U građevinarstvu, industriji i nekim oblastima poljoprivrede može se uočiti aktivna upotreba metalnih proizvoda. Štaviše, isti metal, u zavisnosti od obima upotrebe, otkriva različita tehnička i operativna svojstva. Ovo se može objasniti doping procesima. Tehnološki postupak u kojem osnovni radni komad dobija nove kvalitete ili se poboljšava prema postojećim karakteristikama. Tome doprinose aktivni elementi čija legirajuća svojstva uzrokuju hemijske i fizičke procese promjene metalne strukture.
Glavni legirajući elementi
Ugljik ima veliku, ali dvosmislenu vrijednost u procesima legiranja. S jedne strane, njegova koncentracija u metalnoj strukturi od oko 1,2% doprinosi povećanju čvrstoće, tvrdoće i stepena hladnokrtosti, as druge strane smanjuje i toplotnu provodljivost i gustoću materijala. Ali ni to nije glavna stvar. Kao i svi legirajući elementi, dodaje se tokom tehnološke obrade pod jakim temperaturnim uticajem. Međutim, ne ostaju sve nečistoće i aktivne komponente u strukturi nakon završetka operacije. Samo ugljenik može ostati u metalua ovisno o traženim karakteristikama finalnog proizvoda, tehnolozi odlučuju da li će metal oplemeniti ili zadržati njegove trenutne kvalitete. To jest, oni mijenjaju sadržaj ugljika kroz specijalnu operaciju legiranja.
Takođe, silicijum i mangan se mogu dodati na listu osnovnih legirajućih elemenata. Prvi se unosi u ciljnu strukturu u minimalnom postotku (ne više od 0,4%) i nema poseban učinak na promjenu kvalitete radnog komada. Ipak, ova komponenta je, kao i mangan, neophodna kao deoksidirajuća i vezujuća supstanca. Ova svojstva legirajućih elemenata određuju osnovni integritet strukture, koji čak iu procesu legiranja omogućava organski sagledavanje drugih, već aktivnih elemenata i nečistoća.
Pomoćni legirajući elementi
Ova grupa elemenata obično uključuje titanijum, molibden, bor, vanadijum, itd. Najistaknutiji predstavnik ove karike je molibden, koji se češće koristi u hromiranim čelicima. Konkretno, uz njegovu pomoć, povećava se kaljivost metala, a smanjuje se i prag hladnokrhkosti. Korisno za gradnju čelika i upotrebu komponenti molibdena. Ovo su efikasni legirajući elementi u čeliku koji obezbeđuju dinamičku i statičku čvrstoću metala, istovremeno eliminišući rizik od unutrašnje oksidacije. Što se titana tiče, koristi se rijetko i samo za jedan zadatak - mljevenje strukturnih zrna u legurama krom-mangan. Suplementi se također mogu nazvati ciljanimkalcijum i olovo. Koriste se za metalne zareze, koje se naknadno podvrgavaju operacijama rezanja.
Klasifikacije legirajućih elemenata
Pored vrlo uslovne podjele legirajućih elemenata na glavne i pomoćne, koriste se i drugi, precizniji znaci razlike. Na primjer, prema mehanici utjecaja na karakteristike legura i čelika, elementi se dijele u tri kategorije:
- Utječe na stvaranje karbida.
- Sa polimorfnim transformacijama.
- Sa formiranjem intermetalnih jedinjenja.
Važno je uzeti u obzir da u svakom od tri slučaja uticaj legirajućih elemenata na svojstva intermetalnih jedinjenja zavisi i od stranih nečistoća. Na primjer, koncentracija istog ugljika ili željeza može imati vrijednost. Postoji i klasifikacija već elemenata polimorfne transformacije prema prirodi udara. Posebno se izdvajaju elementi koji omogućavaju prisustvo legiranog ferita u leguri, kao i njihovi analozi, koji doprinose stabilizaciji optimalnog sadržaja austenita, bez obzira na temperaturu.
Uticaj legiranja na legure i čelike
Postoji nekoliko načina na koje se kvalitetne karakteristike čelika mogu poboljšati. Prije svega, to su fizičke kvalitete koje određuju tehnički resurs materijala. Legiranje u ovom dijelu omogućava vam povećanje čvrstoće, duktilnosti, kaljivosti i tvrdoće. Drugi smjer pozitivanutjecaj legirajućih elemenata je poboljšanje zaštitnih svojstava. S tim u vezi, vrijedi istaknuti otpornost na udarce, crvenu tvrdoću, otpornost na toplinu i visok prag oštećenja od korozije. Za neke primjene, metali se također pripremaju uzimajući u obzir elektrohemijske kvalitete. U ovom slučaju, legirajući elementi se mogu koristiti za povećanje električne i toplotne provodljivosti, otpornosti na oksidaciju, magnetnu permeabilnost, itd.
Osobine uticaja štetnih nečistoća
Tipični predstavnici štetnih nečistoća su fosfor i sumpor. Što se tiče fosfora, u kombinaciji sa gvožđem, on je sposoban da formira krhka zrna koja se čuvaju nakon legiranja. Kao rezultat toga, nastala legura gubi visok stupanj gustoće, a također je obdarena lomljivošću. Međutim, kombinacija sa ugljenikom takođe daje pozitivnu karakteristiku, poboljšavajući proces odvajanja čipova. Ovaj kvalitet olakšava procese obrade. Sumpor je, pak, još opasnija supstanca. Ako se djelovanjem legirajućih elemenata na čelik u cjelini želi poboljšati otpornost materijala na vanjske utjecaje, onda ovaj dodatak izravnava ovu grupu kvaliteta. Na primjer, njegova visoka koncentracija u strukturi dovodi do povećanja habanja, smanjenja otpornosti metala na zamor i minimiziranja otpornosti na koroziju.
Tehnologija legiranja
Obično se legiranje vrši u okviru metalurške proizvodnje i predstavlja uvođenje dodatnihelemente o kojima je bilo riječi. Kao rezultat termičke obrade, u strukturi se javljaju hemijski i fizički procesi spajanja pojedinih supstanci, kao i deformacije. Dakle, legirajući elementi omogućavaju poboljšanje kvaliteta metalurških proizvoda.
Zaključak
Legiranje je složen tehnološki proces promjene karakteristika metala. Njegova složenost uglavnom leži u primarnom odabiru optimalnih recepata za postizanje željenog skupa svojstava obratka. Kao što je već spomenuto, utjecaj legirajućih elemenata je raznolik i dvosmislen. Ista komponenta aktivnog aditiva može, na primjer, istovremeno poboljšati čvrstoću metala i smanjiti njegovu toplinsku provodljivost. Zadatak tehnologa je da razviju dobitne kombinacije elemenata koji će metalni dio ili konstrukciju učiniti najprihvatljivijim po svojim kvalitetima u smislu upotrebe u određene svrhe.
