Effekte van elemente in legerings op meganiese eienskappe 

Die byvoeging van verskillende metaalelemente in 'n legering kan die meganiese eienskappe daarvan aansienlik beïnvloed (soos sterkte, hardheid, rekbaarheid, taaiheid, weerstand teen korrosie, ens.).

Die volgende is die rolle van algemene metaalelemente in legerings en hul uitwerking op meganiese eienskappe:

1. Koolstof (C)

(1).Gebruik: Word hoofsaaklik in staal en gietyster aangetref en vorm karbiede met yster (soos Fe3C).

(2). Invloed:

①.Sterkte/Hardheid: Verhoogde koolstofinhoud verhoog aansienlik hardheid en sterkte (soos hoë koolstofstaal), maar oormatige hoeveelhede kan tot brosheid lei.

②. Duktiliteit: Hoe hoër die koolstofinhoud, hoe laer is die rekbaarheid en taaiheid.

③.Sweisbaarheid: Hoë koolstofstaal het swak sweiseienskappe.

2. Chroom (Cr)

(1).Gebruik: Sleutelelement vir vlekvrye staal (soos 304, 316) en gereedskapstaal.

(2). Invloed:

①.Korrosieweerstand: Vorm 'n passiewe oksiedfilm (Cr2O3) om oksidasieweerstand en korrosieweerstand te verbeter.

②.Hardheid/sterkte: Vorm karbiede met koolstof (soos Cr23C6) om hardheid en slytasieweerstand te verbeter.

③.Hoë temperatuur prestasie: Verbeter hoë temperatuursterkte (soos hittebestande staal).

3. Nikkel (Ni)

(1). Toepassings: vlekvrye staal (soos 304), hoë temperatuur legerings (soos Inconel) en korrosiebestande legerings.

(2). Invloed:

①.Taaiheid: Verbeter lae temperatuur taaiheid en rekbaarheid (soos nikkel staal vir lae temperatuur omgewings).

②.Korrosieweerstand: Verhoog weerstand teen sure en alkalieë.

③.Austenitiese stabilisering: In vlekvrye staal werk dit saam met chroom om 'n austenitiese struktuur (soos 304-staal) te vorm.

4.Molibdeen (Mo)

(1). Toepassings: hoë sterkte staal (soos 4140), vlekvrye staal (soos 316) en hoë temperatuur legerings.

(2). Invloed:

①.Sterkte/hitteweerstand: Verbeter hoë temperatuursterkte en kruipweerstand.

②.Korrosieweerstand: Verhoog weerstand teen chloriedspanningskorrosie (soos 316 vlekvrye staal).

③.Graanverfyning: Verbeter verhardbaarheid.

5. Mangaan (Mn)

(1). Toepassings: koolstofstaal (soos A36), hoë sterkte lae legeringstaal (HSLA) en austenitiese mangaanstaal (soos Hadfield-staal).

(2). Invloed:

①. Deoksidasie/ontzwaveling: Verminder die skadelike effekte van swael (vorm MnS in plaas van FeS).

②. Verhardbaarheid: Verbeter verhardbaarheid en slytasieweerstand (bv. hoë mangaanstaal vir graafbakkies).

③.Austenitiese stabilisering: Gedeeltelike vervanging van nikkel in vlekvrye staal.

6. Silikon (Si)

(1). Gebruik: Veerstaal (bv. 65Mn), elektriese staal en aluminiumlegerings (bv. 4xxx-reeks).

(2). Invloed:

①.Sterkte/elastisiteit: Verbeter die sterkte en elastiese limiet van staal (bv. silikon-mangaanveerstaal).

②. Deoksideermiddel: Verwyder suurstof tydens staalvervaardiging.

③.Magnetiese eienskappe: Verbeter die magnetiese deurlaatbaarheid van elektriese staal.

7.Aluminium (Al)

(1). Gebruik: Aluminiumlegerings (bv. 6061), hoëtemperatuur-legerings (bv. Fe-Cr-Al), en deoksideermiddels.

(2). Invloed:

①. Liggewig: Verminder digtheid (aluminiumlegerings is ongeveer 2/3 ligter as staal).

②.Korrosieweerstand: Vorm Al2O3 beskermende film.

③.Graanverfyning: Inhibeer graangroei in staal.

8.Titanium (Ti)

(1). Toepassings: Titaanlegerings (bv. Ti-6Al-4V), vlekvrye staal (bv. 321), en hoë-temperatuur legerings.

(2). Invloed:

①. Sterkte/gewig verhouding: Titaanlegerings het uiters hoë spesifieke sterkte.

②.Korrosieweerstand: Weerstaan seewater en chloried korrosie.

③.Karbiedvorming: Maak koolstof in staal vas om interkorrelkorrosie te voorkom (bv. 321 vlekvrye staal).

9. Koper (Cu)

(1). Toepassings: Geelkoper (Cu-Zn), brons (Cu-Sn), en neerslag-hardende staal (bv. 17-4PH).

(2). Invloed:

①.Korrosieweerstand: Verbeter atmosferiese korrosiebestandheid (bv. verweringsstaal).

②.Elektriese/termiese geleiding: Koperlegerings het uitstekende elektriese geleidingsvermoë.

③. Neerslagversterking: Vorm ε-Cu fase in staal (bv. 17-4PH vlekvrye staal).

10.Vanadium (V)

(1). Toepassings: Gereedskapstaal (bv. D2), hoësterkte lae-legeringsstaal (HSLA).

(2). Invloed:

①.Graanverfyning: Vorming van karbonitriede (soos VC) om graangroei te inhibeer.

②.Sterkte/taaiheid: Verbeter sterkte terwyl taaiheid behou word (soos HSLA-staal).

11.Wolfram (W)

(1). Toepassings: Hoëspoedstaal (soos M2), gesementeerde karbied (WC-Co) en hoë-temperatuur legerings.

(2). Invloed:

①.Hoë temperatuur hardheid: Vorming van slytvaste karbiede (soos W2C).

②.Rooi hardheid: Hoëspoedstaal handhaaf hardheid by hoë temperature.

12. Sink (Zn)

(1). Toepassings: Gegalvaniseerde staal (roes voorkoming), koper (Cu-Zn) en aluminium legerings (soos 7xxx reeks).

(2). Invloed:

①.Opofferingsanodebeskerming: Die sinklaag beskerm die staalmatriks.

②.Sterk: Vorm 'n versterkingsfase in aluminiumlegerings (soos Zn-Mg-Cu, 7075 aluminiumlegering).

Opsomming: Die kerninvloed van elemente op meganiese eienskappe

Deur die inhoud en kombinasie van hierdie elemente aan te pas, kan legerings ontwerp word om aan spesifieke behoeftes te voldoen (soos hoë-sterkte staal, korrosiebestande legerings, of hoë-temperatuur legerings).