Элементы легіравальных. Уплыў легіруючых элементаў на ўласцівасці сталі і сплаваў

У будаўніцтве, прамысловасці і некаторых напрамках сельскай гаспадаркі можна назіраць актыўнае ўжыванне металічных вырабаў. Прычым адзін і той жа метал у залежнасці ад сферы выкарыстання раскрывае розныя тэхніка-эксплуатацыйныя ўласцівасці. Растлумачыць гэта можна працэсамі легіравання. Тэхналагічнай працэдуры, у рамках якой базавая нарыхтоўка набывае новыя якасці або паляпшаецца па наяўных характарыстыках. Гэтаму спрыяюць актыўныя элементы, легіравальных ўласцівасці якіх выклікаюць хімічныя і фізічныя працэсы змены металічнай структуры.

Асноўныя легіруючых элементаў

Вялікае, але неадназначнае значэнне ў працэсах легіравання мае вуглярод. З аднаго боку, яго канцэнтрацыя ў структуры металу парадку 1,2% спрыяе павышэнню трываласці, цвёрдасці і ўзроўню хладноломкости, а з другога - ён жа зніжае цеплаправоднасць і шчыльнасць матэрыялу. Але нават не гэта галоўнае. Як і ўсе элементы легіравальных, яго дадаюць пры выкананні тэхналагічнай перапрацоўкі пад моцным тэмпературным уздзеяннем. Аднак, далёка не ўсе прымешкі і актыўныя кампаненты захоўваюцца ў структуры пасля завяршэння аперацыі. Як раз вуглярод можа заставацца ў метале і ў залежнасці ад патрабаваных характарыстык канчатковага вырабы тэхнолагі прымаюць рашэнне аб дапрацоўцы металу або захаванні яго бягучых якасцяў. Гэта значыць, яны вар'іруюць ўзровень утрымання вугляроду з дапамогай адмысловай аперацыі легіравання.

Таксама ў пералік асноўных элементаў легіравання можна ўнесці крэмній і марганец. Першы уносіцца ў мэтавую структуру ў мінімальным працэнце (не больш за 0,4%) і асаблівага ўплыву на змяненне якасцяў нарыхтоўкі не аказвае. Тым не менш гэты кампанент, як і марганец мае істотнае значэнне як раскисляющее і злучнае рэчыва. Гэтыя ўласцівасці легіруючых элементаў абумоўліваюць базавую цэласнасць структуры, якая яшчэ ў працэсе легіравання робіць магчымым арганічнае ўспрыманне іншых, ужо актыўных элементаў і прымешак.

Дапаможныя легіруючых элементаў

У дадзеную групу элементаў звычайна ўключаюць тытан, малібдэн, бор, ванадый і г.д. Найбольш заўважным прадстаўніком гэтага звяна з'яўляецца малібдэн, які часцей выкарыстоўваюць у хромистых сталі. У прыватнасці, з яго дапамогай павышаецца прокаливаемость металу, а таксама зніжаецца парог хладоломкости. Карысна для будаўнічых марак сталей і прымяненне малібдэнавы кампанентаў. Гэта эфектыўныя легаваныя элементы ў сталі, якія забяспечваюць дынамічную і статычную трываласць металаў, ухіляючы пры гэтым рызыкі ўнутранага акіслення. Што тычыцца тытана, то яго ўжываюць нячаста і толькі для адной задачы - драбнення структурных зярнят у хромомарганцевых сплавах. Мэтанакіраванымі можна назваць таксама дабаўкі кальцыя і свінцу. Іх выкарыстоўваюць для металічных нарыхтовак, якія ў далейшым падвяргаюцца аперацыях рэзкі.

Класіфікацыі элементаў легіравання

Акрамя вельмі ўмоўнага падзелу легіруючых элементаў на асноўныя і дапаможныя, таксама ўжываюцца і іншыя, больш дакладныя прыкметы адрозненні. Напрыклад, па механіцы ўздзеяння на характарыстыкі сплаваў і сталей элементы дзеляцца на тры катэгорыі:

• Якія аказваюць уплыў з адукацыяй карбідам.
• З паліморфны ператварэннямі.
• З фарміраваннем интерметаллических злучэнняў.

