November 3, 2022
Bazı özelliklerini iyileştirmek ve geliştirmek içinçelikve alaşım elementleri adı verilen eritme işleminde kasıtlı olarak eklenen elementlerin bazı özel özelliklerini elde etmesini sağlar.Yaygın alaşım elementleri krom, nikel, molibden, tungsten, vanadyum, titanyum, niyobyum, zirkonyum, kobalt, silikon, manganez, alüminyum, bakır, bor, nadir toprak vb.Fosfor, kükürt ve azot da bazı durumlarda alaşım görevi görür.
(1) Krom (Cr)
Krom, çeliğin sertleştirilebilirliğini artırabilir ve ikincil bir sertleştirme etkisine sahiptir, çeliği kırılgan hale getirmeden karbon çeliğinin sertliğini ve aşınma direncini artırabilir.İçerik %12'yi aştığında, çelik yüksek sıcaklıkta iyi oksidasyon direncine ve korozyon direncine sahiptir ve ayrıca çeliğin termal mukavemetini arttırır.Krom, paslanmaz çelik aside dayanıklı çelik ve ısıya dayanıklı çeliğin ana alaşım elementidir.
Krom, haddeleme durumunda karbon çeliğinin mukavemetini ve sertliğini artırabilir ve enine kesitin uzamasını ve büzülmesini azaltabilir.Krom içeriği %15'i aştığında mukavemet ve sertlik düşecek ve buna bağlı olarak uzama ve kesit büzülmesi artacaktır.Krom çeliği içeren parçalar kolayca taşlanarak daha yüksek yüzey işleme kalitesi elde edilir.
Temperlenmiş yapıdaki kromun ana rolü, sertleştirilebilirliği iyileştirmektir, böylece su verme ve tavlamadan sonra çeliğin daha kapsamlı mekanik özelliklere sahip olması, karbonlu çelikte ayrıca malzeme yüzeyinin aşınma direncini arttırmak için krom karbür oluşturabilir. .
Krom içeren yay çeliğinin ısıl işlem sırasında karbondan arındırılması kolay değildir.Krom, takım çeliğinin aşınma direncini, sertliğini ve sertliğini iyileştirebilir ve iyi bir tavlama kararlılığına sahiptir.Krom, elektrotermal alaşımların oksidasyon direncini, direncini ve gücünü artırabilir.
(2) Nikel
Nikel, çelikte ferriti güçlendirir ve perliti inceltir; genel etki gücü artırmaktır, ancak plastisite üzerinde önemli bir etkisi yoktur.Genel olarak konuşursak, belirli bir miktar nikel çeliğin gücünü artırabilir, ancak düşük karbonlu çeliğin tokluğunu, haddelendiğinde, normalize edildiğinde veya tavlama işlemi olmadan tavlandığında önemli ölçüde azaltmaz.İstatistiklere göre, nikeldeki her %1'lik artış 29.4Pa'nın gücünü artırabilir.Nikel içeriğinin artmasıyla, çelik verimi, çekme mukavemetinden daha hızlı artar, bu nedenle nikel içeren çeliğin oranı, sıradan karbon çeliğinden daha yüksektir.Nikel, çeliğin mukavemetini artırabilir, ancak çeliğin tokluğuna, plastisitesine ve diğer işlem özelliklerine verdiği zarar, diğer alaşım elementlerinden daha azdır.Orta karbonlu çelik için perlit incelir çünkü nikel perlit geçiş sıcaklığını düşürür.Nikel ötektoid noktada karbon içeriğini azalttığı için, aynı karbon içeriğine sahip karbon çeliğinden daha fazla perlit vardır, bu da nikelli perlit ferritik çeliğin aynı karbon içeriğine sahip karbon çeliğinden daha yüksek mukavemete sahip olmasını sağlar.Aksine, çeliğin mukavemeti aynı ise, nikel içeren çeliğin karbon içeriği uygun şekilde azaltılabilir, böylece çeliğin tokluğu ve plastisitesi geliştirilebilir.Nikel, çeliğin yorulmaya karşı direncini artırabilir ve çeliğin çentik hassasiyetini azaltabilir.Nikel, düşük sıcaklık çeliği için çok önemli olan, düşük sıcaklık çeliğinin kırılgan geçiş sıcaklığını düşürür.%3,5 nikel içeren çelik -100°C'de kullanılabilir ve %9 nikel içeren çelik -196°C'de kullanılabilir.Nikel, çeliğin sürünme direncini artırmaz, bu nedenle genellikle sıcak mukavemetli çeliğin güçlendirme elemanı olarak kullanılmaz.
