Mga Epekto ng Mga Elemento sa Alloys sa Mga Katangiang Mekanikal 

Ang pagdaragdag ng iba't ibang elemento ng metal sa isang haluang metal ay maaaring makabuluhang makaapekto sa mga mekanikal na katangian nito (tulad ng lakas, tigas, ductility, tigas, resistensya sa kaagnasan, atbp.).

Ang mga sumusunod ay ang mga tungkulin ng mga karaniwang elemento ng metal sa mga haluang metal at ang mga epekto nito sa mga mekanikal na katangian:

1. Carbon (C)

(1).Gamitin: Pangunahing matatagpuan sa bakal at cast iron, na bumubuo ng mga carbide na may bakal (tulad ng Fe3C).

(2).Impluwensiya:

①.Lakas/Katigasan: Ang tumaas na nilalaman ng carbon ay makabuluhang nagpapataas ng katigasan at lakas (tulad ng mataas na carbon steel), ngunit ang labis na halaga ay maaaring humantong sa brittleness.

②.Ductility: Kung mas mataas ang nilalaman ng carbon, mas mababa ang ductility at toughness.

③.Weldability: Ang mataas na carbon steel ay may mahinang mga katangian ng hinang.

2.Chromium (Cr)

(1).Gamitin: Pangunahing elemento para sa stainless steel (tulad ng 304, 316) at tool steel.

(2).Impluwensiya:

①.Paglaban sa kaagnasan: Bumubuo ng passive oxide film (Cr2O3) upang mapabuti ang oxidation resistance at corrosion resistance.

②.Katigasan/Lakas: Bumubuo ng mga carbide na may carbon (tulad ng Cr23C6) upang mapabuti ang tigas at resistensya ng pagsusuot.

③. Mataas na pagganap ng temperatura: Pinahuhusay ang lakas ng mataas na temperatura (tulad ng bakal na lumalaban sa init).

3.Nikel (Ni)

(1). Mga Application: hindi kinakalawang na asero (tulad ng 304), mga haluang metal na may mataas na temperatura (tulad ng Inconel) at mga haluang metal na lumalaban sa kaagnasan.

(2).Impluwensiya:

①.Katigasan: Pinapabuti ang mababang temperatura na tigas at ductility (tulad ng nickel steel para sa mababang temperatura na kapaligiran).

②.Paglaban sa kaagnasan: Pinahuhusay ang paglaban sa mga acid at alkalis.

③.Pagpapatatag ng Austenite: Sa hindi kinakalawang na asero, nakikipagtulungan ito sa chromium upang bumuo ng isang austenitic na istraktura (tulad ng 304 steel).

4.Molibdenum (Mo)

(1). Mga Application: mataas na lakas na bakal (tulad ng 4140), hindi kinakalawang na asero (tulad ng 316) at mga haluang metal na may mataas na temperatura.

(2).Impluwensiya:

①. Lakas/panlaban sa init: Nagpapabuti ng lakas ng mataas na temperatura at paglaban sa kilabot.

②.Paglaban sa kaagnasan: Pinahuhusay ang paglaban sa chloride stress corrosion (tulad ng 316 stainless steel).

③.Pagpino ng butil: Nagpapabuti ng hardenability.

5. Manganese (Mn)

(1). Mga Application: carbon steel (tulad ng A36), high strength low alloy steel (HSLA) at austenitic manganese steel (tulad ng Hadfield steel).

(2).Impluwensiya:

①.Deoxidation/desulfurization: Binabawasan ang mga nakakapinsalang epekto ng sulfur (bumubuo ng MnS sa halip na FeS).

②. Harddenability: Pinapabuti ang hardenability at wear resistance (hal. mataas na manganese steel para sa excavator bucket).

③.Pagpapatatag ng Austenite: Bahagyang pagpapalit ng nikel sa hindi kinakalawang na asero.

6.Silicon (Si)

(1).Mga gamit: Spring steel (hal. 65Mn), electrical steel, at aluminum alloys (hal. 4xxx series).