Важна ўлічваць, што ў кожным з трох выпадкаў ўплыў легіруючых элементаў на ўласцівасці интерметаллидов таксама залежыць ад іншых прымешак. Напрыклад, значэнне можа мець канцэнтрацыя таго ж газ альбо жалеза. Таксама існуе класіфікацыя ўжо элементаў паліморфнага ператварэння па характары ўздзеяння. У прыватнасці, вылучаюцца элементы, якія дапускаюць наяўнасць у сплаве легаванай ферыту, а таксама іх аналагі, якія спрыяюць стабілізацыі аптымальнага ўтрымання аустенита незалежна ад тэмпературы.

Ўплыў легіравання на сплавы і сталі

Можна вылучыць некалькі напрамкаў, па якіх могуць быць палепшаныя якасныя характарыстыкі сталі. У першую чаргу гэта фізічныя якасці, якія вызначаюць тэхнічны рэсурс матэрыялу. Легіраванне ў гэтай частцы дазваляе павялічыць трываласць, пластычнасць, прокаливаемость і цвёрдасць. Іншым кірунак станоўчага ўплыву ад легіруючых элементаў з'яўляецца паляпшэнне ахоўных уласцівасцяў. У гэтым плане варта вылучыць супраціўляльнасць ударам, красностойкость, гарачатрывалага і высокі парог Каразійная паразы. Для некаторых сфер прымянення металы рыхтуюць і з улікам электрахімічных якасцяў. У дадзеным выпадку элементы легіравальных могуць выкарыстоўвацца для павышэння электра-і цеплаправоднасці, супраціву акісленню, магнитопроницаемости і т. Д.

Асаблівасці ўплыву шкодных прымешак

Тыповымі прадстаўнікамі шкодных прымешак з'яўляюцца фосфар і сера. Што тычыцца фосфару, то ён пры ўмове злучэння з жалезам здольны фармаваць далікатныя збожжа, якія захоўваюцца пасля легіравання. У выніку атрыманы сплаў страчвае высокую ступень шчыльнасці, а таксама надзяляецца далікатнасцю. Зрэшты, злучэнне з вугляродам дае і станоўчую характарыстыку, паляпшаючы працэс аддзялення габлюшкі. Гэта якасць палягчае працэсы механічнай апрацоўкі. Сера, у сваю чаргу, з'яўляецца яшчэ больш небяспечным рэчывам. Калі ўплыў легіруючых элементаў на сталь ў цэлым заклікана паляпшаць супраціўляльнасць матэрыялу вонкавых уздзеянняў, то дадзеная прымешка нівеліруе гэтую групу якасцяў. Напрыклад, яе высокая канцэнтрацыя ў структуры прыводзіць да павелічэння сціральнасць, зніжэння супраціву стомленасці металу і мінімізацыі каразійнай стойкасці.

Тэхналогія выканання легіравання

Звычайна легіраванне выконваецца ў рамках металургічнай вытворчасці і ўяўляе сабой ўнясенне ў шыхты або масу расплаву дадатковых элементаў, якія разглядаліся вышэй. У выніку тэрмічнай апрацоўкі ў структуры адбываюцца хімічныя і фізічныя працэсы злучэння асобных рэчываў, а таксама дэфармацыі. Такім чынам, элементы легіравальных дазваляюць паляпшаць якасці металургічных вырабаў.

заключэнне

Легіраванне з'яўляецца складаным тэхналагічным працэсам змены характарыстык металу. Складанасць яго галоўным чынам заключаецца ў першасным падборы аптымальных рэцэптаў для дасягнення жаданага набору уласцівасцяў нарыхтоўкі. Як ужо гаварылася, уплыў легіруючых элементаў разнапланава і неадназначна. Адзін і той жа кампанент актыўнага дадатку можа, напрыклад, адначасова паляпшаць трываласць металу і пагаршаць яго цеплаправоднасць. Задача тэхнолагаў заключаецца ў распрацоўцы выйгрышных камбінацый элементаў, якія дазволяць зрабіць металічную дэталь або канструкцыю найбольш прымальнай па сваіх якасцях з пункту гледжання выкарыстання ў канкрэтных мэтах.