Nikel içeriği yüksek olan Fe-Ni alaşımlarının lineer genleşme katsayısı, nikel içeriğinin artması veya azalması ile önemli ölçüde değişmektedir.Bu özellik kullanılarak çok düşük veya belirli lineer genleşme katsayısına sahip hassas alaşımlar ve bimetalik malzemeler tasarlanabilir ve üretilebilir.
Ayrıca çeliğe eklenen nikel sadece aside dayanıklı değil aynı zamanda alkaliye dayanıklı, atmosfere ve tuza karşı korozyona dayanıklıdır, nikel paslanmaz aside dayanıklı çelikte önemli unsurlardan biridir.
(3) Molibden (Mo)
Çelikteki molibden, sertleşebilirliği ve termal mukavemeti iyileştirebilir, temperleme kırılganlığını önleyebilir, bazı ortamlarda kalıcılığı ve zorlayıcılığı ve korozyon direncini artırabilir.
Temperlenmiş çelikte, molibden, daha büyük bölümleri olan parçaları derinlemesine söndürebilir, söndürebilir, yangına karşı direncini veya tavlama stabilitesini iyileştirebilir, böylece parçalar daha yüksek sıcaklıklarda temperlenebilir, böylece artık stresi daha etkili bir şekilde ortadan kaldırmak (veya azaltmak) için , plastisiteyi iyileştirin.
Karbürlenmiş çelikte yukarıdaki etkilere ek olarak, molibden, karbürleme tabakasındaki tane sınırı üzerinde sürekli bir ağ oluşturma eğilimini de azaltabilir, karbonlama tabakasındaki kalıntı östeniti azaltabilir ve yüzeyin aşınma direncini nispeten artırabilir. katman.
Dövme kalıbında, molibden ayrıca çeliğin nispeten kararlı bir sertliğe sahip olmasını sağlayabilir, deformasyonu artırabilir.Çatlama ve aşınmaya karşı direnç.
Paslanmaz aside dayanıklı çelikte molibden, organik asitlerin (formik asit, asetik asit, oksalik asit vb.), hidrojen peroksit, sülfürik asit, sülfit, sülfat, asit boyaları, ağartma tozu vb. korozyon direncini daha da artırabilir. Özellikle molibden ilavesi, klorür iyonlarının varlığından kaynaklanan nokta korozyon eğilimini önler.
Yaklaşık %1 molibden içeren W12Cr4V4Mo yüksek hız çeliği, aşınma direncine, temperlenmiş sertliğe ve kırmızı sertliğe sahiptir.
(4) Tungsten (W)
Çelikte karbür oluşturmaya ek olarak, tungsten katı çözelti oluşturmak için kısmen demir içinde çözülür.Etkisi molibdene benzer, kütle fraksiyonu hesaplamasına göre genel etki molibden kadar önemli değildir.Çelikte tungstenin ana örneği, karbür oluşumundan dolayı tavlama stabilitesini, kırmızı sertliği, termal mukavemeti ve aşınma direncini arttırmaktır.Bu nedenle, esas olarak yüksek hız çeliği, sıcak dövme kalıbı gibi takım çeliğinde kullanılır.çelikve benzeri.
Tungsten, yüksek kaliteli yay çeliğinden refrakter karbürler oluşturur.Daha yüksek sıcaklıkta temperleme yapıldığında, karbürlerin birikim süreci kolaylaştırılabilir ve yüksek sıcaklık dayanımı korunabilir.Tungsten ayrıca çeliğin aşırı ısınmaya karşı hassasiyetini azaltır, sertleşebilirliği artırır ve sertliği artırır.Sıcak haddelemeden sonra 65SiMnWA yay çeliği, hava soğutmasından sonra yüksek sertliğe sahiptir.50 mm2 kesitli yay çeliği yağda söndürülebilir ve büyük yüklere, ısı direncine (350 ℃'den fazla olmayan) ve darbeye dayanmak için önemli bir yay olarak kullanılabilir.30W4Cr2VA yüksek mukavemetli ısıya dayanıklı yay çeliği, geniş sertleşebilirlik, 1050 ~ 1100℃ su verme, 550 ~ 650℃ tavlama çekme mukavemeti 1470 ~ 1666Pa.Esas olarak yüksek sıcaklık (500 ℃'den fazla olmayan) koşullarında yay üretiminde kullanılır.