(2).Impluwensiya:

①.Lakas/pagkalastiko: Pinapabuti ang lakas at nababanat na limitasyon ng bakal (hal. silicon-manganese spring steel).

②.Deoxidizer: Tinatanggal ang oxygen sa paggawa ng bakal.

③.Magnetic na katangian: Nagpapabuti ng magnetic permeability ng electrical steel.

7. Aluminum (Al)

(1).Mga gamit: Mga aluminyo na haluang metal (hal. 6061), mga haluang metal na may mataas na temperatura (hal. Fe-Cr-Al), at mga deoxidizer.

(2).Impluwensiya:

①.Pagpapagaan: Binabawasan ang density (ang mga aluminyo na haluang metal ay halos 2/3 na mas magaan kaysa sa bakal).

②.Paglaban sa kaagnasan: Bumubuo ng Al2O3 protective film.

③.Pagpino ng butil: Pinipigilan ang paglaki ng butil sa bakal.

8.Titanium (Ti)

(1). Mga Application: Titanium alloys (hal. Ti-6Al-4V), stainless steels (hal. 321), at high-temperature alloys.

(2).Impluwensiya:

①. Ratio ng lakas/timbang: Ang mga haluang metal ng titanium ay may napakataas na tiyak na lakas.

②.Paglaban sa kaagnasan: Lumalaban sa tubig-dagat at chloride corrosion.

③.Pagbuo ng karbida: Inaayos ang carbon sa bakal upang maiwasan ang intergranular corrosion (hal. 321 stainless steel).

9. Copper (Cu)

(1). Mga Application: Brass (Cu-Zn), bronze (Cu-Sn), at precipitation-hardening steels (hal. 17-4PH).

(2).Impluwensiya:

①.Paglaban sa kaagnasan: Nagpapabuti ng atmospheric corrosion resistance (hal. weathering steel).

②.Electrical/thermal conductivity: Ang mga tansong haluang metal ay may mahusay na kondaktibiti ng kuryente.

③.Pagpapalakas ng ulan: Bumubuo ng ε-Cu phase sa bakal (hal. 17-4PH hindi kinakalawang na asero).

10.Vanadium (V)

(1). Mga Application: Mga tool steel (hal. D2), high-strength low-alloy steels (HSLA).

(2).Impluwensiya:

①.Pagpino ng butil: Pagbubuo ng carbonitrides (tulad ng VC) upang pigilan ang paglaki ng butil.

②. Lakas/katigasan: Pagbutihin ang lakas habang pinapanatili ang katigasan (tulad ng HSLA steel).

11.Tungsten (W)

(1). Mga Application: High-speed steel (tulad ng M2), cemented carbide (WC-Co) at high-temperature alloys.

(2).Impluwensiya:

①.Mataas na temperatura na tigas: Pagbubuo ng wear-resistant carbide (tulad ng W2C).

②. Pulang tigas: Ang high-speed na bakal ay nagpapanatili ng katigasan sa mataas na temperatura.

12.Zinc (Zn)

(1). Mga Application: Galvanized steel (pag-iwas sa kalawang), brass (Cu-Zn) at aluminum alloys (tulad ng 7xxx series).

(2).Impluwensiya:

①.Sacrificial anode na proteksyon: Pinoprotektahan ng zinc layer ang steel matrix.

②. Lakas: Bumubuo ng yugto ng pagpapalakas sa mga aluminyo na haluang metal (tulad ng Zn-Mg-Cu, 7075 aluminyo na haluang metal).

Buod: Ang pangunahing impluwensya ng mga elemento sa mga mekanikal na katangian

Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng nilalaman at kumbinasyon ng mga elementong ito, ang mga haluang metal ay maaaring idisenyo upang matugunan ang mga partikular na pangangailangan (tulad ng mga bakal na may mataas na lakas, mga haluang metal na lumalaban sa kaagnasan, o mga haluang metal na may mataas na temperatura).