Madhara ya Vipengee katika Aloi kwenye Sifa za Mitambo 

Kuongezewa kwa vipengele tofauti vya chuma katika aloi kunaweza kuathiri kwa kiasi kikubwa mali zake za mitambo (kama vile nguvu, ugumu, ductility, ushupavu, upinzani wa kutu, nk).

Yafuatayo ni majukumu ya mambo ya kawaida ya chuma katika aloi na athari zao kwa mali ya mitambo:

1.Kaboni (C)

(1).Tumia: Hasa hupatikana katika chuma na chuma cha kutupwa, na kutengeneza carbides na chuma (kama vile Fe3C).

(2).Ushawishi:

①.Nguvu/Ugumu: Kuongezeka kwa maudhui ya kaboni huongeza kwa kiasi kikubwa ugumu na nguvu (kama vile chuma cha juu cha kaboni), lakini kiasi kikubwa kinaweza kusababisha brittleness.

②.Udugu: Ya juu ya maudhui ya kaboni, chini ya ductility na ushupavu.

③.Weldability: Chuma cha juu cha kaboni kina sifa mbaya za kulehemu.

2. Chromium (Cr)

(1).Tumia: Kipengele muhimu cha chuma cha pua (kama vile 304, 316) na chuma cha zana.

(2).Ushawishi:

①.Upinzani wa kutu: Hutengeneza filamu ya oksidi tulivu (Cr2O3) ili kuboresha ukinzani wa oksidi na ukinzani kutu.

②.Ugumu/Nguvu: Hutengeneza kaboni na kaboni (kama vile Cr23C6) ili kuboresha ugumu na ukinzani wa uvaaji.

③.Utendaji wa halijoto ya juu: Huongeza nguvu ya halijoto ya juu (kama vile chuma kinachostahimili joto).

3.Nikeli (Ni)

(1).Maombi: chuma cha pua (kama vile 304), aloi za joto la juu (kama vile Inconel) na aloi zinazostahimili kutu.

(2).Ushawishi:

①.Ugumu: Huboresha ukakamavu wa halijoto ya chini na udugu (kama vile chuma cha nikeli kwa mazingira ya halijoto ya chini).

②.Upinzani wa kutu: Huongeza upinzani dhidi ya asidi na alkali.

③.Uimarishaji wa Austenite: Katika chuma cha pua, hushirikiana na chromium kuunda muundo wa austenitic (kama vile chuma 304).

4.Molybdenum (Mo)

(1).Maombi: chuma chenye nguvu nyingi (kama vile 4140), chuma cha pua (kama vile 316) na aloi za joto la juu.

(2).Ushawishi:

①.Nguvu/upinzani wa joto: Inaboresha nguvu ya joto la juu na upinzani wa kutambaa.

②.Upinzani wa kutu: Huongeza upinzani dhidi ya ulikaji wa mkazo wa kloridi (kama vile chuma cha pua 316).

③.Uboreshaji wa nafaka: Inaboresha ugumu.

5.Manganese (Mn)

(1).Maombi: chuma cha kaboni (kama vile A36), aloi ya chini ya nguvu ya juu (HSLA) na chuma cha manganese austenitic (kama vile chuma cha Hadfield).

(2).Ushawishi:

①.Uondoaji oksijeni/uondoaji salfa: Hupunguza madhara ya salfa (hutengeneza MnS badala ya FeS).

②.Ugumu: Huboresha ugumu na ukinzani wa uvaaji (k.m. chuma cha juu cha manganese kwa ndoo za kuchimba).

③.Uimarishaji wa Austenite: Ubadilishaji wa nikeli kwa sehemu katika chuma cha pua.

6.Silicon (Si)

(1).Matumizi: Chuma cha chemchemi (k.m. 65Mn), chuma cha umeme, na aloi za alumini (k.m. mfululizo wa 4xxx).

(2).Ushawishi:

①.Nguvu/unyogovu: Huboresha uimara na kikomo nyumbufu cha chuma (k.m. silicon-manganese spring steel).

②.Kiondoa oksijeni: Huondoa oksijeni wakati wa kutengeneza chuma.

③.Sifa za sumaku: Inaboresha upenyezaji wa sumaku wa chuma cha umeme.

7.Alumini (Al)

(1).Matumizi: Aloi za alumini (k.m. 6061), aloi za halijoto ya juu (k.m. Fe-Cr-Al), na viondoaoksidishaji.

(2).Ushawishi:

①.Kupunguza uzito: Hupunguza wiani (aloi za alumini ni karibu 2/3 nyepesi kuliko chuma).

②.Upinzani wa kutu: Inaunda filamu ya kinga ya Al2O3.

③.Uboreshaji wa nafaka: Inazuia ukuaji wa nafaka katika chuma.

8.Titanium (Ti)

(1).Maombi: Aloi za Titanium (k.m. Ti-6Al-4V), vyuma vya pua (k.m. 321), na aloi za halijoto ya juu.

(2).Ushawishi:

①.Uwiano wa nguvu/uzito: Aloi za titani zina nguvu maalum ya juu sana.

②.Upinzani wa kutu: Inastahimili kutu kwa maji ya bahari na kloridi.

③.Uundaji wa Carbide: Hurekebisha kaboni katika chuma ili kuzuia kutu kati ya punjepunje (k.m. 321 chuma cha pua).

9. Shaba (Cu)

(1).Maombi: Shaba (Cu-Zn), shaba (Cu-Sn), na vyuma vinavyofanya ugumu wa kunyesha (k.m. 17-4PH).

(2).Ushawishi:

①.Upinzani wa kutu: Inaboresha upinzani wa kutu wa anga (k.m. chuma cha hali ya hewa).

②.Uendeshaji wa umeme/joto: Aloi za shaba zina conductivity bora ya umeme.

③.Kuimarisha mvua: Hutengeneza awamu ya ε-Cu katika chuma (k.m. 17-4PH chuma cha pua).

10.Vanadium (V)

(1).Maombi: Vyuma vya zana (k.m. D2), vyuma vya aloi ya chini-nguvu (HSLA).

(2).Ushawishi:

①.Uboreshaji wa nafaka: Uundaji wa carbonitrides (kama vile VC) ili kuzuia ukuaji wa nafaka.

②.Nguvu/ugumu: Boresha nguvu huku ukidumisha ukakamavu (kama vile chuma cha HSLA).

11.Tungsten (W)

(1).Maombi: Chuma cha kasi ya juu (kama vile M2), carbide iliyoimarishwa (WC-Co) na aloi za joto la juu.

(2).Ushawishi:

①.Ugumu wa halijoto ya juu: Uundaji wa carbides zinazostahimili kuvaa (kama vile W2C).

②.Ugumu mwekundu: Chuma cha kasi huhifadhi ugumu kwenye joto la juu.

12.Zinki (Zn)

(1).Maombi: Chuma cha mabati (kuzuia kutu), shaba (Cu-Zn) na aloi za alumini (kama vile mfululizo wa 7xxx).

(2).Ushawishi:

①.Kinga ya anodi ya dhabihu: Safu ya zinki inalinda tumbo la chuma.

②.Nguvu: Huunda awamu ya kuimarisha katika aloi za alumini (kama vile Zn-Mg-Cu, aloi ya alumini 7075).

Muhtasari: Ushawishi wa msingi wa vipengele kwenye sifa za mitambo

Kwa kurekebisha maudhui na mchanganyiko wa vipengele hivi, aloi zinaweza kuundwa ili kukidhi mahitaji maalum (kama vile vyuma vyenye nguvu nyingi, aloi zinazostahimili kutu, au aloi za halijoto ya juu).