Učinci elemenata u legurama na mehanička svojstva 

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

Slijede uloge uobičajenih metalnih elemenata u legurama i njihovi učinci na mehanička svojstva:

1. Ugljik (C)

(1). Koristite: Uglavnom se nalazi u čeliku i lijevanom željezu, tvoreći karbide sa željezom (kao što je Fe3C).

(2). Utjecaj:

①. Čvrstoća/tvrdoća: Povećani 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, manja je duktilnost i žilavost.

③. Zavarljivost: Čelik s visokim udjelom ugljika ima loša svojstva zavarivanja.

2. Krom (Cr)

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

(2). Utjecaj:

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

②. Tvrdoća/snaga: Formira karbide s ugljikom (kao što je Cr23C6) za poboljšanje tvrdoće i otpornosti na trošenje.

③. Performanse na visokim temperaturama: Povećava otpornost na visoke temperature (kao što je čelik otporan na toplinu).

3. Nikal (Ni)

(1). Primjene: nehrđajući čelik (kao što je 304), legure za visoke temperature (kao što je Inconel) i legure otporne na koroziju.

(2). Utjecaj:

①. Čvrstoća: Poboljšava niskotemperaturnu žilavost i duktilnost (kao što je čelik od nikla za okruženja niskih temperatura).

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

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

4.Molibden (Mo)

(1). Primjene: čelik visoke čvrstoće (kao što je 4140), nehrđajući čelik (kao što je 316) i legure za visoke temperature.

(2). Utjecaj:

①.Čvrstoća/otpornost na toplinu: Poboljšava otpornost na visoke temperature i puzanje.

② Otpornost na koroziju: Povećava otpornost na kloridnu naponsku koroziju (kao što je nehrđajući čelik 316).

③. Pročišćavanje zrna: Poboljšava očvrsljivost.

5. Mangan (Mn)

(1). Primjene: ugljični čelik (kao što je A36), niskolegirani čelik visoke čvrstoće (HSLA) i austenitni manganski čelik (kao što je Hadfieldov čelik).

(2). Utjecaj:

①. Deoksidacija/desulfurizacija: Smanjuje štetno djelovanje sumpora (tvori MnS umjesto FeS).

②.Kaljivost: Poboljšava kaljivost i otpornost na trošenje (npr. čelik s visokim sadržajem mangana za žlice bagera).

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

6.Silicij (Si)

(1). Koristi: Opružni čelik (npr. 65Mn), elektrotehnički čelik i aluminijske legure (npr. serija 4xxx).

(2). Utjecaj:

①. Čvrstoća/elastičnost: Poboljšava čvrstoću i granicu elastičnosti čelika (npr. silicij-manganski opružni čelik).

②. Deoksidans: Uklanja kisik tijekom proizvodnje čelika.

③. Magnetska svojstva: Poboljšava magnetsku propusnost elektrotehničkog čelika.

7. Aluminij (Al)

(1). Koristi: Aluminijske legure (npr. 6061), visokotemperaturne legure (npr. Fe-Cr-Al) i deoksidansi.

(2). Utjecaj:

①. Olakšavanje: Smanjuje gustoću (legure aluminija su oko 2/3 lakše od čelika).

② Otpornost na koroziju: Stvara Al2O3 zaštitni film.

③. Pročišćavanje zrna: Inhibira rast zrna u čeliku.

8. Titan (Ti)

(1). Primjene: Legure titana (npr. Ti-6Al-4V), nehrđajući čelici (npr. 321) i legure za visoke temperature.

(2). Utjecaj:

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

② Otpornost na koroziju: Otporan na koroziju morske vode i klorida.

③. Stvaranje karbida: Fiksira ugljik u čeliku radi sprječavanja interkristalne korozije (npr. nehrđajući čelik 321).

9. Bakar (Cu)

(1). Primjene: Mjed (Cu-Zn), bronca (Cu-Sn) i čelici koji otvrdnu taloženjem (npr. 17-4PH).

(2). Utjecaj:

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

②.Električna/toplinska vodljivost: Bakrene legure imaju izvrsnu električnu vodljivost.

③. Ojačanje padalina: Tvori ε-Cu fazu u čeliku (npr. nehrđajući čelik 17-4PH).

10. Vanadij (V)

(1). Primjene: Alatni čelici (npr. D2), niskolegirani čelici visoke čvrstoće (HSLA).

(2). Utjecaj:

①. Pročišćavanje zrna: Stvaranje karbonitrida (kao što je VC) za inhibiciju rasta zrna.

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

11. Volfram (W)

(1). Primjene: Brzorezni čelik (kao što je M2), cementni karbid (WC-Co) i visokotemperaturne legure.

(2). Utjecaj:

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

②.Crvena tvrdoća: Brzorezni čelik zadržava tvrdoću na visokim temperaturama.

12. Cink (Zn)

(1). Primjene: Galvanizirani čelik (sprečavanje hrđe), mesing (Cu-Zn) i legure aluminija (kao što je serija 7xxx).

(2). Utjecaj:

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

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

Sažetak: Osnovni utjecaj elemenata na mehanička svojstva

Prilagodbom sadržaja i kombinacije ovih elemenata, legure se mogu oblikovati tako da zadovolje specifične potrebe (kao što su čelici visoke čvrstoće, legure otporne na koroziju ili legure za visoke temperature).