Елементи, които се сплавят. Ефект на легиращите елементи върху свойствата на стоманата и сплавите

В строителството, промишлеността и някои области на селското стопанство може да се наблюдава активното използване на метални продукти. Същият метал, в зависимост от обхвата на употреба, разкрива различни технически и експлоатационни качества. Това може да се обясни с допинга. Технологична процедура, при която базовото парче придобива нови качества или подобрява наличните характеристики. Това се насърчава от активните елементи, чиито свойства на легиране причиняват химически и физически процеси на смяна на металната конструкция.

Основни легиращи елементи

Голяма, но двусмислена стойност при допинга е въглеродът. От една страна, концентрацията му в металната структура от около 1,2% допринася за нивото на якост, твърдост и студоустойчивост, а от друга страна намалява и топлопроводимостта и плътността на материала. Но дори това не е най-важното нещо. Подобно на всички сплавни елементи, той се добавя при извършване на технологична обработка при силен температурен ефект. Не всички примеси и активни компоненти обаче остават в структурата след завършване на операцията. Само въглеродът може да остане в метала и, в зависимост от изискваните характеристики на крайния продукт, технолозите решават дали да прецизират метала или да запазят сегашните си качества. Това означава, че те променят нивото на въглеродното съдържание чрез специална легираща операция.

Също така, силиций и манган могат да бъдат добавени към списъка на основните елементи на легирането. Първият се въвежда в целевата структура в минималния процент (не повече от 0,4%) и няма особен ефект върху промяната в качеството на детайла. Независимо от това, този компонент, като мангана, е от съществено значение като дезоксидационен и свързващ агент. Тези свойства на легиращите елементи причиняват основната цялост на структурата, която дори по време на процеса на допинг дава възможност за органично възприемане на други, вече активни елементи и примеси.

Допълнителни легиращи елементи

Тази група елементи обикновено включва титан, молибден, бор, ванадий и др. Най-забележимият представител на тази връзка е молибденът, който по-често се използва в хромирани стомани. По-специално, с негова помощ се повишава издръжливостта на метала и прагът на студената фрактура също се намалява. Полезно за строителството на стомани и използването на компоненти от молибден. Това са ефективни сплавени елементи в стоманата, които осигуряват динамичната и статична якост на металите, като същевременно се елиминират рисковете от вътрешно окисляване. Що се отнася до титана, той се използва рядко и само за една задача - смилането на структурни зърна в хромо-манганови сплави. Добавянето на калций и олово може също да бъде насочено. Те се използват за метални заготовки, които допълнително се подлагат на операции по рязане.

Класификации на сплавните елементи

В допълнение към много условното отделяне на легиращите елементи в основни и спомагателни, се използват и други, по-точни признаци на различия. Например, в зависимост от механиката на ефекта върху характеристиките на сплавите и стоманите, елементите попадат в три категории:

• Влияние върху образуването на карбиди.
• С полиморфни трансформации.
• С образуването на интерметални съединения.

Важно е да се има предвид, че във всеки от трите случая ефектът на легиращите елементи върху свойствата на интерметалните съединения също зависи от чуждите примеси. Например концентрацията може да бъде от същия въглерод или желязо. Съществува и класификация на елементите на полиморфната трансформация в зависимост от характера на удара. По-специално са изброени елементите, които позволяват наличието на легирани ферити в сплавта, както и техните аналози, които спомагат за стабилизиране на оптималното съдържание на аустенит, независимо от температурата.

Ефект на легирането върху сплави и стомани

Има няколко начина, по които могат да се подобрят качествените характеристики на стоманата. На първо място, това са физическите качества, които определят техническия ресурс на материала. Допингът в тази част позволява да се увеличи якостта, издържливостта, издръжливостта и твърдостта. Друга посока на положително влияние от легиращите елементи е подобряването на защитните свойства. В тази връзка си струва да се подчертае устойчивостта на удар, червената устойчивост, топлинната устойчивост и високия праг на корозивно увреждане. За някои приложения, металите също се приготвят, като се вземат предвид електрохимичните свойства. В този случай легиращите елементи могат да се използват за увеличаване на електрическата и топлинната проводимост, устойчивостта на окисляване, пропускливостта на магнитите и др.

Особености на влиянието на вредни примеси

Типични представители на вредни примеси са фосфор и сяра. Що се отнася до фосфора, той е способен да образува крехки зърна, които са запазени след сплавянето, при условие на съединение с желязо. В резултат на това получената сплав губи висока степен на плътност и също така е снабдена с крехкост. Връзката с въглерода обаче дава положителна характеристика, подобрявайки процеса на отделяне на чипове. Това качество улеснява процеса на обработка. Сярата, от своя страна, е още по-опасно вещество. Ако ефектът на легиращите елементи върху стоманата като цяло е предназначен да подобри устойчивостта на материала към външни влияния, тогава тази онечистка неутрализира тази група качества. Например, неговата висока концентрация в структурата води до повишена абразия, намалена устойчивост на умора на метала и намаляване на корозионната устойчивост.

Технологията на допинга

Обикновено легирането се извършва в рамките на металургичното производство и е въвеждането на допълнителни елементи в тежестта или масата на стопилката, които бяха разгледани по-горе. В резултат на топлинната обработка в структурата се извършват химични и физични процеси на смесване на отделни вещества, както и деформации. По този начин легиращите елементи позволяват да се подобри качеството на металургичните продукти.

заключение

Допингът е сложен технологичен процес на промяна на характеристиките на метала. Нейната сложност е главно в първоначалната селекция на оптималните рецепти за постигане на желания набор от свойства на заготовката. Както вече беше споменато, ефектът на легиращите елементи е разнообразен и двусмислен. Същият компонент на активната добавка може, например, едновременно да подобри якостта на метала и да разруши неговата топлинна проводимост. Задачата на технолозите е да развият печеливши комбинации от елементи, които ще направят металната част или структурата най-приемлива по отношение на нейното качество по отношение на използването й за конкретни цели.