Tungsten, alaşımlı takım çeliğinin ana unsurudur, çünkü ilavesi çeliğin aşınma direncini ve işlenebilirliğini önemli ölçüde artırabilir.
(5) Vanadyum (V)
Vanadyum karbon, amonyak ve oksijen ile güçlü bir afiniteye sahiptir ve onlarla kararlı bileşikler oluşturur.Vanadyum esas olarak çelikte karbür formunda bulunur.Ana işlevi, çeliğin yapısını ve taneciklerini iyileştirmek, çeliğin mukavemetini ve tokluğunu iyileştirmektir.Yüksek sıcaklıkta katı çözelti içinde çözündüğünde sertleşebilirliği arttırın;Aksine karbür şeklinde ise sertleşebilirliği azaltın.Vanadyum, sertleştirilmiş çeliğin tavlama stabilitesini arttırır ve ikincil sertleştirme etkisi yaratır.Yüksek hızlı takım çeliği hariç, çelikteki vanadyum içeriği genellikle %0,5'ten fazla değildir.
Ortak düşük karbonlu alaşımdaçelikvanadyum, tahılı rafine edebilir, normalleştirmeden sonra mukavemeti ve verim oranını artırabilir ve çeliğin düşük sıcaklıkta kaynak performansını iyileştirebilir.
Genel ısıl işlem koşulları nedeniyle alaşımlı yapı çeliğinde vanadyum sertleşebilirliği azaltacaktır, bu nedenle genellikle yapı çeliği ve manganez, krom, molibden, tungsten ve diğer elementlerde kullanılır.Temperlenmiş çelikteki vanadyum, esas olarak çeliğin mukavemetini ve verim oranını iyileştirmek, tahılı inceltmek, aşırı ısınma hassasiyetini almak içindir.Karbürlenmiş çelikte taneyi rafine edebilir, çelik, ikincil söndürme olmadan karbonlamadan sonra doğrudan söndürülebilir.
Yay çeliği ve yatak çeliğinde vanadyum, mukavemet ve verim oranını, özellikle orantılı limit ve elastik limiti iyileştirebilir ve ısıl işlem sırasında karbonsuzlaştırma hassasiyetini azaltabilir, böylece yüzey kalitesini iyileştirebilir.Vanadyum içeren 5 krom taşıyan çelik, yüksek karbonatlaşma dağılımı, iyi performans.
Takım çeliğinde bulunan vanadyum taneleri inceltir, aşırı ısınma hassasiyetini azaltır, tavlama stabilitesini ve aşınma direncini arttırır ve böylece takım ömrünü uzatır.
(6) Titanyum (Ti)
Titanyumun nitrojen, oksijen ve karbon ile güçlü bir afinitesi vardır ve sülfür ile demirden daha güçlü bir afiniteye sahiptir.Bu nedenle, iyi bir deokside edici ajan ve nitrojen ve karbonu sabitlemek için etkili bir elementtir.Titanyum güçlü bir karbür oluşturan element olmasına rağmen diğer elementlerle birleşerek kompleks bileşikler oluşturmaz.Titanyum karbür bağlama kuvveti güçlüdür, kararlıdır, ayrışması kolay değildir, çelikte sadece 1000℃'den fazla ısıtıldığında katı çözeltide yavaş yavaş çözülebilir.Titanyum karbür parçacıkları, çözünmeden önce tane büyümesini önleme etkisine sahiptir.Titanyum ve karbon arasındaki afinite, krom ve karbon arasındakinden çok daha büyük olduğundan, titanyum, çeliğin taneler arası korozyonunu ortadan kaldırmak veya azaltmak için tane sınırındaki krom seyreltmesini ortadan kaldırmak için karbonu sabitlemek için paslanmaz çelikte yaygın olarak kullanılır. .
Titanyum ayrıca çeliğin A1 ve A3 sıcaklıklarını güçlü bir şekilde artıran güçlü ferrit oluşturan elementlerden biridir.Titanyum, yaygın düşük alaşımlı çelikte plastisiteyi ve tokluğu iyileştirebilir.Titanyum, nitrojeni ve sülfürü sabitlediğinden ve titanyum karbür oluşturduğundan, çeliğin gücü artar.Tane inceltmeyi normalleştirdikten sonra, çökeltici karbür, çeliğin plastisitesini ve darbe tokluğunu önemli ölçüde iyileştirebilir.Titanyum içeren alaşım yapı çeliği iyi mekanik özelliklere ve işlem özelliklerine sahiptir, ancak ana dezavantajı sertleşebilirliğin biraz zayıf olmasıdır.
