Sulamite elementide mõju mehaanilistele omadustele 

Erinevate metallelementide lisamine sulamisse võib oluliselt mõjutada selle mehaanilisi omadusi (nagu tugevus, kõvadus, plastilisus, sitkus, korrosioonikindlus jne).

Järgnevalt on toodud tavaliste metallielementide rollid sulamites ja nende mõju mehaanilistele omadustele:

1. Süsinik (C)

(1).Kasutage: Peamiselt leidub terases ja malmis, moodustades rauaga karbiide (nt Fe3C).

(2). Mõju:

①. Tugevus/kõvadus: Suurenenud süsinikusisaldus suurendab oluliselt kõvadust ja tugevust (näiteks kõrge süsinikusisaldusega teras), kuid liigne kogus võib põhjustada haprust.

②. elastsus: Mida suurem on süsinikusisaldus, seda madalam on plastilisus ja sitkus.

③.Keevitatavus: Kõrge süsinikusisaldusega terasel on kehvad keevitusomadused.

2. Kroom (Cr)

(1).Kasutage: Roostevaba terase (nt 304, 316) ja tööriistaterase võtmeelement.

(2). Mõju:

①. Korrosioonikindlus: Moodustab passiivse oksiidkile (Cr2O3), et parandada oksüdatsioonikindlust ja korrosioonikindlust.

②. Kõvadus/tugevus: Moodustab süsinikuga karbiide (nt Cr23C6), et parandada kõvadust ja kulumiskindlust.

③. Kõrge temperatuuri jõudlus: Suurendab tugevust kõrgel temperatuuril (näiteks kuumakindel teras).

3. Nikkel (Ni)

(1).Rakendused: roostevaba teras (nt 304), kõrge temperatuuriga sulamid (nt Inconel) ja korrosioonikindlad sulamid.

(2). Mõju:

①. Sitkus: Parandab vastupidavust madalal temperatuuril ja elastsust (nt nikkelteras madala temperatuuriga keskkondades).

②. Korrosioonikindlus: Suurendab vastupidavust hapetele ja leelistele.

③. Austeniidi stabiliseerimine: Roostevabas terases teeb see koostööd kroomiga, moodustades austeniitse struktuuri (nt 304 teras).

4. Molübdeen (Mo)

(1).Rakendused: kõrgtugev teras (nt 4140), roostevaba teras (nt 316) ja kõrge temperatuuriga sulamid.

(2). Mõju:

①.Tugevus/kuumakindlus: Parandab kõrge temperatuuri tugevust ja libisemiskindlust.

②. Korrosioonikindlus: Suurendab vastupidavust kloriidi pingekorrosioonile (nt 316 roostevaba teras).

③. Teravilja rafineerimine: Parandab kõvenemist.

5. Mangaan (Mn)

(1).Rakendused: süsinikteras (nt A36), ülitugev madala legeeritud teras (HSLA) ja austeniitmangaanteras (nt Hadfieldi teras).

(2). Mõju:

①. Deoksüdatsioon/väävlitustamine: Vähendab väävli kahjulikku mõju (moodustab FeS asemel MnS).

②. Karastavus: Parandab karastavust ja kulumiskindlust (nt kõrge mangaanisisaldusega teras ekskavaatori kopade jaoks).

③. Austeniidi stabiliseerimine: Osaline nikli asendus roostevabast terasest.

6. Räni (Si)

(1).Kasutusalad: Vedruteras (nt 65Mn), elektrooniline teras ja alumiiniumsulamid (nt 4xxx seeria).

(2). Mõju:

①.Tugevus/elastsus: Parandab terase tugevust ja elastsuse piiri (nt räni-mangaan vedruteras).

②. Deoksüdeerija: Eemaldab terase valmistamise ajal hapniku.

③. Magnetilised omadused: Parandab elektriterase magnetilist läbilaskvust.

7. Alumiinium (Al)

(1).Kasutusalad: Alumiiniumsulamid (nt 6061), kõrgtemperatuurilised sulamid (nt Fe-Cr-Al) ja deoksüdeerijad.

(2). Mõju:

①. Kergekaaluline: Vähendab tihedust (alumiiniumisulamid on umbes 2/3 terasest kergemad).

②. Korrosioonikindlus: Moodustab Al2O3 kaitsekile.

③. Teravilja rafineerimine: Inhibeerib terase terade kasvu.

8. Titaan (Ti)

(1).Rakendused: Titaanisulamid (nt Ti-6Al-4V), roostevaba teras (nt 321) ja kõrge temperatuuriga sulamid.

(2). Mõju:

①.Tugevuse/kaalu suhe: Titaanisulamitel on äärmiselt kõrge eritugevus.

②. Korrosioonikindlus: Vastupidav merevee ja kloriidide korrosioonile.

③. Karbiidi moodustumine: Kinnitab terases süsiniku, et vältida teradevahelist korrosiooni (nt 321 roostevaba teras).

9. Vask (Cu)

(1).Rakendused: Messing (Cu-Zn), pronks (Cu-Sn) ja sademekindlad terased (nt 17-4PH).

(2). Mõju:

①. Korrosioonikindlus: Parandab atmosfääri korrosioonikindlust (nt ilmastikukindel teras).

②. Elektri-/soojusjuhtivus: Vasesulamitel on suurepärane elektrijuhtivus.

③. Sademete tugevnemine: Moodustab terases (nt 17-4PH roostevaba teras) ε-Cu faasi.

10. Vanaadium (V)

(1).Rakendused: Tööriistaterased (nt D2), kõrgtugevad vähelegeeritud terased (HSLA).

(2). Mõju:

①. Teravilja rafineerimine: Karbonitriidide (nt VC) moodustumine tera kasvu pärssimiseks.

②.Tugevus/sitkus: Parandage tugevust, säilitades samal ajal sitkuse (nt HSLA teras).

11. Volfram (W)

(1).Rakendused: Kiirteras (nt M2), tsementeeritud karbiid (WC-Co) ja kõrgtemperatuurilised sulamid.

(2). Mõju:

① Kõrge temperatuuri kõvadus: Kulumiskindlate karbiidide (nt W2C) moodustumine.

②.Punane kõvadus: Kiirteras säilitab kõvaduse kõrgetel temperatuuridel.

12. Tsink (Zn)

(1).Rakendused: Tsingitud teras (roostetõrje), messing (Cu-Zn) ja alumiiniumisulamid (nt 7xxx seeria).

(2). Mõju:

① Ohveranoodi kaitse: Tsingikiht kaitseb terasmaatriksit.

②. Tugevus: Moodustab alumiiniumisulamites (nagu Zn-Mg-Cu, 7075 alumiiniumsulam) tugevdusfaasi.

Kokkuvõte: Elementide põhimõju mehaanilistele omadustele

Reguleerides nende elementide sisaldust ja kombinatsiooni, saab sulameid kujundada vastavalt konkreetsetele vajadustele (nt kõrgtugevad terased, korrosioonikindlad sulamid või kõrge temperatuuriga sulamid).