В строителството, индустрията и някои области на селското стопанство може да се наблюдава активното използване на метални изделия. Освен това един и същ метал, в зависимост от обхвата на употреба, разкрива различни технически и експлоатационни свойства. Това може да се обясни с допинг процеси. Технологична процедура, при която основният детайл придобива нови качества или се подобрява според съществуващите характеристики. Това се улеснява от активни елементи, чиито легиращи свойства предизвикват химични и физични процеси на промяна на металната структура.
Основни легиращи елементи
Въглеродът има голяма, но нееднозначна стойност в процесите на легиране. От една страна, концентрацията му в металната структура от около 1,2% допринася за повишаване на якостта, твърдостта и нивото на студена крехкост, а от друга страна, също така намалява топлопроводимостта и плътността на материала. Но дори и това не е основното. Както всички легиращи елементи, той се добавя при технологична обработка при силно температурно влияние. Въпреки това, не всички примеси и активни компоненти остават в структурата след приключване на операцията. Само въглеродът може да остане в металаи в зависимост от необходимите характеристики на крайния продукт, технолозите решават дали да рафинират метала или да запазят настоящите му качества. Тоест, те променят съдържанието на въглерод чрез специална операция на легиране.
Също така, силиций и манган могат да бъдат добавени към списъка на основните легиращи елементи. Първият се въвежда в целевата структура в минимален процент (не повече от 0,4%) и няма специален ефект върху промяната в качеството на детайла. Въпреки това, този компонент, подобно на мангана, е от съществено значение като деоксидиращо и свързващо вещество. Тези свойства на легиращите елементи определят основната цялост на структурата, която дори в процеса на легиране 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-яркият представител на тази връзка е молибденът, който се използва по-често в хромираните стомани. По-специално, с негова помощ се повишава втвърдяването на метала, а прагът на студена крехкост също се намалява. Полезно за изграждане на стоманени марки и използването на компоненти от молибден. Това са ефективни легиращи елементи в стоманата, които осигуряват динамична и статична якост на металите, като същевременно елиминират рисковете от вътрешно окисляване. Що се отнася до титана, той се използва рядко и само за една задача - смилането на структурни зърна в хром-манганови сплави. Добавките могат да се нарекат и целевикалций и олово. Използват се за метални заготовки, които впоследствие се подлагат на операции на рязане.
Класификации на легиращи елементи
В допълнение към много условното разделяне на легиращите елементи на основни и спомагателни, се използват и други, по-точни знаци за разлика. Например, според механиката на въздействие върху характеристиките на сплавите и стоманите, елементите са разделени на три категории:
- Влияние за образуване на карбиди.
- С полиморфни трансформации.
- С образуването на интерметални съединения.
Важно е да се има предвид, че във всеки от трите случая влиянието на легиращите елементи върху свойствата на интерметалните съединения зависи и от чужди примеси. Например концентрацията на същия въглерод или желязо може да има стойност. Съществува и класификация на вече елементи на полиморфна трансформация според естеството на въздействието. По-специално се разграничават елементи, които позволяват наличието на легиран ферит в сплавта, както и техните аналози, които допринасят за стабилизирането на оптималното съдържание на аустенит, независимо от температурата.
Влияние на легирането върху сплави и стомани
Има няколко начина, по които качествените характеристики на стоманата могат да бъдат подобрени. На първо място, това са физически качества, които определят техническия ресурс на материала. Легирането в тази част ви позволява да увеличите здравината, пластичността, втвърдяването и твърдостта. Друга посока положителнавъздействието на легиращите елементи е за подобряване на защитните свойства. В тази връзка си струва да се подчертае устойчивостта на удар, червена твърдост, устойчивост на топлина и висок праг на корозионно увреждане. За някои приложения металите също се приготвят, като се вземат предвид електрохимичните качества. В този случай легиращите елементи могат да се използват за повишаване на електрическата и топлопроводимост, устойчивост на окисляване, магнитна пропускливост и др.
Характеристики на влиянието на вредни примеси
Типични представители на вредните примеси са фосфорът и сярата. Що се отнася до фосфора, когато се комбинира с желязо, той е способен да образува крехки зърна, които се запазват след легирането. В резултат на това получената сплав губи висока степен на плътност и също така е надарена с крехкост. Комбинацията с въглерод обаче също дава положителна характеристика, подобрявайки процеса на отделяне на чипове. Това качество улеснява процесите на обработка. Сярата от своя страна е още по-опасно вещество. Ако влиянието на легиращите елементи върху стоманата като цяло има за цел да подобри устойчивостта на материала към външни влияния, тогава тази добавка изравнява тази група качества. Например, високата му концентрация в структурата води до увеличаване на абразията, намаляване на устойчивостта на метална умора и минимизиране на устойчивостта на корозия.
Технология за легиране
Обикновено легирането се извършва в рамките на металургичното производство и представлява въвеждането на допълнителниелементи, разгледани по-горе. В резултат на топлинната обработка в структурата възникват химични и физични процеси на съединяване на отделни вещества, както и деформации. По този начин легиращите елементи правят възможно подобряването на качеството на металургичните продукти.
Заключение
Логирането е сложен технологичен процес за промяна на характеристиките на метал. Неговата сложност се крие главно в първичния избор на оптимални рецепти за постигане на желания набор от свойства на детайла. Както вече споменахме, влиянието на легиращите елементи е разнообразно и нееднозначно. Същият компонент на активната добавка може, например, едновременно да подобри здравината на метала и да влоши неговата топлопроводимост. Задачата на технолозите е да разработят печеливши комбинации от елементи, които да направят метална част или конструкция най-приемлива по отношение на нейните качества от гледна точка на използване за конкретни цели.
