Elemente care aliază. Efectul elementelor de aliere asupra proprietăților oțelului și a aliajelor

În construcții, în industrie și în anumite domenii ale agriculturii, se poate observa utilizarea activă a produselor metalice. Și același metal, în funcție de domeniul de utilizare, prezintă diferite proprietăți tehnice și operaționale. Acest lucru poate fi explicat prin procesul de dopaj. Procedura tehnologică, în care piesa de bază dobândește calități noi sau îmbunătățește caracteristicile disponibile. Acest lucru este promovat de elemente active, ale căror proprietăți de aliere provoacă procese chimice și fizice de schimbare a structurii metalice.

Elemente de aliere de bază

O valoare mare, dar ambiguă în procesul de dopaj este carbonul. Pe de o parte, concentrația sa în structura metalică de aproximativ 1,2% contribuie la rezistența, duritatea și la nivelul fragilității la rece și, pe de altă parte, reduce și conductivitatea termică și densitatea materialului. Dar chiar și acest lucru nu este principalul lucru. La fel ca toate elementele de aliere, se adaugă atunci când se efectuează procesarea tehnologică sub un efect puternic de temperatură. Cu toate acestea, nu toate impuritățile și componentele active rămân în structură după terminarea operațiunii. Doar carbonul poate rămâne în metal și, în funcție de caracteristicile necesare ale produsului final, tehnologii decid dacă să perfecționeze metalul sau să-și mențină calitățile actuale. Adică, acestea variază nivelul conținutului de carbon printr-o operație specială de aliere.

De asemenea, siliciul și manganul pot fi adăugate la lista elementelor de bază ale aliajului. Primul este introdus în structura țintă în procentul minim (nu mai mult de 0,4%) și nu are un efect special asupra modificării calității piesei de prelucrat. Cu toate acestea, această componentă, ca și manganul, este esențială ca agent de dezoxidare și legare. Aceste proprietăți ale elementelor de aliere provoacă integritatea de bază a structurii, care, chiar și în timpul procesului de dopaj, face posibilă perceperea organică a altor elemente deja active și a impurităților.

Elemente auxiliare de aliere

Acest grup de elemente include de obicei titan, molibden, bor, vanadiu etc. Cel mai notabil reprezentant al acestei legături este molibdenul, care este cel mai des folosit în oțelurile de crom. În special, cu ajutorul său, crește gradul de întărire a metalului, iar pragul de fractură la rece este de asemenea redus. Utile pentru construirea oțelurilor și utilizarea componentelor de molibden. Acestea sunt elemente aliate eficiente din oțel, care asigură rezistența dinamică și statică a metalelor, eliminând în același timp riscurile de oxidare internă. În ceea ce privește titanul, se utilizează rar și numai pentru o singură sarcină - măcinarea granulelor structurale în aliaje de crom-mangan. Aditivii de calciu și plumb pot fi, de asemenea, vizați. Acestea sunt utilizate pentru semifabricate metalice, care sunt supuse în continuare operațiunilor de tăiere.

Clasificări ale elementelor de aliere

Pe lângă separarea foarte condiționată a elementelor de aliere în elemente de bază și auxiliare, se folosesc și alte semne de diferență mai precise. De exemplu, în funcție de mecanica efectului asupra caracteristicilor aliajelor și oțelurilor, elementele se încadrează în trei categorii:

• Influențând formarea carburilor.
• Cu transformări polimorfe.
• Odată cu formarea compușilor intermetalici.

Este important să se țină cont de faptul că, în fiecare dintre cele trei cazuri, efectul elementelor de aliere asupra proprietăților compușilor intermetalici depinde, de asemenea, de impuritățile străine. De exemplu, concentrația poate fi de același carbon sau fier. Există, de asemenea, o clasificare a elementelor transformării polimorfe în funcție de natura impactului. În particular, elementele care permit prezența feritei aliate în aliaj, precum și a analogilor acestora, care ajută la stabilizarea conținutului optim de austenită, indiferent de temperatură, sunt evidențiate.

Efectul aliajului asupra aliajelor și oțelurilor

Există mai multe moduri în care pot fi îmbunătățite caracteristicile calitative ale oțelului. În primul rând, acestea sunt calitățile fizice care determină resursele tehnice ale materialului. Dopajul în această parte permite creșterea rezistenței, ductilității, rigidității și durității. O altă direcție de influență pozitivă a elementelor de aliere este îmbunătățirea proprietăților de protecție. În acest sens, merită să se sublinieze rezistența la șoc, rezistența roșie, rezistența la căldură și pragul ridicat al deteriorării corozive. Pentru unele aplicații, metalele sunt de asemenea pregătite ținând cont de proprietățile electrochimice. În acest caz, elementele de aliere pot fi utilizate pentru a crește conductivitatea electrică și termică, rezistența la oxidare, permeabilitatea magneților etc.

Particularitățile influenței impurităților nocive

Reprezentanții tipici ai impurităților nocive sunt fosforul și sulful. În ceea ce privește fosforul, este capabil să formeze boabe fragile, care sunt conservate după aliere, în condițiile unui compus cu fier. Ca urmare, aliajul rezultat pierde un grad ridicat de densitate și este, de asemenea, înzestrat cu fragilitate. Cu toate acestea, legătura cu carbonul conferă o caracteristică pozitivă, îmbunătățind procesul de separare a cipurilor. Această calitate facilitează procesul de prelucrare. Sulful, la rândul său, este o substanță și mai periculoasă. Dacă efectul elementelor de aliere asupra oțelului în ansamblu este destinat să îmbunătățească rezistența materialului la influențe externe, atunci această impuritate neutralizează acest grup de calități. De exemplu, concentrația sa ridicată în structură conduce la o abraziune crescută, la o rezistență redusă la oboseală a metalului și la o minimizare a rezistenței la coroziune.

Tehnologia dopajului

De obicei, alierea este efectuată în cadrul producției metalurgice și este introducerea unor elemente suplimentare în sarcina sau masa topiturii, care au fost considerate mai sus. Ca urmare a tratamentului termic, în structură au loc procese chimice și fizice ale amestecării substanțelor individuale, precum și deformări. Astfel, elementele de aliere permit îmbunătățirea calității produselor metalurgice.

concluzie

Dopajul este un proces tehnologic complex de schimbare a caracteristicilor metalului. Complexitatea sa este în principal în selecția inițială a rețetelor optime pentru a atinge setul dorit de proprietăți ale țaglei. După cum sa menționat deja, efectul elementelor de aliere este divers și ambiguu. Aceeași componentă a aditivului activ poate, de exemplu, să îmbunătățească simultan rezistența metalului și să degradeze conductivitatea termică. Sarcina tehnologilor este de a dezvolta combinații câștigătoare de elemente care vor face partea metalică sau structura cea mai acceptabilă în calitatea sa în ceea ce privește utilizarea în scopuri specifice.