Ehituses, tööstuses ja mõnes põllumajandusvaldkonnas võib täheldada metalltoodete aktiivset kasutamist. Veelgi enam, samal metallil on olenev alt kasutusalast erinevad tehnilised ja tööomadused. Seda saab seletada dopinguprotsessidega. Tehnoloogiline protseduur, mille käigus põhitoorik omandab uued omadused või paraneb vastav alt olemasolevatele omadustele. Seda soodustavad aktiivsed elemendid, mille legeerimisomadused põhjustavad metalli struktuuri muutmise keemilisi ja füüsikalisi protsesse.
Peamised legeerelemendid
Süsinikul on legeerimisprotsessides suur, kuid mitmetähenduslik väärtus. Ühest küljest aitab selle kontsentratsioon metallkonstruktsioonis umbes 1,2% suurendada tugevust, kõvadust ja külmahapruse taset ning teis alt vähendab see ka materjali soojusjuhtivust ja tihedust. Kuid isegi see pole peamine. Nagu kõik legeerelemendid, lisatakse see tehnoloogilise töötlemise käigus tugeva temperatuuri mõju all. Kuid mitte kõik lisandid ja aktiivsed komponendid ei jää pärast toimingu lõppu struktuuri. Metalli võib jääda ainult süsinikja olenev alt lõpptoote nõutavatest omadustest otsustavad tehnoloogid, kas metalli viimistleda või säilitada selle praegused omadused. See tähendab, et need muudavad süsinikusisaldust spetsiaalse legeerimisoperatsiooni abil.
Samuti saab põhiliste legeerelementide loendisse lisada räni ja mangaani. Esimene sisestatakse sihtstruktuuri minimaalse protsendina (mitte rohkem kui 0,4%) ja sellel ei ole tooriku kvaliteedi muutusele erilist mõju. Sellegipoolest on see komponent, nagu ka mangaan, oluline deoksüdeeriva ja siduva ainena. Need legeerivate elementide omadused määravad konstruktsiooni põhilise terviklikkuse, mis võimaldab isegi legeerimisel orgaaniliselt tajuda teisi, juba aktiivseid elemente ja lisandeid.
Lisageerelemendid
Sellesse elementide rühma kuuluvad tavaliselt titaan, molübdeen, boor, vanaadium jne. Selle lüli silmapaistvaim esindaja on kroomterastes sagedamini kasutatav molübdeen. Eelkõige suurendatakse selle abiga metalli karastuvust ja väheneb ka külma rabeduslävi. Kasulik terase klasside ehitamiseks ja molübdeenikomponentide kasutamiseks. Need on terasest tõhusad legeerivad elemendid, mis annavad metallidele dünaamilise ja staatilise tugevuse, välistades samal ajal sisemise oksüdatsiooni ohu. Mis puutub titaani, siis seda kasutatakse harva ja ainult ühe ülesande jaoks - kroomi-mangaani sulamites struktuursete terade jahvatamiseks. Toidulisandeid võib nimetada ka sihipäraseksk altsium ja plii. Neid kasutatakse metalltoorikute jaoks, mida seejärel lõigatakse.
Legerite elementide klassifikatsioonid
Lisaks legeerelementide väga tinglikule jagamisele põhi- ja abielementideks kasutatakse ka teisi, täpsemaid erinevuse märke. Näiteks vastav alt sulamite ja teraste omadustele avalduva mõju mehhanismile jagatakse elemendid kolme kategooriasse:
- Karbiidide moodustumise mõjutamine.
- Polümorfsete teisendustega.
- Intermetalliliste ühendite moodustumisega.
Oluline on arvestada, et kõigil kolmel juhul sõltub legeerivate elementide mõju metallidevaheliste ühendite omadustele ka võõrlisanditest. Näiteks võib sama süsiniku või raua kontsentratsioonil olla väärtus. Samuti on olemas juba polümorfse teisenduse elementide klassifikatsioon vastav alt mõju iseloomule. Eelkõige eristatakse elemente, mis võimaldavad legeeritud ferriidi esinemist sulamis, samuti nende analooge, mis aitavad kaasa optimaalse austeniidisisalduse stabiliseerimisele, olenemata temperatuurist.
Legemise mõju sulamitele ja terastele
Terase kvaliteediomadusi saab parandada mitmel viisil. Esiteks on need füüsilised omadused, mis määravad materjali tehnilise ressursi. Selle osa legeerimine võimaldab teil suurendada tugevust, plastilisust, karastavust ja kõvadust. Muu suund positiivnelegeerelementide mõju on kaitseomaduste parandamine. Sellega seoses tasub esile tõsta löögikindlust, punast kõvadust, kuumakindlust ja korrosioonikahjustuste kõrget läve. Mõne rakenduse jaoks valmistatakse metallid ette ka elektrokeemilisi omadusi arvesse võttes. Sel juhul saab legeerivaid elemente kasutada elektri- ja soojusjuhtivuse, oksüdatsioonikindluse, magnetilise läbilaskvuse jne suurendamiseks.
Kahjulike lisandite mõju tunnused
Kahjulike lisandite tüüpilised esindajad on fosfor ja väävel. Mis puutub fosforisse, siis rauaga kombineerituna on see võimeline moodustama hapraid terasid, mis säilivad pärast legeerimist. Selle tulemusena kaotab saadud sulam suure tiheduse ja sellel on ka haprus. Kuid kombinatsioon süsinikuga annab ka positiivse karakteristiku, parandades laastude eraldamise protsessi. See kvaliteet hõlbustab töötlemisprotsesse. Väävel on omakorda veelgi ohtlikum aine. Kui legeerelementide mõju terasele tervikuna on mõeldud materjali vastupidavuse parandamiseks välismõjudele, siis see segu ühtlustab seda omaduste rühma. Näiteks selle kõrge kontsentratsioon konstruktsioonis suurendab hõõrdumist, vähendab metalli väsimuskindlust ja vähendab korrosioonikindlust.
Legemistehnoloogia
Tavaliselt toimub legeerimine metallurgilise tootmise raames ja see kujutab endast täiendavateeespool käsitletud elemente. Kuumtöötlemise tulemusena tekivad konstruktsioonis üksikute ainete liitumise keemilised ja füüsikalised protsessid, samuti deformatsioonid. Seega võimaldavad legeerivad elemendid parandada metallurgiatoodete kvaliteeti.
Järeldus
Legemine on keeruline tehnoloogiline protsess metalli omaduste muutmiseks. Selle keerukus seisneb peamiselt optimaalsete retseptide esmavalikus, et saavutada soovitud tooriku omaduste komplekt. Nagu juba mainitud, on legeerivate elementide mõju mitmekesine ja mitmetähenduslik. Aktiivse lisandi sama komponent võib näiteks üheaegselt parandada metalli tugevust ja halvendada selle soojusjuhtivust. Tehnoloogide ülesanne on välja töötada võidukad elementide kombinatsioonid, mis muudavad metallosa või -konstruktsiooni oma omaduste poolest konkreetsel otstarbel kasutamiseks kõige vastuvõetavamaks.
