključuje uvođenje aditiva u cijeli volumen metala. Površinsko legiranje je unošenje legirajućih aditiva samo u gornji (površinski) sloj. Postoje mnoge tehnologije legiranja, površinske i rasute. Površinsko obogaćivanje podrazumijeva prodiranje legirajućeg elementa u sloj dubine od oko jedan do dva milimetra. Za stvaranje određenih svojstava na metalnoj površini (na primjer, protiv trenja). Izbor tehnologije i legirajućih aditiva uvelike ovisi o industriji u kojoj se metalni proizvodće se koristiti.

Legiraju se razne vrste čelika, lijevanog željeza, kao i čisti metali i poluvodiči. Aditivi mogu biti metalni (aluminij, nikal, krom, cink, kobalt itd.) ili nemetalni (silicij, sumpor, fosfor itd.). Aditivi za legiranje mogu biti jedan ili više, koji daju osnovni metal posebna svojstva. Promjena toplinske otpornosti, tvrdoće, otpornosti na koroziju, čvrstoće, duktilnosti i drugih karakteristika glavni je cilj legiranja metala i legura.

Doping je učinkovita zaštita metala iz raznih okruženja, kako na uobičajenim tako i na povišenim temperaturama.

Legiranje je vrlo učinkovito (u cilju povećanja otpornosti na koroziju) ako se kombiniraju aktivni i pasivni metali. Dobivena legura je otporna na agresivna okruženja zbog sposobnosti drugog metala da se lako pasivira. Na primjer, legiranje željeza s aluminijem ili kromom povećava njegovu otpornost na oksidaciju. Bakar i nikal dodaju se osnovnom metalu, ako je potrebno, kako ne bi bio podvrgnut atmosferskoj koroziji.

Legiranje čelika

Legiranje čelika vrši se kako bi se povećala njihova otpornost na koroziju i dala neka mehanička svojstva. Sa željezom legirajući elementi tvore čvrste otopine, a pri interakciji s nemetalnim inkluzijama u čeliku stvaraju suvišne faze i nemetalne inkluzije.

Svaki razred čelika proizvodi se prema specifičnoj tehnologiji i kemijski sastav moraju zadovoljiti standarde. U Rusiji i Ukrajini to je GOST, Njemačka (Njemačka) - DIN, Čehoslovačka (Češka) - CSN, Francuska - A.F.N.O.R, SAD - AISI, UK - B.S., Švedska - SIS, Mađarska - MSZ itd.

Domaća oznaka čelika (oznaka) sastoji se od kombinacije brojeva i slova. Slova pokazuju koji je kemijski element dio ove vrste čelika. Brojevi, međutim, određuju njegovu količinu. Legirnim elementima obično se dodjeljuje određeno slovo iz ruske abecede. Evo oznaka nekih od njih:

X - Cr (krom);

F - W (volfram);

H - Ni (nikl);

G - Mn (mangan);

C - Si (silicij);

M - Mo (molibden);

A - N (dušik);

D - Cu (bakar);

Yu - Al (aluminij);

T - Ti (titan);

B - Nb (niobij).

Iza svakog slova kemijski element, koji se koristi za legiranje čelika, slijedi brojčana vrijednost koja označava koncentraciju ovog legirajućeg aditiva. Broj koji stoji od samog početka daje nam informaciju o tome koliko ugljika sadrži određena vrsta čelika (u stotinkama mase %).

Ova nomenklatura vam omogućuje da brzo odredite sastav čelika samo prema njegovom nazivu (razredu).

Ovisno o tome koliko legirajućih elemenata sadrži čelik, dijeli se na: visoko legirani čelik(više od 10%), srednje legirani čelik(2,5 - 10% legirajućih elemenata), niskolegirani(do 2,5%).

Čelik je danas jedan od najtraženijih materijala u svijetu. Bez nje je teško zamisliti bilo kakvu postojeću Gradilište, poduzeća za proizvodnju strojeva i mnoga druga mjesta i stvari koje nas okružuju Svakidašnjica. Istodobno, ova legura željeza i ugljika može biti prilično različita, stoga će se u ovom članku razmotriti utjecaj legirajućih elemenata na svojstva čelika, kao i njegove vrste, stupnjeve i namjenu.

opće informacije

Danas se mnogi naširoko koriste u gotovo svim sferama ljudskog života. To je uvelike zbog činjenice da ova legura optimalno kombinira cijeli niz mehaničkih, fizikalno-kemijskih i tehnoloških svojstava koje nema nijedan drugi materijal. Proces se stalno poboljšava, te stoga njegova svojstva i kvaliteta omogućuju dobivanje potrebnih pokazatelja učinka dobivenih mehanizama, dijelova i strojeva.

