Lydinių elementų įtaka mechaninėms savybėms 

Įvairių metalinių elementų pridėjimas į lydinį gali labai paveikti jo mechanines savybes (pvz., stiprumą, kietumą, plastiškumą, kietumą, atsparumą korozijai ir kt.).

Toliau pateikiami įprastų metalų elementų vaidmenys lydiniuose ir jų poveikis mechaninėms savybėms:

1. Anglis (C)

(1). Naudokite: Daugiausia randama pliene ir ketuje, sudarant karbidus su geležimi (pvz., Fe3C).

(2). Įtaka:

①. Stiprumas / kietumas: Padidėjęs anglies kiekis žymiai padidina kietumą ir stiprumą (pvz., daug anglies turintis plienas), tačiau per didelis kiekis gali sukelti trapumą.

②.Palaidumas: Kuo didesnis anglies kiekis, tuo mažesnis plastiškumas ir kietumas.

③.Suvirinamumas: Daug anglies plienas turi blogas suvirinimo savybes.

2. Chromas (Cr)

(1). Naudokite: Pagrindinis nerūdijančio plieno (pvz., 304, 316) ir įrankių plieno elementas.

(2). Įtaka:

①. Atsparumas korozijai: Sudaro pasyvią oksido plėvelę (Cr2O3), kad pagerintų atsparumą oksidacijai ir atsparumą korozijai.

②. Kietumas / stiprumas: Sudaro karbidus su anglimi (pvz., Cr23C6), kad pagerintų kietumą ir atsparumą dilimui.

③. Aukštos temperatūros našumas: Padidina atsparumą aukštai temperatūrai (pvz., karščiui atsparus plienas).

3. Nikelis (Ni)

(1). Programos: nerūdijantis plienas (pvz., 304), aukštos temperatūros lydiniai (pvz., Inconel) ir korozijai atsparūs lydiniai.

(2). Įtaka:

①. Tvirtumas: Pagerina atsparumą žemai temperatūrai ir lankstumą (pavyzdžiui, nikelio plienas žemoje temperatūroje).

②. Atsparumas korozijai: Padidina atsparumą rūgštims ir šarmams.

③. Austenito stabilizavimas: Nerūdijančiame pliene jis bendradarbiauja su chromu, sudarydamas austenitinę struktūrą (pvz., 304 plieną).

4. Molibdenas (Mo)

(1). Programos: didelio stiprumo plienas (pvz., 4140), nerūdijantis plienas (pvz., 316) ir aukštos temperatūros lydiniai.

(2). Įtaka:

①. Atsparumas stiprumui / karščiui: Pagerina atsparumą aukštai temperatūrai ir atsparumą šliaužimui.

②. Atsparumas korozijai: Padidina atsparumą korozijai su chloridu (pvz., 316 nerūdijančio plieno).

③. Grūdų rafinavimas: Pagerina kietėjimą.

5. Manganas (Mn)

(1). Programos: anglinio plieno (pvz., A36), didelio stiprumo mažai legiruoto plieno (HSLA) ir austenitinio mangano plieno (pvz., Hadfieldo plieno).

(2). Įtaka:

①. Deoksidacija / desulfuravimas: Sumažina žalingą sieros poveikį (sudaro MnS vietoj FeS).

②. Grūdinimas: Pagerina grūdinimą ir atsparumą dilimui (pvz., didelio mangano plieno ekskavatoriaus kaušams).

③. Austenito stabilizavimas: Nerūdijančio plieno dalinis nikelio pakeitimas.

6. Silicis (Si)

(1). Naudoja: Spyruoklinis plienas (pvz., 65 Mn), elektrotechninis plienas ir aliuminio lydiniai (pvz., 4xxx serija).

(2). Įtaka:

①. Stiprumas / elastingumas: Pagerina plieno (pvz., silicio-mangano spyruoklinio plieno) stiprumą ir elastingumo ribą.

②. Deoksidatorius: Plieno gamybos metu pašalina deguonį.

③ Magnetinės savybės: Pagerina elektrotechninio plieno magnetinį pralaidumą.

7. Aliuminis (Al)

(1). Naudoja: Aliuminio lydiniai (pvz., 6061), aukštos temperatūros lydiniai (pvz., Fe-Cr-Al) ir deoksidatoriai.

(2). Įtaka:

①. Lengvas svoris: Sumažina tankį (aliuminio lydiniai yra maždaug 2/3 lengvesni už plieną).

②. Atsparumas korozijai: Sudaro Al2O3 apsauginę plėvelę.

③. Grūdų rafinavimas: Slopina grūdelių augimą pliene.

8. Titanas (Ti)

(1). Programos: Titano lydiniai (pvz., Ti-6Al-4V), nerūdijantis plienas (pvz., 321) ir aukštos temperatūros lydiniai.

(2). Įtaka:

①.Jėgos ir svorio santykis: Titano lydiniai turi itin didelį specifinį stiprumą.

②. Atsparumas korozijai: Atsparus jūros vandens ir chlorido korozijai.

③.Karbido susidarymas: Fiksuoja anglį pliene, kad būtų išvengta tarpgranulinės korozijos (pvz., 321 nerūdijančio plieno).

9. Varis (Cu)

(1). Programos: Žalvaris (Cu-Zn), bronza (Cu-Sn) ir krituliais grūdinantis plienas (pvz., 17-4PH).

(2). Įtaka:

①. Atsparumas korozijai: Pagerina atsparumą atmosferinei korozijai (pvz., atmosferos poveikiui atsparus plienas).

②.Elektros/šilumos laidumas: Vario lydiniai pasižymi puikiu elektros laidumu.

③. Kritulių stiprinimas: Pliene (pvz., 17-4PH nerūdijančio plieno) sudaro ε-Cu fazę.

10. Vanadis (V)

(1). Programos: Įrankių plienas (pvz., D2), didelio stiprumo mažai legiruotas plienas (HSLA).

(2). Įtaka:

①. Grūdų rafinavimas: Karbonitridų (pvz., VC) susidarymas grūdų augimui slopinti.

②. Stiprumas/tvirtumas: Pagerinkite stiprumą išlaikant tvirtumą (pvz., HSLA plienas).

11. Volframas (W)

(1). Programos: Greitaeigis plienas (pvz., M2), cementuotas karbidas (WC-Co) ir aukštos temperatūros lydiniai.

(2). Įtaka:

①. Aukštos temperatūros kietumas: Susidėvėjimui atsparių karbidų (pvz., W2C) susidarymas.

②. Raudonas kietumas: Greitaeigis plienas išlaiko kietumą aukštoje temperatūroje.

12. Cinkas (Zn)

(1). Programos: Cinkuotas plienas (apsauga nuo rūdžių), žalvaris (Cu-Zn) ir aliuminio lydiniai (pvz., 7xxx serija).

(2). Įtaka:

①. Anodo apsauga: Cinko sluoksnis apsaugo plieno matricą.

②.Jėga: Sudaro stiprinimo fazę aliuminio lydiniuose (pvz., Zn-Mg-Cu, 7075 aliuminio lydinyje).

Santrauka: Pagrindinė elementų įtaka mechaninėms savybėms

Reguliuojant šių elementų turinį ir derinį, lydiniai gali būti suprojektuoti taip, kad atitiktų konkrečius poreikius (pvz., didelio stiprumo plienas, korozijai atsparūs lydiniai ar aukštos temperatūros lydiniai).