Utjecaj elemenata u legurama na mehanička svojstva 

Dodavanje različitih metalnih elemenata u leguru može značajno uticati na njena mehanička svojstva (kao što su čvrstoća, tvrdoća, duktilnost, žilavost, otpornost na koroziju, itd.).

Slijede uloge uobičajenih metalnih elemenata u legurama i njihov utjecaj na mehanička svojstva:

1.Ugljik (C)

(1).Upotreba: Uglavnom se nalazi u čeliku i livenom gvožđu, formirajući karbide sa gvožđem (kao što je Fe3C).

(2).Uticaj:

①.Snaga/tvrdoća: Povećan sadržaj ugljika značajno povećava tvrdoću i čvrstoću (kao što je čelik s visokim udjelom ugljika), ali prevelike količine mogu dovesti do lomljivosti.

②.Duktilnost: Što je veći sadržaj ugljika, niža je duktilnost i žilavost.

③.Zavarljivost: Visokougljični čelik ima loša svojstva zavarivanja.

2.Chromium (Cr)

(1).Upotreba: Ključni element za nerđajući čelik (kao što je 304, 316) i alatni čelik.

(2).Uticaj:

①. Otpornost na koroziju: Formira pasivni oksidni film (Cr2O3) za poboljšanje otpornosti na oksidaciju i otpornost na koroziju.

②.Tvrdoća/snaga: Formira karbide sa ugljenikom (kao što je Cr23C6) radi poboljšanja tvrdoće i otpornosti na habanje.

③. Visoke temperature performansi: Povećava čvrstoću na visokim temperaturama (kao što je čelik otporan na toplinu).

3.Nikal (Ni)

(1).Prijave: nerđajući čelik (kao što je 304), legure na visokim temperaturama (kao što je Inconel) i legure otporne na koroziju.

(2).Uticaj:

①.Tvrdoća: Poboljšava žilavost i duktilnost pri niskim temperaturama (kao što je nikl čelik za okruženja s niskim temperaturama).

②. Otpornost na koroziju: Povećava otpornost na kiseline i lužine.

③.Stabilizacija austenita: U nehrđajućem čeliku, on sarađuje s hromom kako bi formirao austenitnu strukturu (kao što je čelik 304).

4.Molibden (Mo)

(1).Prijave: čelik visoke čvrstoće (kao što je 4140), nerđajući čelik (kao što je 316) i legure visoke temperature.

(2).Uticaj:

①. Otpornost na snagu/toplinu: Poboljšava čvrstoću na visokim temperaturama i otpornost na puzanje.

②. Otpornost na koroziju: Povećava otpornost na hloridnu koroziju (kao što je nerđajući čelik 316).

③.Rafiniranje zrna: Poboljšava očvršćavanje.

5. Mangan (Mn)

(1).Prijave: ugljenični čelik (kao što je A36), niskolegirani čelik visoke čvrstoće (HSLA) i austenit mangan čelik (kao što je Hadfield čelik).

(2).Uticaj:

①.Deoksidacija/desulfurizacija: Smanjuje štetne efekte sumpora (formira MnS umjesto FeS).

②.Kaljivost: Poboljšava kaljivost i otpornost na habanje (npr. čelik sa visokim sadržajem mangana za kašike bagera).

③.Stabilizacija austenita: Djelomična zamjena nikla u nehrđajućem čeliku.

6.Silicijum (Si)

(1). Koristi: Čelik za opruge (npr. 65Mn), električni čelik i legure aluminija (npr. serija 4xxx).

(2).Uticaj:

①.Snaga/elastičnost: Poboljšava čvrstoću i granicu elastičnosti čelika (npr. silicijum-mangan opružni čelik).

②.Deoksidans: Uklanja kiseonik tokom proizvodnje čelika.

③.Magnetna svojstva: Poboljšava magnetnu permeabilnost električnog čelika.

7.Aluminijum (Al)

(1). Koristi: Legure aluminijuma (npr. 6061), legure na visokim temperaturama (npr. Fe-Cr-Al) i deoksidansi.

(2).Uticaj:

①.Lagana težina: Smanjuje gustinu (aluminijske legure su oko 2/3 lakše od čelika).

②. Otpornost na koroziju: Formira Al2O3 zaštitni film.

③.Rafiniranje zrna: Inhibira rast zrna u čeliku.

8. Titanijum (Ti)

(1).Prijave: Legure titana (npr. Ti-6Al-4V), nerđajući čelici (npr. 321) i legure na visokim temperaturama.

(2).Uticaj:

①.Odnos snaga/težina: Legure titana imaju izuzetno visoku specifičnu čvrstoću.

②. Otpornost na koroziju: Otporan na morsku vodu i hloridnu koroziju.

③. Formiranje karbida: Fiksira ugljik u čeliku kako bi se spriječila intergranularna korozija (npr. 321 nehrđajući čelik).

9. Bakar (Cu)

(1).Prijave: Mesing (Cu-Zn), bronza (Cu-Sn) i čelici koji stvrdnjavaju precipitacijom (npr. 17-4PH).

(2).Uticaj:

①. Otpornost na koroziju: Poboljšava otpornost na atmosfersku koroziju (npr. čelik na atmosferske uticaje).

②.Električna/toplotna provodljivost: Legure bakra imaju odličnu električnu provodljivost.

③. Jačanje padavina: Formira ε-Cu fazu u čeliku (npr. nerđajući čelik 17-4PH).

10.Vanadij (V)

(1).Prijave: Čelici za alate (npr. D2), niskolegirani čelici visoke čvrstoće (HSLA).

(2).Uticaj:

①.Rafiniranje zrna: Formiranje karbonitrida (kao što je VC) za inhibiranje rasta zrna.

②.Snaga/žilavost: Poboljšajte snagu uz zadržavanje žilavosti (kao što je HSLA čelik).

11. Volfram (W)

(1).Prijave: Brzorezni čelik (kao što je M2), cementni karbid (WC-Co) i legure za visoke temperature.

(2).Uticaj:

①.Tvrdoća na visokim temperaturama: Formiranje karbida otpornih na habanje (kao što je W2C).

②.crvena tvrdoća: Brzorezni čelik održava tvrdoću na visokim temperaturama.

12.Cink (Zn)

(1).Prijave: Pocinčani čelik (sprečavanje rđe), mesing (Cu-Zn) i legure aluminijuma (kao što je serija 7xxx).

(2).Uticaj:

①.Zaštita od žrtvene anode: Sloj cinka štiti čeličnu matricu.

②.Snaga: Formira fazu ojačanja u legurama aluminijuma (kao što je Zn-Mg-Cu, 7075 legura aluminijuma).

Sažetak: Osnovni uticaj elemenata na mehanička svojstva

Prilagođavanjem sadržaja i kombinacije ovih elemenata, legure se mogu dizajnirati da zadovolje specifične potrebe (kao što su čelici visoke čvrstoće, legure otporne na koroziju ili legure na visokim temperaturama).