Klasifikacija prema namjeni

Svaki čelik, ovisno o tome za što je stvoren, u bez greške mogu se svrstati u jednu od sljedećih kategorija:

Najbrojnija klasa su konstrukcijski čelici, dizajnirani za stvaranje raznih građevinske konstrukcije, aparati, strojevi. Konstrukcijske ocjene dijele se na poboljšane, cementirane, opružne, visoke čvrstoće.

Alatni čelici razlikuju se ovisno o alatu za koji se proizvode: rezni, mjerni i sl. Podrazumijeva se da je utjecaj legirajućih elemenata na svojstva čelika u ovoj skupini također velik.

Specijalni čelici imaju svoju podjelu koja predviđa sljedeće grupe:

• Nehrđajući (također su otporni na koroziju).
• Otporan na toplinu.
• Otporan na toplinu.
• Elektrotehnički.

Grupe čelika po kemijskom sastavu

Čelici se klasificiraju prema kemijskim elementima koji ih tvore:

• Razredi ugljičnog čelika.
• legirana.

Štoviše, obje ove skupine dalje su podijeljene prema količini ugljika u njima na:

Što je legirani čelik?

Ovu definiciju treba shvaćati kao čelike, koji osim trajnih nečistoća sadrže i aditive unesene u strukturu legure radi povećanja mehaničkih svojstava na kraju dobivenog materijala.

Nekoliko riječi o kvaliteti čelika

Ovaj parametar ove legure podrazumijeva skup svojstava, koja su, zauzvrat, određena izravno procesom njezine proizvodnje. Takve karakteristike, koje podliježu legiranim alatnim čelicima, uključuju:

• Kemijski sastav.
• Homogenost strukture.
• Proizvodnost.
• Mehanička svojstva.

Kvaliteta bilo kojeg čelika izravno ovisi o tome koliko kisika, vodika, dušika, sumpora i fosfora sadrži. Važnu ulogu igra i način dobivanja čelika. Najtočnija u smislu ulaska u traženi raspon nečistoća je metoda taljenja čelika u električnim pećima.

Legirani čelik i promjena njegovih svojstava

Legirani čelik, čije ocjene sadrže u svom označavanju slovne oznake nasilno uvedenih elemenata, mijenja svoja svojstva ne samo od ovih tvari trećih strana, već i od njihovog međusobnog djelovanja.

Ako uzmemo u obzir posebno ugljik, tada se prema interakciji s njim legirajući elementi mogu podijeliti u dvije velike skupine:

• Elementi koji nastaju s ugljikom kemijski spoj(karbid) - molibden, krom, vanadij, volfram, mangan.
• Elementi koji ne stvaraju karbide - silicij, aluminij, nikal.

Vrijedi napomenuti da čelici legirani tvarima koje tvore karbide imaju vrlo visoku tvrdoću i povećanu otpornost na habanje.

Niskolegirani čelik (marke: 20HGS2 i drugi). Posebno mjesto zauzima legura 13X, koja je dovoljno tvrda za proizvodnju kirurške, gravske, nakitne opreme, brijača.

Dešifriranje

• Krom - Kr.
• Vanadij -V.
• Mangan-Mn.
• Niobij - Nb.
• Volfram-W.
• Titan - Ti.

Ponekad se na početku indeksa čelika nalaze slova. Svaki od njih ima posebno značenje. Konkretno, slovo "P" znači da je čelik brzorezni, "Sh" označava da je čelik s kugličnim ležajem, "A" - automatski, "E" - električni, itd. Visokokvalitetni čelici imaju u svom alfanumerička oznaka na kraju slovo "A", a posebno kvalitetni sadrže slovo "SH" na samom kraju oznake.

Utjecaj legirajućih elemenata

Prije svega, treba reći da ugljik ima temeljni utjecaj na svojstva čelika. Upravo taj element osigurava, s povećanjem svoje koncentracije, povećanje čvrstoće i tvrdoće uz smanjenje viskoznosti i duktilnosti. Osim toga, povećana koncentracija ugljika jamči pogoršanje obradivosti.

