Efectele elementelor din aliaje asupra proprietăților mecanice 

Adăugarea de diferite elemente metalice într-un aliaj poate afecta în mod semnificativ proprietățile mecanice ale acestuia (cum ar fi rezistența, duritatea, ductilitatea, tenacitatea, rezistența la coroziune etc.).

Următoarele sunt rolurile elementelor metalice comune în aliaje și efectele lor asupra proprietăților mecanice:

1.Carbon (C)

(1).Utilizați: Se găsește în principal în oțel și fontă, formând carburi cu fier (cum ar fi Fe3C).

(2).Influență:

①.Forța/Duritatea: Conținutul crescut de carbon crește semnificativ duritatea și rezistența (cum ar fi oțelul cu conținut ridicat de carbon), dar cantitățile excesive pot duce la fragilitate.

②. Ductilitate: Cu cât conținutul de carbon este mai mare, cu atât ductilitatea și duritatea sunt mai mici.

③.Sudabilitate: Oțelul cu conținut ridicat de carbon are proprietăți slabe de sudare.

2.Crom (Cr)

(1).Utilizați: Element cheie pentru oțel inoxidabil (cum ar fi 304, 316) și oțel pentru scule.

(2).Influență:

①. Rezistența la coroziune: Formează o peliculă de oxid pasiv (Cr2O3) pentru a îmbunătăți rezistența la oxidare și rezistența la coroziune.

②.Duritate/tărie: Formează carburi cu carbon (cum ar fi Cr23C6) pentru a îmbunătăți duritatea și rezistența la uzură.

③.Performanță la temperaturi ridicate: Îmbunătățește rezistența la temperaturi ridicate (cum ar fi oțelul rezistent la căldură).

3.Nichel (Ni)

(1).Aplicații: oțel inoxidabil (cum ar fi 304), aliaje la temperaturi înalte (cum ar fi Inconel) și aliaje rezistente la coroziune.

(2).Influență:

①. Duritate: Îmbunătățește duritatea și ductilitatea la temperaturi scăzute (cum ar fi oțelul cu nichel pentru medii cu temperaturi scăzute).

②.Rezistența la coroziune: Îmbunătățește rezistența la acizi și alcalii.

③. Stabilizarea austenitei: În oțel inoxidabil, cooperează cu cromul pentru a forma o structură austenitică (cum ar fi oțelul 304).

4.Molibden (Mo)

(1).Aplicații: oțel de înaltă rezistență (cum ar fi 4140), oțel inoxidabil (cum ar fi 316) și aliaje de înaltă temperatură.

(2).Influență:

①.Forță/rezistență la căldură: Îmbunătățește rezistența la temperaturi ridicate și rezistența la fluaj.

②.Rezistența la coroziune: Îmbunătățește rezistența la coroziune prin stres cu clor (cum ar fi oțelul inoxidabil 316).

③.Rafinarea cerealelor: Îmbunătățește întăribilitatea.

5. Mangan (Mn)

(1).Aplicații: oțel carbon (cum ar fi A36), oțel slab aliat de înaltă rezistență (HSLA) și oțel mangan austenitic (cum ar fi oțel Hadfield).

(2).Influență:

①.Dezoxidare/desulfurare: Reduce efectele nocive ale sulfului (formează MnS în loc de FeS).

②. Întărire: Îmbunătățește călibilitatea și rezistența la uzură (de exemplu, oțel cu conținut ridicat de mangan pentru cupele de excavator).

③. Stabilizarea austenitei: Înlocuire parțială de nichel din oțel inoxidabil.

6.Siliciu (Si)

(1).Utilizări: Oțel pentru arcuri (de exemplu, 65Mn), oțel electric și aliaje de aluminiu (de exemplu, seria 4xxx).

(2).Influență:

①. Rezistență/elasticitate: Îmbunătățește rezistența și limita elastică a oțelului (de exemplu, oțel pentru arc siliciu-mangan).

②.Deoxidant: Îndepărtează oxigenul în timpul fabricării oțelului.

③.Proprietăți magnetice: Îmbunătățește permeabilitatea magnetică a oțelului electric.

7.Aluminiu (Al)

(1).Utilizări: Aliaje de aluminiu (de exemplu, 6061), aliaje de temperatură înaltă (de exemplu, Fe-Cr-Al) și dezoxidanți.

(2).Influență:

①.Legere: Reduce densitatea (aliajele de aluminiu sunt cu aproximativ 2/3 mai ușoare decât oțelul).

②.Rezistența la coroziune: Formează peliculă protectoare de Al2O3.

③.Rafinarea cerealelor: Inhibă creșterea cerealelor în oțel.

8.Titan (Ti)

(1).Aplicații: Aliaje de titan (de exemplu, Ti-6Al-4V), oțeluri inoxidabile (de exemplu, 321) și aliaje de temperatură înaltă.

(2).Influență:

①. Raport putere/greutate: Aliajele de titan au o rezistență specifică extrem de ridicată.

②.Rezistența la coroziune: Rezistă la coroziune cu apă de mare și clorură.

③.Formarea carburilor: Fixează carbonul în oțel pentru a preveni coroziunea intergranulară (de exemplu, oțel inoxidabil 321).

9.Cupru (Cu)

(1).Aplicații: Alama (Cu-Zn), bronz (Cu-Sn) și oțeluri de întărire prin precipitare (de exemplu, 17-4PH).

(2).Influență:

①. Rezistența la coroziune: Îmbunătățește rezistența la coroziune atmosferică (de exemplu, oțel la intemperii).

②.Conductivitate electrică/termică: Aliajele de cupru au o conductivitate electrică excelentă.

③.Consolidarea precipitațiilor: Formează fază ε-Cu în oțel (de exemplu, oțel inoxidabil 17-4PH).

10. Vanadiu (V)

(1).Aplicații: Oțeluri pentru scule (de exemplu, D2), oțeluri slab aliate de înaltă rezistență (HSLA).

(2).Influență:

①.Rafinarea cerealelor: Formarea de carbonitruri (cum ar fi VC) pentru a inhiba creșterea cerealelor.

②.Forță/rezistență: Îmbunătățiți rezistența, menținând în același timp duritatea (cum ar fi oțelul HSLA).

11. wolfram (W)

(1).Aplicații: Oțel de mare viteză (cum ar fi M2), carbură cimentată (WC-Co) și aliaje de înaltă temperatură.

(2).Influență:

①. Duritate la temperatură înaltă: Formarea de carburi rezistente la uzură (cum ar fi W2C).

②. Duritate roșie: Oțelul de mare viteză menține duritatea la temperaturi ridicate.

12.Zinc (Zn)

(1).Aplicații: Oțel galvanizat (prevenirea ruginării), alamă (Cu-Zn) și aliaje de aluminiu (cum ar fi seria 7xxx).

(2).Influență:

①.Protecția anodului sacrificial: Stratul de zinc protejează matricea de oțel.

②.Forța: Formează o fază de întărire în aliajele de aluminiu (cum ar fi Zn-Mg-Cu, aliajul de aluminiu 7075).

Rezumat: Influența de bază a elementelor asupra proprietăților mecanice

Prin ajustarea conținutului și combinației acestor elemente, aliajele pot fi proiectate pentru a satisface nevoi specifice (cum ar fi oțeluri de înaltă rezistență, aliaje rezistente la coroziune sau aliaje la temperatură înaltă).