Prvky, které se slitují. Vliv legovacích prvků na vlastnosti oceli a slitin

Ve stavebnictví, průmyslu a některých oblastech zemědělství lze pozorovat aktivní využití kovových výrobků. A stejný kov, v závislosti na rozsahu použití, odhaluje různé technické a provozní vlastnosti. To lze vysvětlit dopingovým procesem. Technologický postup, při kterém základní výrobek získává nové vlastnosti nebo zlepšuje dostupné vlastnosti. Toto je podporováno aktivními prvky, jejichž vlastnosti při legování způsobují chemické a fyzikální procesy změny kovové struktury.

Základní slitinové prvky

Velkou, ale dvojznačnou hodnotou dopingu je uhlík. Na jedné straně, jeho koncentrace v kovové konstrukci v řádu 1,2% přispívá ke zvýšení pevnosti, tvrdosti a úroveň křehnutí za studena, a na druhé straně - to také snižuje tepelnou vodivost a hustotu materiálu. Ale ani to není hlavní věc. Stejně jako všechny legující prvky se přidává při provádění technologického zpracování při silném teplotním efektu. Nicméně ne všechny nečistoty a aktivní složky zůstanou ve struktuře po dokončení operace. Jen uhlíku může zůstat v kovu a v závislosti na požadovaných vlastnostech konečného technologie výroby rozhodnout rafinaci kovů nebo udržení svých současných kvalit. To znamená, že měří úroveň obsahu uhlíku prostřednictvím speciální legovací operace.

Také křemík a mangan lze přidat do seznamu základních prvků legování. První se zavádí do cílové struktury v minimálním procentu (ne více než 0,4%) a nemá žádný zvláštní vliv na změnu kvality obrobku. Nicméně tato složka, jako mangan, je nezbytná jako deoxidační a vazebná látka. Tyto vlastnosti legujících prvků způsobují základní integritu konstrukce, která umožňuje i při dopingu způsobit organické vnímání jiných již aktivních prvků a nečistot.

Pomocné prvky legování

Tato skupina prvků obvykle zahrnuje titan, molybden, bór, vanad, atd. Nejvýznamnějším představitelem tohoto spojení je molybden, který je častěji používán v chromových ocelích. Konkrétně se svojí pomocí zvyšuje vytvrzovatelnost kovu a prah zlomu za studena je také snížen. Užitečné pro stavbu ocelí a použití komponent molybdenu. Jedná se o účinné legované prvky z oceli, které zajišťují dynamickou a statickou pevnost kovů a zároveň eliminují rizika vnitřní oxidace. Pokud jde o titan, se používá zřídka a jen jeden úkol - broušení struktury zrna slitiny chrom-mangan. Přísady vápníku a olova mohou být také cílené. Používají se na kovové polotovary, které jsou dále podrobeny řezacím operacím.

Klasifikace legujících prvků

Kromě velmi podmíněného oddělení legovacích prvků do základních a pomocných prvků se používají i jiné přesnější znaky rozdílů. Například podle mechaniky vlivu na vlastnosti slitin a ocelí se elementy dělí do tří kategorií:

• Ovlivňuje tvorbu karbidů.
• S polymorfními transformacemi.
• Při tvorbě intermetalických sloučenin.

Je důležité vzít v úvahu, že v každém ze tří případů vliv legujících prvků na vlastnosti intermetalických sloučenin závisí také na cizích nečistotách. Například může být koncentrace stejného uhlíku nebo železa. Existuje také klasifikace prvků polymorfní transformace podle povahy nárazu. Konkrétně jsou vymezeny prvky, které umožňují přítomnost legovaného feritu v slitině, stejně jako jejich analogy, které pomáhají stabilizovat optimální obsah austenitu bez ohledu na teplotu.

Vliv legování na slitiny a oceli

Existuje několik způsobů, jak zlepšit kvalitativní vlastnosti oceli. Především jsou to fyzické vlastnosti, které určují technický zdroj materiálu. Doping v této části umožňuje zvýšit pevnost, tvárnost, tvrdost a tvrdost. Dalším směrem pozitivního vlivu legujících prvků je zlepšení ochranných vlastností. V tomto ohledu je třeba zdůraznit odolnost vůči nárazům, červenému odporu, tepelné odolnosti a vysokému prahu poškození korozivzdorným materiálem. Pro některé aplikace se také vyrábějí kovy s přihlédnutím k elektrochemickým vlastnostem. V tomto případě mohou být legovací prvky použity ke zvýšení elektrické a tepelné vodivosti, odolnosti proti oxidaci, propustnosti magnetů atd.

Zvláštnosti vlivu škodlivých nečistot

Typickými zástupci škodlivých nečistot jsou fosfor a síra. Co se týče fosforu, je schopen vytvářet křehké zrnky, které jsou po legování zachovány za podmínek sloučeniny se železem. Výsledkem je, že výsledná slitina ztrácí vysoký stupeň hustoty a je také opatřena křehkostí. Spojení s uhlíkem však dává pozitivní charakteristiku, což zlepšuje proces oddělování čipů. Tato kvalita usnadňuje proces obrábění. Síra je zase ještě nebezpečnější substance. V případě, že účinek legujících prvků v oceli jako celek je určen ke zlepšení odolnosti materiálu proti vnějším vlivům, to eliminuje příměsí jako skupina. Například jeho vysoká koncentrace ve struktuře vede ke zvýšené obrubě, ke snížení odolnosti kovu proti únavě a k minimalizaci odolnosti proti korozi.

Technologie dopingu

Typicky se dotační se provádí v rámci výroby oceli a má na starosti nebo zavedení roztaveného materiálu z dalších prvků diskutovaných výše. Výsledkem tepelného zpracování jsou chemické a fyzikální procesy složení jednotlivých látek, jakož i deformace. Legovací prvky tak umožňují zlepšit kvalitu metalurgických výrobků.

Závěr

Doping je komplexní technologický proces změny vlastností kovu. Jeho složitost je hlavně v počátečním výběru optimálních receptů pro dosažení požadované sady vlastností polotovaru. Jak již bylo zmíněno, vliv legujících prvků je různorodý a dvojznačný. Stejná složka aktivní přísady může například současně zlepšit pevnost kovu a snížit jeho tepelnou vodivost. Úkolem technologů je vyvinout výherní kombinace prvků, které zhotoví kovovou část nebo strukturu nejpřijatelněji v její kvalitě z hlediska použití pro konkrétní účely.