Efectos dos elementos nas aliaxes sobre as propiedades mecánicas 

A adición de diferentes elementos metálicos nunha aliaxe pode afectar significativamente ás súas propiedades mecánicas (como resistencia, dureza, ductilidade, tenacidade, resistencia á corrosión, etc.).

Os seguintes son os papeis dos elementos metálicos comúns nas aliaxes e os seus efectos nas propiedades mecánicas:

1.Carbono (C)

(1).Utilizar: Atópase principalmente en aceiro e ferro fundido, formando carburos con ferro (como Fe3C).

(2).Influencia:

①.Forza/Dureza: O aumento do contido de carbono aumenta significativamente a dureza e a resistencia (como o aceiro alto en carbono), pero cantidades excesivas poden provocar fraxilidade.

②. Ductilidade: Canto maior sexa o contido de carbono, menor será a ductilidade e a dureza.

③ Soldabilidade: O aceiro de alto carbono ten malas propiedades de soldeo.

2.Cromo (Cr)

(1).Utilizar: Elemento clave para aceiro inoxidable (como 304, 316) e aceiro para ferramentas.

(2).Influencia:

①. Resistencia á corrosión: Forma unha película de óxido pasivo (Cr2O3) para mellorar a resistencia á oxidación e á corrosión.

②.Dureza/Resistencia: Forma carburos con carbono (como Cr23C6) para mellorar a dureza e a resistencia ao desgaste.

③.Rendemento a alta temperatura: Mellora a resistencia ás altas temperaturas (como o aceiro resistente á calor).

3. Níquel (Ni)

(1). Aplicacións: aceiro inoxidable (como 304), aliaxes de alta temperatura (como Inconel) e aliaxes resistentes á corrosión.

(2).Influencia:

①. Resistencia: Mellora a dureza e a ductilidade a baixas temperaturas (como o aceiro de níquel para ambientes de baixa temperatura).

②.Resistencia á corrosión: Mellora a resistencia aos ácidos e álcalis.

③. Estabilización de austenita: En aceiro inoxidable, coopera co cromo para formar unha estrutura austenítica (como o aceiro 304).

4. Molibdeno (Mo)

(1). Aplicacións: aceiro de alta resistencia (como 4140), aceiro inoxidable (como 316) e aliaxes de alta temperatura.

(2).Influencia:

①.Forza/resistencia á calor: Mellora a resistencia ás altas temperaturas e a resistencia á fluencia.

②.Resistencia á corrosión: Mellora a resistencia á corrosión por estrés por cloruro (como o aceiro inoxidable 316).

③.Refinamento de grans: Mellora a templabilidade.

5. Manganeso (Mn)

(1). Aplicacións: aceiro ao carbono (como A36), aceiro de baixa aliaxe de alta resistencia (HSLA) e aceiro austenítico ao manganeso (como o aceiro Hadfield).

(2).Influencia:

①.Desoxidación/desulfuración: Reduce os efectos nocivos do xofre (forma MnS en lugar de FeS).

②. Endurecemento: Mellora a templabilidade e a resistencia ao desgaste (por exemplo, aceiro alto manganeso para cubos de escavadoras).

③. Estabilización de austenita: Substitución parcial de níquel en aceiro inoxidable.

6.Silicio (Si)

(1). Usos: Aceiro para resortes (por exemplo, 65Mn), aceiro eléctrico e aliaxes de aluminio (por exemplo, serie 4xxx).

(2).Influencia:

①.Resistencia/elasticidade: Mellora a resistencia e o límite elástico do aceiro (por exemplo, o aceiro para resortes de silicio-manganeso).

②.Desoxidante: Elimina o osíxeno durante a fabricación de aceiro.

③.Propiedades magnéticas: Mellora a permeabilidade magnética do aceiro eléctrico.

7. Aluminio (Al)

(1). Usos: Aliaxes de aluminio (por exemplo, 6061), aliaxes de alta temperatura (por exemplo, Fe-Cr-Al) e desoxidantes.

(2).Influencia:

①.Lixeiro: Reduce a densidade (as aliaxes de aluminio son uns 2/3 máis lixeiras que o aceiro).

②.Resistencia á corrosión: Forma película protectora de Al2O3.

③.Refinamento de grans: Inhibe o crecemento de grans no aceiro.

8. Titanio (Ti)

(1). Aplicacións: Aliaxes de titanio (por exemplo, Ti-6Al-4V), aceiros inoxidables (por exemplo, 321) e aliaxes de alta temperatura.

(2).Influencia:

①. Relación forza/peso: As aliaxes de titanio teñen unha resistencia específica extremadamente alta.

②.Resistencia á corrosión: Resiste á corrosión por auga de mar e cloruro.

③.Formación de carburo: Fixa o carbono no aceiro para evitar a corrosión intergranular (por exemplo, aceiro inoxidable 321).

9. Cobre (Cu)

(1). Aplicacións: Latón (Cu-Zn), bronce (Cu-Sn) e aceiros endurecedores por precipitación (por exemplo, 17-4PH).

(2).Influencia:

①. Resistencia á corrosión: Mellora a resistencia á corrosión atmosférica (por exemplo, aceiro á intemperie).

②.Condutividade eléctrica/térmica: As aliaxes de cobre teñen unha excelente condutividade eléctrica.

③. Reforzo da precipitación: Forma fase ε-Cu no aceiro (por exemplo, aceiro inoxidable 17-4PH).

10. Vanadio (V)

(1). Aplicacións: Aceiros para ferramentas (por exemplo, D2), aceiros de baixa aliaxe de alta resistencia (HSLA).

(2).Influencia:

①. Refinamento de grans: Formación de carbonitruros (como VC) para inhibir o crecemento dos grans.

②.Forza/dureza: Mellora a resistencia mantendo a dureza (como o aceiro HSLA).

11. Volframio (W)

(1). Aplicacións: Aceiro de alta velocidade (como M2), carburo cementado (WC-Co) e aliaxes de alta temperatura.

(2).Influencia:

①. Dureza a alta temperatura: Formación de carburos resistentes ao desgaste (como W2C).

②. Dureza vermella: O aceiro de alta velocidade mantén a dureza a altas temperaturas.

12. Zinc (Zn)

(1). Aplicacións: Aceiro galvanizado (prevención da ferruxe), latón (Cu-Zn) e aliaxes de aluminio (como a serie 7xxx).

(2).Influencia:

①.Protección de ánodos de sacrificio: A capa de cinc protexe a matriz de aceiro.

②.Forza: Forma unha fase de reforzo en aliaxes de aluminio (como Zn-Mg-Cu, aliaxe de aluminio 7075).

Resumo: A influencia central dos elementos nas propiedades mecánicas

Ao axustar o contido e a combinación destes elementos, pódense deseñar aliaxes para satisfacer necesidades específicas (como aceiros de alta resistencia, aliaxes resistentes á corrosión ou aliaxes de alta temperatura).