Áhrif frumefna í málmblöndur á vélræna eiginleika 

Að bæta við mismunandi málmþáttum í málmblöndu getur haft veruleg áhrif á vélræna eiginleika þess (svo sem styrk, hörku, sveigjanleika, seigju, tæringarþol osfrv.).

Eftirfarandi eru hlutverk algengra málmþátta í málmblöndur og áhrif þeirra á vélræna eiginleika:

1. Kolefni (C)

(1). Notaðu: Finnst aðallega í stáli og steypujárni, myndar karbíð með járni (eins og Fe3C).

(2). Áhrif:

①. Styrkur/harka: Aukið kolefnisinnihald eykur verulega hörku og styrk (eins og mikið kolefnisstál), en of mikið magn getur leitt til brothættu.

②.Sveigjanleiki: Því hærra sem kolefnisinnihaldið er, því minni sveigjanleiki og seigja.

③.Suðuhæfni: Hátt kolefnisstál hefur lélega suðueiginleika.

2. Króm (Cr)

(1). Notaðu: Lykilatriði fyrir ryðfríu stáli (svo sem 304, 316) og verkfærastál.

(2). Áhrif:

①.Tæringarþol: Myndar óvirka oxíðfilmu (Cr2O3) til að bæta oxunarþol og tæringarþol.

②.Hörku/styrkur: Myndar karbíð með kolefni (eins og Cr23C6) til að bæta hörku og slitþol.

③.Afköst við háan hita: Bætir styrk við háan hita (eins og hitaþolið stál).

3.Nikkel (Ni)

(1). Umsóknir: ryðfríu stáli (eins og 304), háhita málmblöndur (eins og Inconel) og tæringarþolnar málmblöndur.

(2). Áhrif:

①.Herkja: Bætir hörku og sveigjanleika við lágt hitastig (eins og nikkelstál fyrir umhverfi við lágt hitastig).

②.Tæringarþol: Eykur viðnám gegn sýrum og basum.

③.Austenite stöðugleiki: Í ryðfríu stáli vinnur það með króm til að mynda austenítíska uppbyggingu (eins og 304 stál).

4. Mólýbden (Mo)

(1). Umsóknir: hástyrkt stál (eins og 4140), ryðfríu stáli (eins og 316) og háhita málmblöndur.

(2). Áhrif:

①. Styrkur/hitaþol: Bætir háhitastyrk og skriðþol.

②.Tæringarþol: Eykur viðnám gegn klóríðálags tæringu (eins og 316 ryðfríu stáli).

③. Kornhreinsun: Bætir herðni.

5. Mangan (Mn)

(1). Umsóknir: kolefnisstál (eins og A36), hástyrkt lágblendi stál (HSLA) og austenítískt manganstál (eins og Hadfield stál).

(2). Áhrif:

①.Afoxun/brennisteinslosun: Dregur úr skaðlegum áhrifum brennisteins (myndar MnS í stað FeS).

②.Herðleiki: Bætir herðni og slitþol (t.d. hátt manganstál fyrir gröfuskífur).

③.Austenite stöðugleiki: Nikkelskipti að hluta í ryðfríu stáli.

6.Kísill (Si)

(1). Notar: Vorstál (t.d. 65Mn), rafmagnsstál og álblöndur (t.d. 4xxx röð).

(2). Áhrif:

①. Styrkur/teygjanleiki: Bætir styrkleika og mýktarmörk stáls (t.d. sílikon-mangan gormstál).

②.Afoxunarefni: Fjarlægir súrefni við stálframleiðslu.

③.Segulmagnaðir eiginleikar: Bætir segulgegndræpi rafstáls.

7. Ál (Al)

(1). Notar: Álblöndur (t.d. 6061), háhita málmblöndur (t.d. Fe-Cr-Al) og afoxunarefni.

(2). Áhrif:

①.Léttur: Dregur úr þéttleika (álblöndur eru um 2/3 léttari en stál).

②.Tæringarþol: Myndar Al2O3 hlífðarfilmu.

③. Kornhreinsun: Hindrar kornavöxt í stáli.

8. Títan (Ti)

(1). Umsóknir: Títan málmblöndur (t.d. Ti-6Al-4V), ryðfríu stáli (t.d. 321) og háhita málmblöndur.

(2). Áhrif:

①. Styrkur/þyngdarhlutfall: Títan málmblöndur hafa mjög mikinn sérstyrk.

②.Tæringarþol: Þolir sjó og klóríð tæringu.

③.Karbíðmyndun: Festir kolefni í stáli til að koma í veg fyrir millikorna tæringu (t.d. 321 ryðfríu stáli).

9. Kopar (Cu)

(1). Umsóknir: Messing (Cu-Zn), brons (Cu-Sn), og úrkomuherðandi stál (t.d. 17-4PH).

(2). Áhrif:

①.Tæringarþol: Bætir tæringarþol andrúmsloftsins (t.d. veðrunarstál).

②.Rafmagns-/varmaleiðni: Koparblendi hafa framúrskarandi rafleiðni.

③. Úrkomustyrking: Myndar ε-Cu fasa í stáli (t.d. 17-4PH ryðfríu stáli).

10.Vanadíum (V)

(1). Umsóknir: Verkfærastál (t.d. D2), hástyrkt lágblandað stál (HSLA).

(2). Áhrif:

①. Kornhreinsun: Myndun karbónitríða (eins og VC) til að hindra kornvöxt.

②.Styrkur/seigja: Bættu styrk en viðheldur hörku (eins og HSLA stáli).

11. Wolfram (W)

(1). Umsóknir: Háhraðastál (eins og M2), sementað karbíð (WC-Co) og háhita málmblöndur.

(2). Áhrif:

①.Háhita hörku: Myndun slitþolinna karbíða (svo sem W2C).

②.Rauð hörku: Háhraðastál heldur hörku við háan hita.

12. Sink (Zn)

(1). Umsóknir: Galvaniseruðu stál (ryðvarnir), kopar (Cu-Zn) og álblöndur (eins og 7xxx röð).

(2). Áhrif:

①.Fórnarskautsvörn: Sinklagið verndar stál fylkið.

②.Styrkur: Myndar styrkingarfasa í álblöndur (svo sem Zn-Mg-Cu, 7075 álblendi).

Samantekt: Kjarnaáhrif frumefna á vélræna eiginleika

Með því að stilla innihald og samsetningu þessara þátta er hægt að hanna málmblöndur til að mæta sérstökum þörfum (svo sem hástyrkt stál, tæringarþolið málmblöndur eða háhita málmblöndur).