Posebnu pozornost zaslužuje aluminij. Koristi se u procesu za uklanjanje kisika i dušika nakon što je pročišćena, kako bi se smanjilo starenje legure. Osim toga, aluminij značajno povećava udarnu čvrstoću i fluidnost, te neutralizira izrazito štetno djelovanje fosfora.

Vanadij je poseban legirajući element zahvaljujući kojem legirani alatni čelici dobivaju visoku tvrdoću i čvrstoću. U tom slučaju, zrno se smanjuje u leguri, a gustoća se povećava.

Legirani čelik, čiji razredi sadrže volfram, obdaren je visokom tvrdoćom i crvenom tvrdoćom. Volfram je također dobar po tome što potpuno eliminira lomljivost tijekom planiranog kaljenja legure.

Za povećanje otpornosti na toplinu, magnetska svojstva i otpornost na značajna udarna opterećenja, čelik je legiran kobaltom. Ali jedan od onih elemenata koji nema značajan učinak na čelik je silicij. Međutim, u onim vrstama čelika koji su namijenjeni za zavarene metalne konstrukcije, koncentracija silicija mora biti u rasponu od 0,12-0,25%.

Magnezij značajno povećava mehanička svojstva čelika. Također se koristi kao odsumporavač u slučaju odsumporavanja željeza izvan pjeskarenja.

Niskolegirani čelik (njegovi razredi sadrže legirne elemente manje od 2,5%) vrlo često sadrži mangan, što mu osigurava neizostavno povećanje tvrdoće i otpornosti na habanje uz održavanje optimalne duktilnosti. Ali u isto vrijeme, koncentracija ovog elementa mora biti veća od 1%, inače neće biti moguće postići navedena svojstva.

Istopljeni za razne građevine velikih razmjera, sadrže bakar, koji pruža maksimalna antikorozivna svojstva.

Da bi se povećala otpornost na crvenu boju, elastičnost, vlačna čvrstoća i otpornost na koroziju, molibden se nužno uvodi u čelik, što također povećava otpornost na oksidaciju metala kada se zagrije na visoko indikatori temperature. Zauzvrat, cerij i neodim se koriste za smanjenje poroznosti legure.

S obzirom na utjecaj legirajućih elemenata na svojstva čelika, ne može se zanemariti nikal. Ovaj metal omogućuje čeliku da dobije izvrsnu kaljivost i čvrstoću, poveća duktilnost i otpornost na udar, te snizi granicu lomljivosti na hladnoću.

Vrlo se široko koristi kao legirajući aditiv i niobij. Njegova koncentracija, koja je 6-10 puta veća od količine nužno prisutnog ugljika u leguri, eliminira međugranularnu koroziju nehrđajućeg čelika i štiti zavarene spojeve od krajnje nepoželjnog razaranja.

Titan vam omogućuje da dobijete najviše optimalna izvedbačvrstoću i duktilnost te poboljšavaju otpornost na koroziju. Oni čelici koji sadrže ovaj dodatak vrlo su dobro obrađeni. drugačiji alat posebne namjene na modernim strojevima za rezanje metala.

Upoznavanje s čelikom omogućuje dobivanje potrebne veličine zrna i, po potrebi, utjecaj na rast zrna.

Slučajne nečistoće

Izuzetno nepoželjni elementi koji vrlo negativno utječu na kvalitetu čelika su arsen, kositar, antimon. Njihova pojava u leguri uvijek dovodi do činjenice da čelik postaje vrlo krhak duž granica zrna, što je posebno vidljivo pri namatanju čeličnih traka i tijekom procesa žarenja niskougljičnog čelika.

Zaključak

U naše je vrijeme utjecaj legirajućih elemenata na svojstva čelika prilično dobro proučen. Stručnjaci su pažljivo analizirali utjecaj svakog aditiva u leguri. Stečeno teorijsko znanje omogućuje metalurzima da formiraju a kružni dijagram taljenje čelika, odrediti tehnologiju i količinu potrebne Pribor(ruda, koncentrat, peleti, aditivi, itd.). Proizvođači čelika najčešće koriste krom, vanadij, kobalt i druge legirne elemente, koji su prilično skupi.