Teras on sisuliselt raua ja süsinik-legeeritud teatud lisanditega. Sulamisprotsessi kasutatakse terase keemilise koostise muutmiseks ja selle omaduste parandamiseks süsinikterasest või kohandamiseks vastavalt konkreetse rakenduse nõuetele.
Terasest legeeriva aine eelised:
Erinevad legeerivad elemendid omavad oma mõju terase omadustele. Mõned omadused, mida legeerimise abil saab parandada, on järgmised:
- Stabiliseeriv austeniit : sellised elemendid nagu nikkel , mangaan , koobalt ja vask suurendavad austeniidi temperatuuride vahemikku.
- Stabiliseeriv ferriit : kroom , volfram , molübdeen , vanaadium, alumiinium ja räni võivad põhjustada süsiniku lahustuvuse alandamist austeniiti. Selle tagajärjel suureneb terasest karbiidide hulk ja väheneb austeniidi temperatuurivahemik.
- Karbiidide moodustumine : paljud väikesed metallid, sealhulgas kroom , volfram, molübdeen, titaan , nioobium, tantaal ja tsirkoonium, moodustavad tugevaid karbiide, mis - teras - suurendavad kõvadust ja tugevust. Selliseid teraseid kasutatakse sageli kiire terasest ja kuuma tööriista terasest.
- Graafilisaator : Räni, nikkel, koobalt ja alumiinium võib vähendada terase karbiidide stabiilsust, soodustades nende lagunemist ja vaba graafi moodustumist.
- Eutektoidi kontsentratsiooni vähenemine : titaan, molübdeen, volfram, räni, kroom ja nikkel on kõik madalamad süsinikoksiidi eutektoidsed kontsentratsioonid.
- Korrosioonikindluse suurendamine : Alumiinium, räni ja kroom moodustavad teraspinnal kaitsev oksiidikihid, kaitstes seega metalli teatud keskkonnatingimuste halvenemisest.
Üldine terase legeerivad ained:
Allpool on loetelu levinumaid elemente ja nende mõju terasle (sulgudes standardne sisu):
- Alumiinium (0,95-1,30%): deoksüduaator. Kasutatakse austeniidi terade kasvu piiramiseks.
- Boor (0,001-0,003%): kõvendav aine, mis parandab deformeeruvust ja parandatavust. Boraat lisatakse täiesti tapetud terasele ja seda tuleb ainult väga väikestes kogustes lisada kõvastumisele. Boori lisamine on madala süsinikusisaldusega terasest kõige efektiivsem.
- Kroom (0,5-18%): roostevabade teraste põhikomponent. Kui kroom ületab 12 protsenti, parandab see oluliselt korrosioonikindlust. Metall parandab ka kergendatavust, tugevust, vastust kuumtöötlemisele ja kulumiskindlust.
- Koobalt : Parandab tugevust kõrgel temperatuuril ja magnetilist läbilaskvust.
- Vask (0,1-0,4%): kõige sagedamini leitakse terasena jääkagensina, lisatakse ka vask, et tekitada sadenemise kõvenemise omadusi ja suurendada korrosioonikindlust.
- Plii : Kuigi see vedelas või terasest terasest praktiliselt lahustumatu, lisandub pliidi lisamine süsinikusisaldusele mehaanilise dispersiooniga valamise ajal, et parandada töödeldavust.
- Mangaan (0,25-13%): suurendab tugevust kõrgel temperatuuril, kõrvaldades rau sulfiidide moodustumise. Mangaan parandab ka kivistumist, kulumiskindlust ja kulumiskindlust. Nagu nikkel, on mangaan austeniidi moodustav element ja seda saab kasutada nisli aseainena Ausitrite roostevabast terasest AISI 200 seerias.
- Molübdeen (0,2-5,0%): leitud väikestes kogustes roostevabast terasest, suurendab molübdeen kõvenevus ja tugevus eriti kõrgel temperatuuril. Kroom-nikli austeniitse terasest kasutatakse tihti molübdeenina kloriidide ja väävli kemikaalide põhjustatud korrosiooni eest.
- Nikkel (2-20%): roostevabast terasest kriitilise legeeriva elemendi lisamine suure kroomi roostevabast terasest üle 8%. Nikkel suurendab tugevust, löögikindlust ja tugevust, parandades samal ajal ka vastupidavust oksüdatsioonile ja korrosioonile. Samuti suurendab see väikestes kogustes lisamõõtu madalal temperatuuril.
- Nioobium : kasutab süsinikdioksiidi stabiliseerumist kõvade karbiidide moodustumisega ja seetõttu leiab see sageli kõrge temperatuuriga terast. Väikestes kogustes võib nioobium märkimisväärselt tõsta saagikust ja vähemal määral ka terase tõmbetugevust ning mõõdukat sadet tugevda.
- Lämmastik : suurendab roostevaba terase austeniidi stabiilsust ja parandab niisugustes terastes saagikust.
- Fosfor: madala legeerterasest saab parandada väetisega fosforit. Samuti suurendab see tugevust ja suurendab korrosioonikindlust.
- Selenium : suurendab masinavõimet.
- Räni (0,2-2,0%): see metalloid parandab tugevust, elastsust, happekindlust ja tulemusi suuremate terasuurustega, mis omakorda suurendab magnetilist läbilaskvust. Kuna räni kasutatakse terase tootmisel desoksüdeerivas reagendis, on seda peaaegu alati leidnud mõnes protsent kõigis terasetüüpides.
- Väävel (0,08-0,15%): väikestes kogustes on väävel parandanud töötlemist, põhjustamata kuumat lühikest aega. Mangaani kuumalt tungimise lisamisel vähendatakse veelgi, kuna mangaansulfiidil on kõrgem sulamistemperatuur kui raud sulfiid.
- Titanium : parandab nii tugevust kui ka korrosioonikindlust, piirates samal ajal austeniidi tera suurust. Titaanisisaldusega 0,25-0,60 protsenti on süsinik ühendatud titaaniga, mis võimaldab kroomil jääda teraviljapiiridel ja takistada oksüdeerumist.
- Volfram : toodab stabiilsed karbiidid ja täpsustab tera suurust, et suurendada karedust, eriti kõrgel temperatuuril.
- Vanadium (0,15%): Nagu titaan ja nioobium, võib vanaadium anda stabiilseid karbiidseid aineid, mis suurendavad tugevust kõrgel temperatuuril. Hea vilja struktuuri edendamisega saab säilitada plastilisust.
- Tsirkoonium (0,1%): suurendab tugevust ja piirab terade suurust. Tugevust saab märkimisväärselt suurendada väga madalatel temperatuuridel (allpool külmumist). Teras, mille tsirkooniumi sisaldus on umbes 0,1%, omab väiksemaid tera suuruseid ja resistentsete murdudega.
Allikad: SubsTech. Ained ja tehnoloogia. Legeerivate elementide mõju terasele omadustele. (www.substech.com) Chase'i sulamid. Legeerivate elementide mõju teras. (www.chasealloys.co.uk)
Järgi Terence teenuses Google+