Yüksek kromlu paslanmaz çelikte genellikle titanyumun karbon içeriğinin yaklaşık 5 katını eklemeniz gerekir, yalnızca korozyon direncini (esas olarak taneler arası korozyon direnci) ve çeliğin tokluğunu iyileştirmekle kalmaz;Ayrıca çeliğin yüksek sıcaklıkta tane büyüme eğilimini önleyebilir ve çeliğin kaynak performansını iyileştirebilir.
(7) Niyobyum/koltan (Nb/Cb)
Niyobyum genellikle koltan ve tantal ile birlikte bulunur ve çelikteki rolleri benzerdir.Niyobyum ve tantal, katı çözeltiyi güçlendirmek için katı çözeltide kısmen çözülür.Çeliğin su verme kabiliyeti, östenit içinde çözüldüğünde önemli ölçüde geliştirilebilir.Ancak karbür ve oksit partikülleri halinde taneyi inceltir ve çeliğin sertleşebilirliğini azaltır.Çeliğin tavlama stabilitesini artırabilir ve ikincil sertleşme etkisine sahiptir.İz niyobyum, plastisiteyi veya tokluğu etkilemeden çeliğin gücünü artırabilir.Tahılın rafine edilmesinin etkisi nedeniyle, çeliğin darbe tokluğu geliştirilebilir ve kırılganlık geçiş sıcaklığı düşürülebilir.İçeriği karbonun 8 katından fazla olduğunda, çelikteki hemen hemen tüm karbon sabitlenebilir, böylece çeliğin hidrojen direnci iyi olur.Östenitik çeliğin oksitleyici ortam tarafından taneler arası korozyonu önlenebilir.Karbon fiksasyonu ve çökelme sertleşmesi nedeniyle, sürünme mukavemeti gibi sıcak mukavemetli çeliklerin yüksek sıcaklık özellikleri geliştirilebilir.
Niyobyum, inşaatta kullanılan yaygın düşük alaşımlı çelikte akma mukavemetini ve darbe tokluğunu iyileştirebilir ve kırılganlık geçiş sıcaklığını azaltabilir.Alaşımlı yapısal çelikte karbonlama ve temperlemede sertleşebilirliği artırın.Çeliğin tokluğunu ve düşük sıcaklık performansını iyileştirin.Düşük karbonlu martensitik ısıya dayanıklı paslanmaz çeliğin hava sertleşmesini azaltabilir, sertleşmeyi ve tavlama kırılganlığını önleyebilir ve sürünme mukavemetini iyileştirebilir.
(8) Zirkonyum (Zr)
Zirkonyum güçlü bir karbür oluşturan elementtir, çelikteki rolü niyobyum, tantal ve vanadyuma benzer.Az miktarda zirkonyum eklenmesi, çeliğin düşük sıcaklık performansına faydalı olan ve damgalama performansını artıran gazdan arındırma, arındırma ve rafine etme etkisine sahiptir.Genellikle gaz motoru ve balistik füze yapısı için ultra yüksek mukavemetli çelik ve nikel bazlı süper alaşım üretiminde kullanılır.
(9) Kobalt
Kobalt daha çok özel çeliklerde ve alaşımlarda kullanılır.Kobalt içeren yüksek hız çeliği, yüksek sıcaklık sertliğine sahiptir ve ultra yüksek sertlik ve iyi kapsamlı mekanik özellikler elde etmek için martensitik yaşlanma çeliğine aynı anda molibden eklenebilir.Ayrıca kobalt, sıcak dayanımlı çeliklerde ve manyetik malzemelerde önemli bir alaşım elementidir.
Kobalt, çeliğin sertleşebilirliğini azaltır, bu nedenle tek başına karbon çeliği eklemek, temperlenmiş çeliğin genel mekanik özelliklerini azaltacaktır.Kobalt, ferriti güçlendirebilir ve karbon çeliğine eklendiğinde, tavlanmış veya normalleştirilmiş durumda çeliğin sertliğini, akma noktasını ve çekme mukavemetini iyileştirebilir ve uzama ve kesit büzülmesi üzerinde olumsuz bir etkiye sahiptir.Kobalt içeriğinin artmasıyla darbe tokluğu azalır.Kobalt, oksidasyon direncinden dolayı ısıya dayanıklı çelik ve alaşımlarda kullanılmaktadır.Kobalt bazlı alaşımlı gaz türbinleri benzersiz rolünü göstermektedir.
